fermentarea anaeroba- prelucrarea namolurilor

*) Anexa se publică în Monitorul Oficial al României Partea I bis şi în Buletinul Construcţiiloreditat de către Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare în Construcţii şi EconomiaConstrucţiilor-INCERC Bucureşti

MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCŢIILOR ŞI TURISMULUI

O R D I N U LNr. _________ din _________________

pentru aprobarea reglementării tehnice"Normativ pentru proiectarea construcţiilor şi instalaţiilor de epurare a apelor uzate

orăşeneşti - partea a V-a: Prelucrarea nămolurilor”,indicativ NP 118-06

În conformitate cu art. 38 alin. 2 din Legea nr. 10/1995 privind calitatea în construcţii, cumodificările ulterioare,

În temeiul art. 2 pct. 45 şi al art.5 alin.(4) din Hotărârea Guvernului nr. 412/2004 privindorganizarea şi funcţionarea Ministerului Transporturilor, Construcţiilor şi Turismului, cumodificările şi completările ulterioare,

Având în vedere procesele-verbale de avizare nr. 4/20.03.2006 al Comitetului Tehnic deSpecialitate – CTS 7 şi nr. 7/11.07.2006 al Comitetului Tehnic de Coordonare Generală,

Ministrul transporturilor, construcţiilor şi turismului emite următorul

O R D I N

Art.1. ⎯ Se aprobă reglementarea tehnică "Normativ pentru proiectarea construcţiilorşi instalaţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti – Partea a V-a. Prelucrareanămolurilor”, indicativ NP 118-06, elaborată de către Universitatea Tehnică de ConstrucţiiBucureşti, prevăzută în anexa*) care face parte integrantă din prezentul ordin.

Art.2. ⎯ Prezentul ordin se publică în Monitorul Oficial al României, Partea I şi intră învigoare în termen de 30 de zile de la data publicării.

Art.3. ⎯ La data intrării în vigoare a prezentului ordin, Decizia I.C.C.P.D.C. nr. 33/1984pentru aprobarea reglementării tehnice „Normativ pentru proiectarea tehnologică a staţiilor deepurare a apelor uzate orăşeneşti, treptele de epurare mecanică şi biologică şi linia de prelucrare şivalorificare a nămolurilor”, indicativ P 28-1984, publicat în Buletinul Construcţiilor nr. 7/1984,Decizia I.C.C.P.D.C. nr. 34/1988 pentru aprobarea reglementării tehnice „Normativ pentruproiectarea tehnologică a staţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti, treapta de epurare terţiară”,indicativ P 28/2-1988, publicat în Buletinul Construcţiilor nr. 11/1987, precum şi orice altedispoziţii contrare îşi încetează aplicabilitatea.

MINISTRU

RADU MIRCEA BERCEANU

MINISTRUL DELEGAT PENTRU LUCRĂRI PUBLICEŞI AMENAJAREA TERITORIULUI

LÁSZLÓ BORBÉLY

SECRETAR DE STAT

IOAN ANDREICA

SECRETAR GENERAL

EUGEN ISPAS

SECRETAR GENERAL ADJUNCT

CONSTANŢA PANĂ

DIRECŢIA GENERALĂ JURIDICĂ

DIRECTOR GENERAL

ELENA PETRAŞCU

DIRECŢIA DE REGELEMENTARE ÎN CONSTRUCŢII

DIRECTOR

CRISTIAN-PAUL STAMATIADE

MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCŢIILOR ŞI TURISMULUI

DIRECŢIA DE REGLEMENTARE ÎN CONSTRUCŢII

REFERAT DE APROBARE

Nr. …………/……………………

În perioada 2005-2006, a fost aprobată finanţarea reglementării tehnice Normativpentru proiectarea construcţiilor şi instalaţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti – Parteaa V-a. Prelucrarea nămolurilor”, indicativ NP 118-06, prin Programul nr. 2 Anexa 6 poziţia6.

Lucrarea a fost atribuită UTCB, în baza Hotărârii de adjudecare nr.2639/20.06.05.2005a Comisiei de evaluare a ofertelor pentru atribuirea contractului de achiziţie publică deservicii prin procedura de licitaţie deschisă privind elaborarea de reglementări tehnice, numităprin Ordinul MTCT nr.710/10.05.2005.

Anunţul de participare a fost publicat în Monitorul Oficial al României, partea aVI-a, nr. 103/25.05.2005.

Normativul cuprinde prescripţiile şi datele necesare proiectării construcţiilor şiinstalaţiilor de pe linia nămolului din componenţa staţiilor de epurare a apelor uzateorăşeneşti provenite de la aglomeraţiile urbane şi rurale, unităţi mici industriale, turistice(hoteluri, moteluri, campinguri, cabane, tabere, sate de vacanţă), cazărmi, grupuri de locuinţe,şantiere etc.

Lucrarea prezintă elemente teoretice, tehnologice şi constructive ale obiectelor în carese realizează prelucrarea nămolurilor, în conformitate cu reglementările din ţările UE.

Prezentul normativ se utilizează atât pentru staţiile noi cât şi pentruretehnologizarea/modernizarea şi extinderea staţiilor existente.

Ghidul se adresează proiectanţilor care elaborează proiecte, caiete de sarcini aledocumentaţiilor de execuţie, agremente tehnice, verificatorilor de proiecte, experţilor tehnici,responsabililor tehnici cu execuţia şi exploatarea lucrărilor , furnizorilor de echipamentespecifice, responsabililor cu certificarea produselor, antreprenorilor, prestatorii de servicii dindomeniu (regii, societăţii comerciale etc.), organelor administraţiei publice centrale şi localecu atribuţii în domeniu (ministere, consilii judeţene şi locale etc.).

Lucrarea a fost avizată favorabil în CTS7 cu avizul nr. 4/20.03.2006 şi în CTGC cuavizul nr . 7/11.07.2006.

În vederea intrării în vigoare a prezentei reglementări şi a publicării acesteia înMonitorul Oficial al României, vă rugăm să binevoiţi a semna ordinul alăturat.

DIRECTOR

Cristian STAMATIADE

Responsabil de temăIng. Georgeta Vasilache

4

NORMATIV PENTRU PROIECTAREA CONSTRUCŢIILOR ŞIINSTALAŢIILOR DE EPURARE A APELOR UZATE ORĂŞENEŞTI –Partea a V- a : PRELUCRAREA NĂMOLURILOR

IndicativNP 118-06

1. PREVEDERI GENERALE1.1. OBIECTUL NORMATIVULUI

Prezentul normativ cuprinde prescripţiile şi datele necesare proiectării construcţiilor şi instalaţiilor

de pe linia nămolului din componenţa staţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti.

Normativul conţine elemente referitoare la necesitatea prelucrării nămolurilor rezultate din staţiile de

epurare în vederea valorificării sau depozitării acestora în condiţii de siguranţă şi eficienţă, precum şi

aspecte teoretice, tehnologice şi constructive ale obiectelor în care se realizează prelucrarea nămolurilor.

Prevederile normativului sunt conforme cu reglementările privind protecţia apelor din ţările

Uniunii Europene (Directiva nr. 91/271/CEE din 21 Mai 1991) şi din ţara noastră (NTPA 011/2005 şi

NTPA 001/2005).

În normativ s-a ţinut seama, de asemenea, de recomandările Legii 10/1995 privind calitatea în

construcţii, conform căreia se urmăreşte ca pe întreaga durată de existenţă a construcţiilor să se

realizeze şi să se menţină cerinţele de calitate obligatorii (rezistenţa şi stabilitatea, siguranţa în

exploatare, igiena, sănătatea oamenilor şi protecţia mediului, protecţia termică, hidrofugă, economia de

energie şi protecţia la zgomot).

Prezentul normativ nu conţine prescripţiile pentru proiectarea construcţiilor şi instalaţiilor din

treptele de epurare primară (mecanică), secundară (biologică) şi terţiară (avansată), care sunt conţinute

în reglementările NP 032-1999, NP 088-03 respectiv NP 107-2004. Normativul nu conţine, de

asemenea, prescripţiile de proiectare pentru staţiile de epurare de capacitate mică (5 < Q ≤ 50 l/s) şi

foarte mică (Q ≤ 5 l/s), pentru care există normativul NP 089 – 03.

De asemenea, normativul nu cuprinde prescripţii privind instalaţiile şi echipamentele mecanice,

electrice, de automatizare, instalaţiile sanitare, termice şi de ventilaţie, precum şi calculele de

stabilitate şi de rezistenţă ale construcţiilor, acestea urmând să fie efectuate conform standardelor şi

reglementărilor tehnice de specialitate existente.

Elaborat de:UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢIIBUCUREŞTI – FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ– CATEDRA DE INGINERIE SANITARĂ ŞIPROTECŢIA APELOR

Aprobat de:MINISTERUL TRANSPORTURILOR,CONSTRUCŢIILOR ŞI TURISMULUIcu Ordinul nr.

5

La proiectare se va avea în vedere adoptarea de soluţii care să garanteze asigurarea calităţii lucrărilor

executate atât pentru ansamblul staţiei de epurare, cât şi pentru fiecare material şi echipament în parte.

Materialele, instalaţiile şi utilajele utilizate în procesul de prelucrare a nămolurilor trebuie să

respecte HG 822/2004, privind stabilirea condiţiilor de introducere pe piaţă a produselor pentru

construcţii.

1.2. DOMENIUL DE APLICARE

Prevederile prezentului normativ se aplică la proiectarea construcţiilor şi instalaţiilor de prelucrare

a nămolurilor reţinute în staţiile de epurare ale aglomeraţiilor urbane şi rurale, de la mici unităţi

industriale, turistice (hoteluri, moteluri, campinguri, cabane, tabere, sate de vacanţă), unităţi militare

(cazărmi), grupuri de locuinţe, şantiere, etc.

Ele se aplică atât în cazul proiectării staţiilor de epurare noi, cât şi în cazul retehnologizării,

extinderii sau modernizării staţiilor de epurare existente.

1.3. UTILIZATORI

Prezentul normativ se adresează cercetătorilor şi proiectanţilor care elaborează proiecte, caiete de

sarcini ale documentaţiilor de licitaţie şi detalii de execuţie, agremente tehnice, verificatorilor de proiecte,

experţilor tehnici, universităţilor tehnice, personalului responsabil cu execuţia şi exploatarea lucrărilor,

prestatorilor de servicii în domeniu (regii, societăţi comerciale), precum şi organelor administraţiei publice

centrale şi locale cu atribuţii în domeniu (ministere, primării, consilii locale / judeţene, etc.).

1.4. ARMONIZAREA CU NORMELE EUROPENE

Având în vedere lipsa documentaţiilor şi lipsa de experienţă a majorităţii specialiştilor din ţara

noastră în domeniul prelucrării nămolurilor reţinute în staţiile de epurare, elaborarea acestui normativ

se bazează în mod special pe literatura de specialitate şi pe recomandările, standardele şi prevederile

Uniunii Europene. Aceste publicaţii, împreună cu normele franţuzeşti şi germane referitoare la

prelucrarea nămolurilor, constituie surse importante de informaţii pentru elaborarea acestui normativ.

Prezentul normativ are ca referinţă, de asemenea, de standardele româneşti în vogoare care conţin

prescripţii apropiate de prevederile Uniunii Europene, sau care au fost deja adoptate după standardele

Uniunii Europene.

1.5. NORMATIVE ŞI REGLEMENTĂRI CONEXE

Elaborarea prezentului normativ a ţinut seama, în principal, de prevederile următoarelor normative

şi reglementări conexe:

Normativ pentru proiectarea construcţiilor şi instalaţiilor de epurare a apelor uzate

orăşeneşti – Partea I: Treapta mecanică, Indicativ NP 032 - 1999, aprobat cu Ordinul

M.L.P.A.T. nr. 60/N/25.08.1999;

6


orăşeneşti – Partea a II–a : Treapta biologică, Indicativ NP 088 - 03, aprobat cu

Ordinul M.T.C.T. nr. 639/23.10.2003;


orăşeneşti – Partea a III–a : Staţii de epurare de capacitate mică (5 < Q ≤ 50 l/s) şi

foarte mică (Q ≤ 5 l/s) Indicativ NP 089 - 03, aprobat cu Ordinul Ministrului

M.T.C.T. nr. 640/23.10.2003;


orăşeneşti – Partea a IV–a : Treapta de epuarare avansată a apelor uzate Indicativ

NP 107-04, aprobat cu Ordinul Ministrului M.T.C.T. nr. 163/15.02.2005;

Legea Protecţiei Mediului nr. 137/1995, cu modificările ulterioare;

Legea Apelor nr. 107/1996, cu modificările ulterioare;

Legea privind calitatea în construcţii nr. 10/1995, cu modificările ulterioare;

NTPA 011/2005 – Norme tehnice privind colectarea, epurarea şi evacuarea apelor

uzate orăşeneşti (HG nr. 352/2005);

NTPA 001/2005 – Normativ privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanţi a apelor

uzate industriale şi orăşeneşti la evacuarea în receptorii naturali (HG nr. 352/2005);

NTPA 002/2005– Normativ privind condiţiile de evacuare a apelor uzate în reţelele de

canalizare ale localităţilor şi direct în staţiile de epurare (HG nr. 352/2005);

Normativ privind obiectivele de referinţă pentru clasificarea calităţii apelor de

suprafaţă, aprobat cu Ordinul ministrului M.A.P.M. nr. 1146 din 10.12.2002;

Ordinul nr. 49 din 14.01.2004 pentru aprobarea normelor tehnice privind protecţia

mediului şi în special a solurilor, când se utilizează nămoluri de epurare în agricultură.

Potrivit HG 622/2004 la executarea construcţiilor şi instalaţiilor de epurare a apelor

uzate sunt admise echipamente, produse, procedee care au certificate de conformitate

acordate de organisme notificate, solicitate de producător sau de utilizator.

După punerea în funcţiune, la intervale de doi ani este necesară inspecţia tehnică de

terţă parte efectuată de organisme de inspecţie acreditate RENAR care să confirme atât

capabilitatea echipamentelor cât şi calitatea apei pe baza unui Raport de Inspecţie.

Raportul de Inspecţie va fi solicitat de către deţinătorii de Staţii de Epurare.

Potrivit HG 622/2004 la executarea construcţiilor şi instalaţiilor de epurare a apelor uzate

sunt admise echipamente, produse, procedee care au certificate de conformitate acordate de organisme

notificate, solicitate de producător sau de utilizator.

După punerea în funcţiune, la intervale de doi ani este necesară inspecţia tehnică de terţă

parte efectuată de organisme de inspecţie acreditate RENAR care să confirme atât capabilitatea

echipamentelor cât şi calitatea apei pe baza unui Raport de Inspecţie.

Raportul de Inspecţie va fi solicitat de către deţinătorii de Staţii de Epurare.

7

2. PROVENIENŢA NĂMOLURILOR REŢINUTE ŞI

PRELUCRATE ÎN STAŢIILE DE EPURARE ORĂŞENEŞTI2.1. Nămolurile provin din apele uzate impurificate cu materii în suspensie cum sunt cele din

industria minieră, chimică, metalurgică, industrie uşoară, industrie alimentară, precum şi cele

provenind din apele uzate aferente canalizării localităţilor urbane sau rurale.

2.2. Evacuarea în emisari a apelor uzate conţinând materii în suspensie, respectiv a nămolurilor

reţinute în diversele obiecte tehnologice din staţiile de epurare, este interzisă deoarece, pe lângă

sporirea debitului solid al emisarilor, produc degradarea acestora prin dezvoltarea masivă a unor

bacterii caracteristice apelor uzate, distrug flora şi fauna naturală a cursurilor de apă şi înăspresc (iar

uneori fac imposibile) condiţiile de calitate impuse de utilizarea apei emisarilor în diferite scopuri

(alimentarea cu apă, irigaţii, piscicultură, agrement, etc.).

2.3. Nămolurile provenite din epurarea apelor uzate se pot clasifica după mai multe criterii:

a) După criteriul compoziţiei chimice, nămolurile se împart în două grupe principale:

− nămol mineral, care conţine peste 50% substanţe minerale (exprimat în

substanţă uscată);

− nămol organic, care conţine peste 50% substanţe volatile (exprimat în

substanţă uscată);

b) După criteriul treptei de epurare a staţiei din care provine, se pot împărţi în:

− nămol primar, rezultat din treapta de epurare mecanică ;

− nămol secundar, rezultat din treapta de epurare biologică a apei ;

− nămol stabilizat anaerob (rezultat din rezervoarele de fermentare a

nămolurilor) sau aerob (rezultat fie din procesul de epurare biologică

avansată – respectiv nitrificare cu stabilizare, fie din stabilizatorul de nămol,

de pe linia nămolului).

c) După criteriul provenienţei apelor uzate, nămolurile se pot împărţi în două mari categorii:

− nămolurile din epurarea apelor uzate menajere / orăşeneşti ;

− nămolurile din epurarea apelor uzate industriale.

2.4. CANTITĂŢI SPECIFICE DE NĂMOL

2.4.1. Cantităţile zilnice de nămol ce rezultă din epurarea apelor uzate prezintă o plajă largă de

variaţie şi depind de provenienţa apei şi tehnologia de epurare adoptată. Aceste cantităţi ce se produc

în diferite trepte ale staţiei de epurare a apelor menajere sunt cunoscute şi calculate în cantităţi

specifice raportate la om şi zi.

2.4.2. Pentru a asigura capacităţile necesare manipulării cantităţilor fluctuante de nămol,

proiectantul va trebui să ţină seama de următorii parametri :

- debitul mediu şi cel maxim de nămol ;

- capacitatea potenţială de stocare a obiectelor tehnologice din componenţa staţiei de

8

epurare care realizează prelucrarea nămolului.

2.4.3. Cantităţile specifice de nămol reţinute în staţiile de epurare a apelor uzate orăşeneşti sunt

indicate în tabelul 2.1:

Tabel 2.1Cantităţi specifice de nămol

Nr.crt. Tipul de nămol Substanţă uscată din

nămol (g/om, zi)Nămol umed

(l/om, zi)0 1 2 31 Nămol proaspăt din decantoare primare

orizontale longitudinale25 0,5

2 Nămol proaspăt din decantoare primareorizontale radiale

35 - 40 0,7 – 0,8

3 Nămol proaspăt din decantoare primareverticale

30 0,6

4 Nămol biologic din decantoare secundareamplasate după filtre biologice

8 0,2

5 Nămol biologic din decantoare secundareamplasate după filtre biologice de mareîncărcare cu epurare avansată

20 0,5

6 Nămol în exces din decantoare secundareamplasate după bazinele de aerare

20 - 32 2,5 - 4

7 Nămol în exces concentrat 20 - 32 0,67 – 1,078 Nămol fermentat din decantoarele cu etaj 30 0,3 – 0,69 Nămol fermentat din fose septice 30 - 33 0,3 – 0,33

2.4.4. Pentru determinarea cantităţilor de substanţă uscată din nămolurile reţinute în staţiile de

epurare se pot lua în considerare şi încărcările specifice indicate în tabelul 2.2, raportate la debitul de

calcul al staţiei de epurare.

În decantoarele secundare se reţine biomasa rezultată în procesele de epurare biologică din

obiectele tehnologice situate în amonte de acestea. Toate aceste nămoluri sunt „biologice”.

În normativ se propune ca nămolurile provenite din procesele de epurare cu biomasa în

suspensie (de exemplu în bazinele de aerare) să fie denumite „nămoluri activate”, iar cele provenite din

procesele de epurare cu biomasă (peliculă) fixată (de exemplu în diversele tipuri de filtre biologice) să

fie denumite „nămoluri biologice”.

În schemele de epurare cu biomasă fixată, nămolurile biologice reţinute în decantoarele

secundare nu se recirculă, ele fiind în majoritatea cazurilor trimise în treapta de prelucrare a

nămolurilor.

În schemele de epurare cu biomasă în suspensie, cea mai mare parte a nămolurilor reţinute

în decantoarele secundare se recirculă în obiectul tehnologic din amonte. Producţia suplimentară de

nămol, peste necesarul de recirculare, poartă denumirea de „nămol activat în exces”, sau simplu

„nămol în exces”.

Deci noţiunea de „nămol în exces” apare numai în schemele prevăzute cu instalaţii de

epurare cu biomasă în suspensie.

9

În tabelul 2.2. se dau valori informative privind cantităţile de substanţă uscată din nămolurile

biologice şi din nămolul în exces pentru diverse tipuri de epurare biologică, inclusiv pentru schemele

de epurare avansată cu nitrificare-denitrificare.

În normativ se dau bilanţuri de substanţe pentru diferite scheme de prelucrare în parte, sau

pentru dimensionarea obiectelor tehnologice de pe linia nămolului.

În decantoarele secundare se reţine biomasa rezultată în procesele de epurare biologică din

obiectele tehnologice situate în amonte de acestea. Toate aceste nămoluri sunt „biologice”.

În normativ se propune ca nămolurile provenite din procesele de epurare cu biomasa în

suspensie (de exemplu în bazinele de aerare) să fie denumite „nămoluri activate”, iar cele provenite

din procesele de epurare cu biomasă (peliculă) fixată (de exemplu în diversele tipuri de filtre

biologice) să fie denumite „nămoluri biologice”.

În schemele de epurare cu biomasă fixată, nămolurile biologice reţinute în decantoarele

secundare nu se recirculă, ele fiind în majoritatea cazurilor trimise în treapta de prelucrare a

nămolurilor.

În schemele de epurare cu biomasă în suspensie, cea mai mare parte a nămolurilor reţinute în

decantoarele secundare se recirculă în obiectul tehnologic din amonte. Producţia suplimentară de

nămol, peste necesarul de recirculare, poartă denumirea de „nămol activat în exces”, sau simplu

„nămol în exces”.

Deci noţiunea de „nămol în exces” apare numai în schemele prevăzute cu instalaţii de epurare

cu biomasă în suspensie.

- În tabelul 2.2. se dau valori informative privind cantităţile de substanţă uscată din nămolurile

biologice şi din nămolul în exces pentru diverse tipuri de epurare biologică, inclusiv pentru schemele

de epurare avansată cu nitrificare-denitrificare.

În normativ se dau bilanţuri de substanţe pentru diferite scheme de prelucrare în parte, sau

pentru dimensionarea obiectelor tehnologice de pe linia nămolului.

Tabel 2.2Încărcarea specifică cu substanţăuscată (kg s.u./ 33 m10 apă uzată)Nr.

crt. Tipul de nămolDomeniul de

variaţieValoare

caracteristică0 1 2 31 Nămol primar 110 - 170 1502 Nămol în exces, în schemele cu BNA 70 - 100 803 Nămol biologic rezultat de la filtrele

percolatoare60 - 100 70

4 Nămol în exces, în scheme cu aerareprelungită

80 - 120 100 a)

10

Tabel 2.2 (continuare)0 1 2 35 Nămol în exces rezultat din procesul de

epurare cu lagune aerate80 - 120 100 a)

6 Nămol biologic rezultat în urma procedeuluiepurare biologică cu filtre biologice cudiscuri

12 - 24 20

7 Nămol rezultat în urma procedeului deîndepărtare a algelor

12 - 24 20

8 Nămol primar rezultat în urma precipităriichimice a fosforului, folosind doze reduse devar (350 – 500 mg/l)

240 - 400 300 b)

9 Nămol primar rezultat în urma precipităriichimice a fosforului, folosind doze mari devar (800 – 1600 mg/l)

600 - 1300 800 b)

10 Nămol rezultat din procedeele de epurare cubiomasă în suspensie, cu nitrificare

- - c)

11 Nămol rezultat din procedeele de epurare cubiomasă în suspensie, cu denitrificare

12 - 30 18

12 Nămol biologic de la filtrele de foarte mareîncărcare

- - d)

Notă:a) – Valoarea este valabilă presupunând lipsa treptei de epurare primară.b) – Se referă la însumarea cantităţii de nămol rezultată în urma precipitării chimice cu cea rezultată din sedimentarea normală.c) – Încărcarea specifică cu substanţă uscată are valori neglijabile.

d) – Este inclusă în producţia de nămol biologic din treapta secundară de epurare.

3. CARACTERISTICILE FIZICE, CHIMICE ŞI BIOLOGICE

ALE NĂMOLURILOR 3.1. Pentru a prelucra şi evacua nămolurile reţinute în staţiile de epurare în modul cel mai eficient,

este foarte important să se cunoască caracteristicile acestora. Aceste caracteristici depind de: sursa de

provenienţă a nămolurilor, perioada de staţionare în sistem, modalitatea de procesare luată în

considerare, etc.

3.2. Caracteristicile nămolurilor reţinute în staţiile de epurare a apelor uzate orăşeneşti pot fi grupate în:

Fizice ;

Chimice ;

Biologice şi bacteriologice.

3.3. CARACTERISTICI FIZICE

3.3.1. Umiditatea - reprezintă conţinutul de apă din nămol, exprimat procentual şi care este egală

cu raportul dintre greutatea apei din nămol şi greutatea acestuia, conform relaţiei 3.1:

100GGw

n

an ⋅= (%) (3.1)

11

3.3.2. Materiile solide din nămol sunt alcătuite din două părţi: materii solide minerale şi materii

solide organice (volatile). Greutatea specifică a tuturor materiilor solide din componenţa nămolului se

poate determina utilizând relaţia de mai jos:

o

o

m

m

s

s GGGγ

+γ

=γ

(3.2)

unde: - sG (kgf) = greutatea materiilor solide ;

- sG (kgf) = greutatea materiilor solide de natură minerală ;

- oG (kgf) = greutatea materiilor solide de natură organică;

- sγ (kgf/ 3m ) = greutatea specifică a materiilor solide;

- mγ (kgf/ 3m ) = greutatea specifică a materiilor solide de natură minerală ;

- oγ (kgf/ 3m ) = greutatea specifică a materiilor solide de natură organică.

3.3.3. Greutatea specifică a nămolului, considerată ca amestecul dintre apă şi materiile solide,

reprezintă greutatea unităţii de volum şi are diferite valori funcţie de tipul nămolului (v. tabel 3.1).

Tabel 3.1

Nr.crt. Tipul de nămol

Greutatea specifică anămolului ( 3m/kgf )

0 1 21 Nămol primar 1.0202 Nămol în exces de la bazinele de aerare 1.0053 Nămol biologic rezultat de la filtrele percolatoare 1.0254 Nămol în exces de la bazinele de aerare în scheme cu aerare

prelungită1.015

5 Nămol în exces rezultat din procesul de epurare cu laguneaerate

1.010

6 Nămol biologic rezultat în urma procedeului de filtrare 1.0057 Nămol rezultat în urma procedeului de îndepărtare a algelor 1.0058 Nămol primar rezultat în urma precipitării chimice a

fosforului, folosind doze reduse de var (350 – 500 mg/l)1.040

9 Nămol primar rezultat în urma precipitării chimice afosforului, folosind doze mari de var (800 – 1600 mg/l)

1.050

10 Nămol biologic din procedeele de epurare cu biomasă însuspensie, cu nitrificare

-

11 Nămol biologic din procedeele de epurare cu biomasă însuspensie, cu denitrificare

1.005

12 Nămol biologic de la filtrele de foarte mare încărcare 1.020

3.3.4. Culoarea şi mirosul nămolurilor variază în funcţie de provenienţa lor. Astfel, nămolul brut

este cenuşiu şi cu miros neplăcut; nămolul fermentat devine brun spre negru şi cu un aspect granular,

iar nămolul provenit din epurarea mecano-chimică are aspect noroios, culoarea fiind în funcţie de

coagulantul utilizat. Aceste două caracteristici, sunt indicate în detaliu, în tabelul 3.2, în funcţie tipul

materiilor reţinute de-a lungul fluxului tehnologic de epurare.

12

Tabel 3.2

Nr.crt.

Tipul denămol/materii reţinute Descriere

0 1 21 Materii reţinute pe

grătareInclud toate tipurile de materii reţinute de dimensiuni mari, denatură organică şi anorganică, care sunt reţinute pe grătare.Conţinutul de substanţă organică variază în funcţie de sistemul desitare adoptat şi de anotimp.

2 Nisip Nisipul este alcătuit, în mod normal din substanţe minerale caresedimentează în curent cu viteze relativ ridicate. În funcţie decondiţiile de exploatare, nisipul poate conţine, de asemenea,cantităţi importante de substanţe organice, în special grăsimi denatură animală şi vegetală.

3 Spumă/grăsimi Spuma reprezintă materiile plutitoare, îndepărtate de pe suprafaţaliberă a apei din decantoarele primare, cele secundare,deznisipatoare şi bazine de clorinare, dacă toate acestea auprevăzute dispozitive speciale de raclare la suprafaţă. Spumapoate conţine grăsimi, uleiuri vegetale şi minerale, ceară,săpunuri, reziduuri alimentare, coji de legume şi fructe, păr,hârtie, bumbac, resturi de ţigări, materiale plastice, prezervative,particule de nisip, etc. Greutatea specifică a spumei este mai micăde 1.000 3m/kgf , deseori având valori de cca. 950 3m/kgf .

4 Nămol primar Nămolul provenit din procedeul de decantare primară este în modnormal gri şi noroios iar, în cele mai multe cazuri are un intensmiros neplăcut. Nămolul primar poate fi fermentat rapid, încondiţii adecvate de exploatare a staţiei de epurare.

5 Nămol rezultat dinprecipitarea chimică

Nămolul rezultat în urma precipitării chimice cu ajutorul sărurilormetalice, are de obicei culoarea neagră, deşi la suprafaţă poate firoşiatic, dacă are un conţinut bogat în fier. Nămolul tratat cu vareste de culoare gri-maroniu. Mirosul nămolului chimic esteneplăcut, dar nu la fel de neplăcut ca cel al nămolului primar.Nămolul chimic este oarecum noroios, dar datorită conţinutului înhidroxid de fier sau aluminiu, aspectul acestuia devine gelatinos.Dacă nămolul staţionează mai mult în bazin, acesta fermenteazăanaerob la fel ca nămolul primar, dar cu o intensitate mai redusă.Prin fermentare se produc gaze care sunt eliberate în mediullichid, iar densitatea nămolului va creşte datorită timpului mare destaţionare în bazin.

6 Nămol activat Nămolul activat are, în general un aspect de lichid maro cu conţinut deflocoane. O culoare închisă indică existenţa unui mediu septic, iar dacănămolul are o culoare mai deschisă decât în mod obişnuit atunci aerareaeste insuficientă şi există tendinţa unei sedimentări lente a biomasei. Unnămol activat proaspăt, de bună caliate are un miros de pământ. Acestatinde să devină septic în scurt timp, căpătând un miros neplăcut desubstanţe aflate în putrefacţie. Nămolul activat poate fermenta rapid, atâtsingur cât şi atunci când este amestecat cu cel primar.

13

Tabel 3.2 (continuare)0 1 27 Nămol biologic de la

filtrele percolatoareNămol biologic de la filtrele percolatoare este maroniu, floculat şirelativ inert, când este proaspăt. În general, suferă descompuneremai lent decât alte nămoluri nefermentate. Când acesta conţinemulţi viermi, poate deveni rapid inert. Fermentează relativ repede.

8 Nămol biologicstabilizat aerob

Nămol biologic stabilizat aerob este de culoarea maro spre maroînchis şi are un aspect floculat. Mirosul acestui tip de nămol nueste neplăcut, şi seamănă cu cel al mucegaiului. Un nămolbiologic bine stabilizat poate fi deshidratat cu uşurinţă pe paturilede uscare.

9 Nămol biologicstabilizat anaerob(fermentat)

Nămol biologic stabilizat anaerob este maro închis spre negru şiconţine o mare cantitate de biogaz. Când este complet fermentat,acesta este inert, cu un miros leşinător de gudron încins, cauciucars sau ceară de sigiliu. Nămolul primar, când este fermentatanaerob, produce de aproximativ două ori mai mult gaz metandecât cel activat. Când este trecut prin medii poroase în straturisubţiri, solidele sunt transportate la suprafaţă de gazul antrenatlăsând un strat de apă curată. Prin materiile solide în stare uscată,gazele sunt eliberate, formând o suprafaţă crăpată cu un mirosasemănător cu pământul argilos de grădină.

10 Nămol compostat Nămolul compostat are, de obicei culoarea maroniu închis sprenegru, dar poate varia dacă se folosesc agenţi de afânare precumcompost recirculat sau aşchii din lemn. Materialul bine compostatare un miros inofensiv, asemănător cu pamântul de flori.

3.3.5. Filtrabilitatea nămolului reprezintă proprietatea acestuia de a ceda apa prin filtrare şi se

exprimă prin doi parametri:

- rezistenţa specifică la filtrare (r);

- coeficientul de compresibilitate (s).

3.3.5.1. Rezistenţa specifică la filtrare - este rezistenţa pe care o opune la filtrare o turtă (strat) de

nămol depusă pe o suprafaţă filtrantă de 1 2m şi care conţine 1 kg de substanţă uscată, supusă la o

diferenţă de presiune de 0,5 bar. Legea generală a procesului de filtrare pe o suprafaţă S, a fost

exprimată de Cárman, prin ecuaţia (3.3) :

VCrSP

dtdV 2

⋅⋅⋅η⋅Δ

= (3.3)

unde: - r (m / kg) = rezistenţa specifică la filtrare ;

- t (s) = timpul de filtrare ;

- V ( 3m ) = volumul de filtrat obţinut după timpul de filtrare t ;

- η ( g/cm ⋅ s ) = coeficientul dinamic de vâscozitate a filtrului, la temperatura probei ;

- C ( kg/ 3m ) = concentraţia în materii în suspensie a nămolului care trebuie filtrat ;

- S ( 2m ) = suprafaţa filtrantă ;

14

- PΔ (Pa) = diferenţa de presiune aplicată probei de nămol.

Integrând ecuaţia (3.3) pentru PΔ = const. rezultă relaţia (3.4) :

VaVSP2Cr

Vt

2 ⋅=⋅⋅Δ⋅

⋅⋅η= (3.4)

unde: - a = tg α = panta dreptei din reprezentarea grafică (v. fig. 3.1) ;

VLV

Vt

ABα

Fig. 3.1 – Graficul de variaţie a parametrului a funcţie de volumul de filtrat

Legea lui Cárman este valabilă pe tronsonul AB.

Rezistenţa specifică la filtrare este direct proporţională cu conţinutul de substanţă organică din

nămol. Cu cât valoarea acestui parametru este mai mică, cu atât nămolul este mai uşor filtrabil.

Din punct de vedere al valorii rezistenţei specifice la filtrare, nămolurile se clasifică în:

- nămoluri greu filtrabile, având r = 1312 1010 ÷ cm/g ; în această categorie intră nămolurile

urbane brute şi cele fermentate ;

- nămoluri cu filtrabilitate medie, cu r = 1210 1010 ÷ cm/g , aici grupându-se de obicei

nămolurile industriale ;

- nămoluri uşor filtrabile, cu r ≤ 1010 cm/g, care cuprind nămolurile orăşeneşti condiţionate

chimic, precum şi unele nămoluri minerale.

3.3.5.2. Pentru determinarea coeficientului de compresibilitate (s) se aplică relaţia (3.5), care pune

în evidenţă faptul că, odată cu creşterea presiunii se produce o micşorare a porilor turtei de nămol, care

conduce la creşterea rezistenţei specifice la filtrare.

so Prr ⋅= (3.5)

unde: - or = rezistenţa specifică la filtrare a turtei de nămol pentru P = 1 ;

- s = coeficient de compresibilitate ;

- P = presiunea aplicată probei de nămol.

În funcţie de valoarea coeficientului de compresibilitate, nămolurile se clasifică în:

- nămoluri cu coeficient de compresibilitate subunitar de 0,6 – 0,9, adică nămoluri

orăşeneşti, brute şi fermentate, precum şi unele nămoluri industriale;

- nămoluri cu coeficient de compresibilitate supraunitar, specifice unor nămoluri industriale;

15

- nămoluri incompresibile – sunt acelea pentru care: s = 0 şi orr = , ceea ce înseamnă

că rezistenţa specifică la filtrare este independentă de presiune.

3.3.6. Puterea calorică a nămolului (PCn) variază în funcţie de conţinutul în substanţă organică

(substanţe volatile) din nămol şi se poate determina orientativ cu ajutorul relaţiei (3.6):

.)./4,44( oskgkJSVPCn ⋅= (3.6)

unde: - nPC (kJ/kg nămol) = puterea calorică a nămolului (valoarea netă) ;

- SV (kg s.o./kg nămol) = conţinutul în substanţe volatile al nămolului.

Nămolurile primare, caracterizate de o concentraţie ridicată în substanţe organice au o putere

calorică mai mare, în comparaţie cu nămolurile fermentate (v. tabel 3.3).

Tabel 3.3Putere calorică

(kJ/kg nămol)Nr.

crt.Tipul de nămol

Conţinutul în

substanţă

uscată (%)

Conţinutul în

substanţe

volatile (%) Experimental Calculat

0 1 2 3 4 51 Nămol primar 7,7 63,3 17.400 16.500

2 Nămol slab fermentat 4,5 52,2 13.400 13.600

3 Nămol bine fermentat 9,2 40,8 11.100 10.600

4 Nămol foarte bine fermentat 9,6 30,6 6.800 8.000

3.4. CARACTERISTICI CHIMICE

3.4.1. pH-ul – este un parametru foarte important atât pentru fermentarea cât si pentru procedeele

aplicate pentru reducerea umidităţii nămolului atunci când se recurge la condiţionarea chimică a acestuia.

Se impune monitorizarea permanentă a acestuia, în special la procesele de fermentare a nămolului provenit

din apele uzate orăşeneşti ce sunt influenţate de deversări masive de ape industriale.

În cazul fermentării metanice, pH-ul trebuie să se încadreze în intervalul 7 – 7,5 ceea ce arată un

proces slab alcalin. Valori ale pH-ului sub 6, indică o fermentare acidă. Procesul de fermentare este

dereglat atunci când pH-ul creşte peste 8,5.

3.4.2. Materii solide totale – indicator care se determină prin uscarea în etuvă a unei probe de

nămol la 105ºC şi care sunt compuse din substanţe minerale şi volatile.

Substanţa organică (volatilă) din nămol reprezintă 60......80% din materiile solide totale (substanţă

uscată) şi se determină ca diferenţa dintre materiile solide totale (determinate prin uscarea la 105ºC) şi

materiile în suspensie calcinate la temperatura de 550ºC.

Un criteriu după care nămolurile pot fi clasificate şi în funcţie de care se pot selecta procedeele de

prelucrare este valoarea indicatorului mineral/volatil (M/V). Astfel, pentru M/V < 1 nămolul este

organic, iar M/V > 1 indică un nămol mineral.

16

Pentru nămoluri de natură organică, deoarece sunt putrescibile, se va avea în vedere, în primul rând,

stabilizarea sa mai ales pe cale biologică (stabilizare aerobă sau fermentare anaerobă), pe când

nămolurile minerale vor fi prelucrate prin procedee fizico-chimice.

3.4.3. Fermentabilitatea – reprezintă parametrul care indică cantitatea şi compoziţia gazului,

acizilor volatili precum şi valoarea pH-ului, înregistrate în urma analizei fermentării unei probe de

nămol proaspăt amestecat cu nămol bine fermentat. Testul constă în crearea condiţiilor de fermentare

timp de 30 zile pentru un amestec de nămoluri în proporţia – două părţi nămol proaspăt la o parte

nămol bine fermentat.

Conţinutul de substanţe organice din nămolurile proaspete este de 60 – 80% din cantitatea totală de

substanţă uscată, nămolul respectiv având o structură poroasă cu o rezistenţă specifică la filtrare ridicată.

Substanţele organice sunt reprezentate predominant de către hidrocarbonaţi, grăsimi şi proteine.

Producţia de biogaz rezultat ( bgq ) în urma fermentării anaerobe a substanţelor organice

reprezentative se poate considera astfel:

- pentru hidrocarbonaţi: bgq = 0,79 redusă.o.skg/biogazmN 3 din care 50% 4CH şi 50% 2CO ;

- pentru grăsimi: bgq = 1,25 redusă.o.skg/biogazmN 3 din care 68% 4CH şi 32% 2CO ;

- pentru proteine: bgq = 0,7 redusă.o.skg/biogazmN 3 din care 71% 4CH şi 29% 2CO .

Acizii organici reprezintă, de asemenea, un indicator important al fermentării. Concentraţiile optime

trebuie să se încadreze în intervalul (300 – 2.000) l/mg ca acid acetic, cu o valoare optimă de

500 l/mg . La valori mai mari de 2.000 l/mg există riscul ca fermentarea metanică să se oprească,

astfel că fermentarea acidă va fi dominantă, producând gaze urât mirositoare şi un nămol periculos

pentru mediul înconjurător.

3.4.4. Metalele grele condiţionează utilizarea agricolă a nămolului. Compuşi chimici pe bază de

cupru, arsen, plumb, mercur prezintă un grad ridicat de toxicitate şi limitează utilizarea nămolului ca

îngrăşământ pentru diferite culturi agricole. Nămolul provenit din epurarea apelor uzate menajere are,

în general, un conţinut redus de metale grele, nedepăşind limitele admisibile, pe când cel rezultat din

apele uzate orăşeneşti prezintă concentraţii mai mari, în funcţie de calitatea apelor industriale deversate

în reţeaua publică de canalizare.

Valori caracteristice ale concentraţiilor în principalele metale grele întâlnite în nămolurile reţinute

în staţiile de epurare sunt prezentate în tabelul 3.4.

Tabel 3.4Concentraţie (mg /kg s.u. din nămol)

Nr.crt. Metal

Interval Valoare medie0 1 2 31 Arsenic 1,1 – 230 102 Cadmiu 1 – 3.410 10

17

Tabel 3.4 (continuare)0 1 2 33 Crom 10 – 99.000 5004 Cobalt 11,3 – 2.490 305 Cupru 84 – 17.000 8006 Fier 1.000 – 154.000 17.0007 Plumb 13 – 26.000 5008 Mangan 32 – 9.870 2609 Mercur 0,6 - 56 610 Molibden 0,1 - 214 411 Nichel 2 – 5.300 8012 Seleniu 1,7 – 17,2 513 Staniu 2,6 - 329 1414 Zinc 101 – 49.000 1.700

3.4.5. Nutrienţii constituie un factor cheie pentru valorificarea nămolurilor în scop agricol sau de

condiţionare a solului. Conţinutul de azot, fosfor şi potasiu (v. tabel 3.5) asigură condiţii optime de

dezvoltare a culturilor agricole, substituind uneori îngrăşămintele chimice produse pe scară industrială.

3.4.6. O imagine mai cuprinzătoare asupra compoziţiei chimice a nămolului primar proaspăt, primar

fermentat şi a celui activat netratat este ilustrată în tabelul 3.5.

3.5. CARACTERISTICI BIOLOGICE ŞI BACTERIOLOGICE

Nămolurile proaspete reţinute în staţiile de epurare prezintă caracteristici biologice şi bacteriologice

similare cu cele ale apelor uzate supuse epurării. Aceste nămoluri pot conţine microorganisme

patogene, ouă de helminţi, etc. care se regăsesc în apele uzate.

Tabel 3.5Nămol primar proaspăt Nămol primar fermentat

Nr.crt. Indicatorul de calitate Interval de

variaţie

Valoare

caracteristică

Interval de

variaţie

Valoare

caracteristică

Nămolactivatnetratat

0 1 2 3 4 5 6

1 Materii solide totale(MST), %

5 – 9 6 2 – 5 4 0,8 – 1,2

2 Materii solide volatile (%din MST)

60 – 80 65 30 – 60 40 59 – 88

3

Grăsimi animale şivegetale (% din MST): - solubile cu eter: - extractibile în eter:

6 – 307 – 35

--

5 – 20-

18-

-5 – 12

4 Proteine (% din MST) 20 – 30 25 15 – 20 18 32 – 415 Azot (N, % din MST) 1,5 – 4 2,5 1,6 – 3 3 2,4 – 5

6 Fosfor (P2O5, % dinMST)

0,8 – 2,8 1,6 1,5 – 4 2,5 2,8 – 11

7 Potasiu (K2O, % dinMST)

0 – 1 0,4 0 – 3 1 0,5 – 0,7

18

Tabel 3.5 (continuare)0 1 2 3 4 5 68 Celuloză (% din MST) 8 – 15 10 8 – 15 10 -

Fier (fără sulfură) 2 – 4 2,5 3 – 8 4 -

9 Siliciu (SiO2, % dinMST)

15 – 20 - 10 – 20 - -

10 pH 5 – 8 6 6,5 – 7,5 7 6,5 – 8

11 Alcalinitate (mg/lCaCO3 )

500 –1.500

600 2.500 –3.500

3.000 580 –1.100

12 Acizi organici (mg/l) 200 –2.000

500 100 – 600 200 1.100 –1.700

13 Capacitate energetică,(kJ/kg MST)

23.000 –29.000

25.000 9.000 –14.000

12.000 19.000 –23.000

Notă: MST = cantitatea de materii solide obţinute în urma etuvării unei probe de nămol la temperatura de 105ºC.

Din punct de vedere epidemico-igienic, nămolul proaspăt este extrem de periculos.

Datorită proceselor de fermentare la care sunt supuse nămolurile, bacteriile patogene vor fi distruse

dar nu întratât încât să poată fi utilizate în agricultură, ca îngrăşământ agricol, existând riscul unei

contaminări bacteriologice a culturilor. De aceea, este necesară fie pasteurizarea la temperatura de

70ºC fie compostarea acestora.

Există tipuri de nămol care nu prezintă pericol din punct de vedere patogen. Din această categorie

fac parte, în special, nămolurile de provenienţă industrială, pentru care prezenţa unor metale toxice sau

valorile din domeniul acid al pH-ului, constituie un mediu de viaţă neprielnic.

4. NECESITATEA PRELUCRĂRII NĂMOLURILOR 4.1. Construcţiile şi instalaţiile care realizează prelucrarea nămolurilor reţinute în staţiile de epurare

se dimensionează pe baza unor parametri de proiectare care diferă de la un obiect tehnologic la altul,

nefiind întotdeauna aceeaşi în toate ţările.

4.2. Având în vedere faptul că în ţara noastră staţiile de epurare reprezintă mai întotdeauna lucrări

cu valoare de investiţie ridicată, este necesară şi pentru prelucrarea nămolurilor elaborarea unui

normativ care să permită:

− furnizarea pentru proiectare, într-un singur material, a principalilor parametri de

dimensionare, a prescripţiilor şi reglementărilor fundamentale, pentru prelucrarea

nămolurilor ;

− uniformizarea şi răspândirea metodologiilor de proiectare la toate nivelurile (beneficiari –

pentru întocmirea temelor de proiectare, membrilor comisiilor de avizare, inspecţie şi

licitaţie pentru verificarea corectitudinii prevederilor din proiecte şi oferte, etc.) ;

− armonizarea prevederilor şi prescripţiilor autohtone cu normele europene şi cele la nivel

mondial şi alinierea la acestea ;

− punerea de acord a prescripţiilor tehnice cu tehnologiile de prelucrare modernă a nămolurilor şi cu

caracteristicile şi performanţele noilor utilaje şi echipamente utilizate astăzi în ţările avansate;

19

− actualizarea unor prescripţii tehnice care să fie acceptate de toţi factorii implicaţi în

procurarea şi finanţarea investiţiilor (beneficiar, proiectant, ministerele de specialitate,

agenţii de protecţia mediului şi unităţi de gospodărirea apelor, etc.) ;

4.3. Necesitatea elaborării prezentului normativ rezultă şi din faptul că vechiul normativ P 28 – 74

este depăşit faţă de tehnologiile actuale de epurare utilizate în ţările avansate şi în raport cu prevederile

noii legi a mediului din ţara noastră, iar prescripţiile sale nu sunt aliniate la standardele europene.

4.4. Faţă de multitudinea de informaţii pătrunse în ţara noastră după anul 1989 în domeniu epurării

apelor uzate, prevederile vechiului normativ sunt total insuficiente şi este necesară elaborarea unor noi

prescripţii de proiectare, în pas cu noile tehnologii, utilaje şi echipamente moderne.

4.5. Lipsa unui normativ actualizat care să orienteze proiectarea pe probleme fundamentale, de

principiu, ale proiectării treptei de prelucrare a nămolurilor, a condus la utilizarea fără discernământ de

către mulţi proiectanţi a unor date şi informaţii din manuale şi prospecte straine greşit aplicate şi

înţelese, fapt care a generat soluţii, dacă nu greşite tehnic, prohibitive din punct de vedere economic

sau al aplicabilităţii lor la ora actuală în ţara noastră.

4.6. Normativul constituie o reglementare de mare importanţă pentru proiectarea corectă a staţiilor de epurare

dat fiind faptul că aceste construcţii şi instalaţii permit satisfacerea cel puţin a două exigenţe esenţiale de calitate

impuse de Legea calităţii nr. 10/1995 şi anume siguranţa în exploatare şi sănătatea oamenilor şi protecţia mediului.

4.7. Ca obiectiv principal prezentul normativ îşi propune să trateze tehnologiile de prelucrare a

nămolurilor reţinute în staţiile de epurare şi să propună parametri şi metodologiile cele mai avantajoase

pentru proiectarea construcţiilor şi instalaţiilor respective, precum şi modul de alegere a utilajelor şi

echipamentelor necesare, astfel încât acestea să fie simple ca exploatare, sigure, fiabile, cu randamente

energetice ridicate, şi care să se preteze la automatizarea proceselor de epurare.

5. BILANŢUL DE SUBSTANŢE PE LINIA NĂMOLULUI 5.1. Bilanţul de substanţe pe linia nămolului este calculul care trebuie realizat pentru

dimensionarea/verificarea obiectelor tehnologice utilizate în prelucrarea nămolului. La baza acestui

calcul se regăseşte schema tehnologică adoptată pentru prelucrarea nămolurilor rezultate din epurarea

primară şi secundară/avansată a apelor uzate orăşeneşti.

5.2. Principalele procedee de prelucrare a nămolului incluse în mod normal în schemele

tehnologice obişnuite sunt enumerate în tabelul 5.1 de mai jos:

Tabel 5.1Procedeu de prelucrare Scop Capitol

0 1 2

Prelucrare preliminară Reducerea dimensiunii materiilor solide conţinute

în nămol şi reţinerea acestora, deznisiparea

6.1

Condiţionarea chimică Îmbunătăţirea propietăţilor nămolurilor în vederea

concentrării şi/sau deshidratării mecanice

6.2

20

Tabel 5.1 (continuare)0 1 2

Concentrare Reducerea volumelor de nămol 6.3

Stabilizare Reducerea cantităţilor de nămol prin îndepărtarea

de substanţă organică

6.4

Deshidratare Reducerea volumelor de nămol 6.5

Uscare Reducerea volumelor de nămol 7.1

Incinerare Reducerea volumelor de nămol 7.2

Compostare Stabilizare 7.3

Succesiunea procedeelor de prelucrare a nămolurilor este în majoritatea cazurilor opţiunea

inginerului tehnolog, cu următoarele excepţii:

a) Prelucrarea preliminară a nămolurilor se face întotdeauna în amontele fluxului de prelucrare,

indiferent care ar fi aceasta, pentru asigurarea unui nămol de bună calitate şi pentru

îmbunătăţirea exploatării proceselor de prelucrare din aval;

b) Condiţionarea chimică a nămolurilor se va amplasa întotdeauna în amontele proceselor care

necesită separarea fracţiunii apă de flocoanele de nămol pentru o mai facilă reţinere a acestora

din urmă prin procedee fizice;

c) Stabilizarea anaerobă a nămolurilor în rezervoarele de fermentare a nămolurilor

(metantancuri) supraterane trebuie să fie întotdeauna precedată de o staţie de pompare nămol.

5.3. Principalele scheme tehnologice aplicate în prelucrarea nămolurilor orăşeneşti, dar fără a fi

limitate la acestea, sunt prezentate mai jos. Notaţiile utilizate în schemele respective sunt:

DP - decantor primar

DS - decantor secundar

PP - prelucrarea preliminară a nămolului

BOE - bazin de omogenizare/egalizare

CN - concentrator de nămol

nSP - staţie de pompare nămol

RFN - rezervor de fermentare a nămolului (stabilizarea anaerobă)

RFN1 - rezervor de fermentare a nămolului (stabilizarea anaerobă) - treapta 1 (primară)

RFN2 - rezervor de fermentare a nămolului (stabilizarea anaerobă) - treapta 2 (secundară)

RG - rezervor de gaz

BT - bazin tampon

DN - deshidratare nămol

SSP - staţie de pompare supernatant

npeSP - staţie de pompare nămol activat de recirculare şi în exces

sfST - staţie de suflante

21

reQ ( zi/m3 ) - debit de recirculare externă

er - coeficient de recirculare externă

cQ ( zi/m3 ) - debit de calcul

pN (kg s.u./zi) - cantitatea (producţia) zilnică de nămol primar

pw (%) - umiditatea nămolului primar

npV ( zi/m3 ) - volumul zilnic de nămol primar

pcN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol primar concentrat

eN (kg s.u./zi) - cantitatea (producţia) zilnică de nămol în exces

ew (%) - umiditatea nămolului în exces

neV ( zi/m3 ) - volumul zilnic de nămol în exces

esN (kg s.u./zi) - cantitatea (producţia) zilnică de nămol în exces stabilizat

esw (%) - umiditatea nămolului în exces stabilizat

nesV ( zi/m3 ) - volumul zilnic de nămol în exces stabilizat

ecN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol în exces concentrat

peN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol primar în amestec cu cel în exces

cwΔ (%) - reducerea de umiditate prin concentrare

pecN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol primar în amestec cu cel în exces concentrat

fwΔ (%) - creşterea de umiditate prin stabilizare (fermentare) anaerobă

1fwΔ (%) - creşterea de umiditate prin stabilizare (fermentare) anaerobă - treapta 1

2fwΔ (%) - scăderea de umiditate prin stabilizare (fermentare) anaerobă - treapta 2

fl (%) - limita tehnică de stabilizare (fermentare) a substanţei organice

sl (%) - limita tehnică de stabilizare aerobă

ε (%) - procent de substanţă organică din cantitatea de substanţă uscată conţinută în nămolul

influent la stabilizare/fermentare

fN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol stabilizat (fermentat) anaerob

1fN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol stabilizat (fermentat) anaerob efluent din treapta 1

2fN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol stabilizat (fermentat) anaerob efluent din treapta 2

sN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol stabilizat aerob

sfN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol stabilizat aerob şi anaerob (fermantat)

dwΔ (%) - reducerea de umiditate prin deshidratare

dN (kg s.u./zi) - cantitatea zilnică de nămol deshidratat

22

s - supernatant

bg - biogaz

5.4. SCHEME DE PRELUCRARE A NĂMOLURILOR PRVENITE DIN STAŢIILE DE EPURARE A APELOR UZATE ORĂŞENEŞTI

Funcţie de tipul de epurare la care apele uzate orăşeneşti sunt supuse, se disting mai multe tipuri

de scheme de prelucrare a nămolurilor. Astfel în cazul staţiilor de epurare alcătuite numai cu treaptă

mecanică (incluzând decantarea primară) singurul nămol ce trebuie prelucrat este cel primar (v. fig.

5.8 şi 5.9). În cazul staţiilor de epurare cu treaptă mecano-biologică (încluzând epurarea avansată), în

afară de nămolul primar rezultat din procesul de decantare primară, mai apare necesară şi prelucrarea

nămolui în exces (v. fig. 5.1 la 5.5). De asemenea, funcţie de tipul epurării biologice, schemele de

prelucrare a nămolurilor se pot diferenţia după tipul procesului de aerare din bazinul cu nămol activat

(bazinul de aerare), respectiv cu aerare convenţională cu/fără nitrificare (v. fig. 5.1 la 5.5) sau cu

nitrificare şi stabilizarea aerobă a nămolului activat (v. fig. 5.6 şi 5.7). În cazul proceselor de epurare

biologică în care se realizează şi reducerea fosforului pe cale biologică sau chimică, se va lua în calcul

o cantitate de nămol suplimentară la întocmirea bilanţului de substanţe.

În continuare se vor prezenta principalele schemele de prelucrare a nămolurilor rezultate din

staţiile de epurare orăşeneşti.

5.4.1. Schema de tratare a nămolurilor orăşeneşti cu bazin de omogenizare/egalizare şi stabilizare (fermentare) anaerobă într-o singură treaptă

Această schemă presupune amestecarea nămolului primar (Np) şi a celui activat în exces (Ne)

după o prelucrare preliminară (PP) a acestora ce constă fie mărunţirea materiilor solide conţinute, fie

urmată de sitare sau deznisipare. Amestecul de nămol primar cu cel în exces este concentrat (îngroşat)

într-un concentrator de nămol (CN) ce realizează reducerea umidităţii acestuia, respectiv a volumelor,

prin procedee fizice de sedimentare (v. fig. 5.1). Stabilizarea (fermentarea) anaerobă ce urmeză

procesului de concentrare se realizează în rezervoare de fermentare a nămolului (RFN) şi are ca scop

reducerea conţinutului de substanţe organice de cca. 60-80% din nămolul concentrat. Acest proces va

genera o reducere semnificativă a cantităţii de nămol exprimată în substanţă uscată ( fN ), efluentă din

rezervorul de fermentare a nămolului (RFN). Stabilizarea (fermentare) anaerobă se va realiza într-o

singură treaptă, fără eliminare de supernatant (s), fapt ce va produce o creştere a umidităţii nămolului

efluent ( fw ). Asa cum va fi detaliat la capitolul 6.4 (Stabilizarea nămolurilor) fermentarea anaerobă

este însoţită de producerea de biogaz (bg) ce va fi stocat într-un rezervor de gaz (RG) pentru o

valorificare ulterioară a acestuia (de ex.: producerea de agent termic pentru încălzirea nămolului

influent sau a celui de recirculare la temperatura de proces, precum şi pentru încălzirea clădirilor din

incinta staţiei de epurare; utilizarea sa ca şi agent de combustie necesar generatoarelor şi co-

generatoarelor de energie electrică şi termică). După stabilizarea anaerobă, nămolul este stocat

temporar într-un bazin tampon (BT) necesar asigurării funcţionării procesului de deshidratare

mecanică (DN) la un debit constant. Dacă deshidratarea nămolului (DN) fermentat se face pe

23

platforme de uscare, atunci acest bazin tampon (BT) poate lipsi din schemă. Supernatantul (apa de

nămol) ce rezultă din procedeele fizice la care nămolul este suspus trebuie colectat într-o staţie de

pompare de unde va fi trimis fie înainte de decantorul primar, fie în influentul staţiei de epurare sau la

un proces special conceput pentru epurarea supernatantului.

5.4.2. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu concentrare individuală a nămolului primar şi cel în exces şi stabilizare (fermentare) anaerobă într-o singură treaptă

Schema prezentată în fig. 5.2 este similară cu cea prezentată la sub-capitolul 5.4.1. cu deosebirea

că nămolul rezultat în urma decantării primare este concentrat separat de cel în exces, urmând ca cele

două cantitaţi de nămol să fie pompate împreună la stabilizarea (fermentarea) anaerobă a nămolului. În

acest caz, amestecarea celor două tipuri de nămol se face în conductă cu ajutorul unui mixer static.

5.4.3. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu bazin de omogenizare/egalizare şi stabilizare (fermentare) anaerobă în două treapte

Schema prezentată în fig. 5.3 este similară cu cea prezentată la sub-capitolul 5.4.1. cu deosebirea

că stabilizarea (fermentarea) anaerobă a nămolului se face în două trepte. Treapta primară (RFN1) este

similară ca cea prezentată la sub-capitolele 5.4.1. şi 5.4.2., respectiv stabilizarea (fermentarea) anaerobă

se face fără eliminare de supernatant şi cu producere de biogaz, deci cu creşterea umidităţii nămolului

efluent, în timp ce în treapta a 2-a (RFN2) se realizează doar o concentrare a nămolului (deci o reducere

a umidităţii) cu eliminare de supernatant şi producere de biogaz.

5.4.4. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu concentrare individuală a nămolului primar şi cel în exces şi stabilizare (fermentare) anaerobă în două treapte

Schema prezentată în fig. 5.4 este similară cu cea prezentată la sub-capitolul 5.4.2. cu

deosebirea că stabilizarea (fermentarea) anaerobă a nămolului se face în două trepte (similar sub-

capitolului 5.4.3.). Treapta primară de stabilizare (RFN1) este similară ca cea prezentată la sub-

capitolele 5.4.1. şi 5.4.2., respectiv stabilizarea anaerobă se face fără eliminare de supernatnat,

deci cu creşterea umidităţii nămolului efluent, în timp ce treapta a 2-a (RFN2) realizează doar o

concentrare a nămolului (deci o reducere a umidităţii) cu eliminare de supernatant şi producere

de biogaz.

5.4.5. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu concentrare individuală a nămolului primar şi cel în exces şi stabilizare aerobă

Schema de prelucrare a nămolurilor (v. fig. 5.5) este similară ca cea prezentată la sub-capitolul

5.4.2., cu deosebirea că stabilizarea nămolului se face pe cale aerobă, fapt ce necesită prevederea unei

staţii de suflante pentru asigurarea oxigenului necesar mediului aerob de stabilizare. În această schemă,

stabilizarea nămolului (SN) ce urmeză procesului de concentrare se realizează în bazine similare

bazinelor de aerare de pe linia apei şi are ca scop reducerea conţinutului de substanţe organice (ε),

factor ce va genera o reducere semnificativă a cantităţii de nămol ( sN , exprimată în substanţă uscată)

efluentă din stabilizatorul de nămol (SN).

24

5.4.6. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare cu epurare biologică avansată (nitrificare cu stabilizare) cu stabilizarea (fermentarea) anaerobă a nămolului primar

În cazul epurării biologice avansate a apelor uzate (nitrificare şi stabilizare), nămolul activat

în exces ce rezultă din procesul biologic este deja stabilizat aerob, deci nu mai necesită o stabilizare

ulterioară. Pentru nămolul rezultat din procesul de decantare primară însă, care are un conţinut

important de substanţă organică, se impune o stabilizare a acestuia. Astfel, după tratarea preliminară

a acestuia din urmă, este necesară o concentrare şi apoi o stabilizare (fermentare) anaerobă pentru

diminuarea conţinutului în substanţă organică conţinută din nămolul trimis la deshidratare.

Stabilizarea (fermentarea) anaerobă se poate realiza fie într-o singură treaptă fără eliminare de

suprenatant dar cu producţie de biogaz, fie în două trepte (prima similară cu stabilizarea anaerobă

într-o singură treaptă, iar cea de a doua cu eliminare de supernatant şi producere de biogaz). Aval de

stabilizarea (fermentarea) anaerobă se impune un bazin de amestec şi omogenizare pentru mixarea

nămolului primar stabilizat (fermentat) anaerob cu cel stabilizat în exces, asigurându-se astfel

premizele unei alimentării continue şi omogene a procesului de deshidratare (v. fig. 5.6) .

5.4.7. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare cu epurare biologică avansată (nitrificare cu stabilizare) cu stabilizarea aerobă a nămolului primar

Schema de prelucrare a nămolurilor (v. fig. 5.7) este similară ca cea prezentată la sub-capitolul

5.4.6., cu deosebirea că stabilizarea nămolului se face pe cale aerobă, fapt ce necesită prevederea unei

staţii de suflante pentru asigurarea oxigenului necesar mediului aerob de stabilizare. În această schemă,

stabilizarea nămolului (SN) ce urmeză procesului de concentrare se realizează în bazine similare

bazinelor de aerare de pe linia apei şi are ca scop reducerea conţinutului de substanţe organice (ε),

factor ce va genera o reducere semnificativă a cantităţii de nămol exprimată în substanţa uscată ( sN ),

efluentă din stabilizatorul de nămol (SN).

5.4.8. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare cutreaptă mecanică de epurare şi stabilizare (fermentare) anaerobă într-o singură treaptăa nămolului primar

Acestă schemă (v. fig. 5.8) de prelucrare se aplică în cazul staţiilor de epurare a apelor uzate

orăşeneşti prevăzute numai cu treaptă mecanică. Astfel, singurul nămol ce urmează a fi prelucrat este

cel rezultat din procesul de decantare primară, respectiv nămolul primar. Datorită faptului că acesta

conţine un procent semnificativ de substanţă organică (volatilă), schema de prelucrare, pe lângă

prelucrarea preliminară şi procesul de concentrare, trebuie să includă şi un proces de stabilizare fie

anaerobă (fermentare) fie aerobă. În cazul procesului de stabilizare (fermentare) anaerobă într-o

singură treaptă, acesta va avea loc fără eliminare de supernatant dar cu producţie de biogaz. De

asemenea, stabilizarea (fermantarea) anaerobă se poate realiza în două trepte, caz în care, pe lângă

25

TP NefNinfwefwinfVnefVninf

instalaţia aferentă stabilizării (fermentării) într-o singură treaptă, în treapta a 2-a are loc o concentrare a

nămolului simultan cu eliminarea de supernatant şi producerea de biogaz.

5.4.9. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare cutreaptă mecanică de epurare şi stabilizare aerobă a nămolului primar

Schema de prelucrare a nămolurilor provenite din staţiile de epurare prevăzute doar cu treaptă

mecanică (v. fig. 5.9), cu stabilizare aerobă a nămolului este identică cu schema de prelucrare de la

sub-capitolul 5.4.8. cu deosebirea că stabilizarea se face pe cale aerobă în loc de anaerobă, fără

eliminare de supernatant şi cu necesitatea asigurării unei surse de aer necesar proceselor biologice

de stabilizare aerobă.

5.4.10. Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare, fără decantor primar

Această schemă (v. fig. 5.10) se aplică ori de câte ori concentraţiile în substanţă organică

biodegradabilă sunt reduse, iar prevederea decantorului primar în schema de epurare este

nejustificată din punct de vedere tehnologic, după cum este indicat în normativul NP 032-1999. Se

întâlneşte adesea la staţiile de epurare care deservesc localităţi cu un număr redus de locuitori.

Nămolul în exces rezultat din treapta biologică va trebui în mod obligatoriu stabilizat (fermentat)

anaerob sau aerob, în situaţia în care epurarea biologică nu include şi stabilizarea acestuia.

5.5. BILANŢ DE SUBSTANŢE PE OBIECTE TEHNOLOGICE

5.5.1. Prelucrarea preliminară a nămolurilor are ca scop asigurarea unui nămol de bună calitate

pentru procesele de prelucrare ulterioare. Cum în procesele de prelucrare preliminară a nămolului, ca

mărunţirea, sitarea sau deznisiparea, are loc doar o reţinere a materiilor grosiere conţinute în nămol, în

calculul bilanţului de substanţă, nămolul influent nu suferă nici o transformare semnificativă pentru a

fi cuantificată, iar cantitatea de substanţă uscată influentă este practic egală cu cea efluentă.

Relaţii de calcul:

efinf NN ≅ (5.1)

efinf ww ≅ (5.2)

nefinfn VV ≅ (5.3)

unde: infN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de nămol influentă, exprimată în substanţă uscată;

efN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de nămol efluentă, exprimată în substanţă uscată;

infw (%) = umiditatea nămolului influent

efw (%) = umiditatea nămolului efluent

ninV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de nămol influent

26

nefV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de nămol efluent

Notă: - Nămolul influent în prelucrarea preliminară poate fi unul din următoarele tipuri: nămol

primar; nămol în exces; nămol primar în amesctec cu cel în exces; nămol biologic; nămol

primar în amestec cu cel biologic.

Emisar

nreSP

DP DS

BOE CN RFN DN

RG

Depozitare/ValorificareBT

Valorificare

SPs

TP TP

ss

s

s s

bgbg

Npec Nf Nd

Ne we Vne

Q re = re.

cQNpwpVnp

SPnNpewc wd

w ,lf f

BNA

Fig. 5.1 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu bazin de omogenizare/egalizare şi stabilizare (fermentare) anaerobă într-o singură treaptă

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Q re = re.

cQ

DP DS

CN RFN DN

RG

Depozitare/Valorificare

SPwc wd

w ,lf

BT

Valorificare

SPs

TP TP

ss

s s

bg

bg

Nf Nd

CNwc

s s

Ne we Vne

EmisarNpwpVnp

n

nreSP

f

Npec

Nec

Npc

s

BNA

Fig. 5.2 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu concentrare individuală a nămolului primar şi cel în exces şi stabilizare (fermentare) anaerobă într-o singură treaptă

27

Emisar

nreSP

DP DS

BOE CN RFN1 DN

RG


Valorificare

SPs

TP TP

ss

s

s s

bg

bg

Npec Nf2 Nd

Ne we Vne

Q re = re.

cQNpwpVnp

SPnNpeRFN2

s

Nf1

bg

bg

s

wc wd

w ,lf1 f w f2

BNA

Fig. 5.3 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu bazin de omogenizare / egalizare şi stabilizare (fermentare) anaerobă în două treapte

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

28

Q re = re.

cQ

DP DS

CNSP

SPs

TP TPCN

s s

Ne we Vne

EmisarNpwpVnp

n

nreSP

Npec

Nec

Npc RFN1 DN

RG


Valorificare

ss

s s

bg

bg

Nf2 NdRFN2

s

Nf1

bg

bg

s

wc wd

w ,lf1 f w f2

wc

s

BNA

Fig. 5.4 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu concentrare individuală a nămolului primar şi cel în exces şi

stabilizare (fermentare) anaerobă în două treapte

SN

STsf

Q re = re.

cQ

DP DS

CN DN Depozitare/ValorificareBT

SPs

TP

ss

s s

Ns Nd

s s

EmisarNpwpVnp nreSP

TPCNNe we Vne

Nec

NpecNpcwc wdw ,ls

wc

s

s

Aer

BNA

Fig. 5.5. - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti cu concentrare individuală a nămolului primar şi cel în exces şi stabilizare aerobă

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

29

BNA(NITRIFICARE

CU STABILIZARE)

Emisar

nreSP

DP DS

BOECN RFN DN

RG


Valorificare

SPs

TPTP

ss

s

s s

bg

bg

Npc Nf Nd

NeswesVnes

Qre = re.

cQNpwpVnp

SPnwc wd

w ,lf f

Nsf

Fig. 5.6 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare cu epurare biologică avansată (nitrificare cu stabilizare) cu stabilizarea (fermentarea) anaerobă a nămolului primar

Emisar

nreSP

DP DS

BOECN DN Depozitare/Valorificare

SPs

TPTP

ss

s

s s

Npc Nd

NeswesVnes

Qre = re.

cQNpwpVnp

wc wdNssSN

STsf

w ,ls sNs

BNA(NITRIFICARE

CU STABILIZARE)

Aer

Fig. 5.7 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare cu epurare biologică avansată (nitrificare cu stabilizare) cu stabilizarea aerobă a nămolului primar

30

DP

CN RFN DN

RG


SPwc wd

w ,lf

BT

Valorificare

SPs

TP

ss

s s

bg

bg

Nf Nd

s

EmisarNpwpVnp

n

f

Npc

Fig. 5.8 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare cu treaptă mecanică de epurare şi stabilizare (fermentare) anaerobă într-o singură treaptă a nămolului primar

DP

CN DN Depozitare/Valorificare

SPwc wd

BT

SPs

TP

ss

s s

Nd

s

EmisarNpwpVnp

nNpc SN

STsf

w ,ls s

Aer

Ns

Fig. 5.9 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare cu treaptă mecanică de epurare şi stabilizare aerobă a nămolului primar

31

NefNinf1wefwinf1VnefVninf1

BOE

Ninf2winf2Vninf2

F

Q re = re.

cQ

DS

DN Depozitare/ValorificareBT

SPsss

s s

Nf Nd

s

Emisar

nreSP

TP CNNec

wdw ,lfwc f

BNA

Ne we Vne

Fig. 5.10 - Schema de prelucrare a nămolurilor orăşeneşti provenite din staţiile de epurare fără decantor primar

5.5.2. Bazinul de omogenizare/egalizare are rolul de a omogeniza diversele tipuri de nămoluri

ce rezultă din procesul de epurare biologică a apelor uzate în scopul de a obţine un amestec uniform,

benefic pentru procesele de prelucrare ulterioare. De asemenea, în aceste bazine se realizează o

egalizare a debitelor de nămol în vederea asigurării unui debit constant pentru procesele de prelucrare

din aval. Calculul efluentului bazinului de omogenizare / egalizare se face ţinându-se seama că în

acesta au loc numai procese fizice de amestecare. Astfel, cantitatea de nămol efluentă (exprimată în

substanţă uscată) se va constitui din însumarea celor două cantităţi de nămol influente (exprimate în

substanţa uscată), iar umiditatea nămolului efluent se va calcula ca media ponderată a umidităţilor cu

volumele de nămol.

Relaţii de calcul:

2inf1infef NNN += (5.4)

)VV/()wVwV(w 1inf1inf2inf2inf1inf1infef +×+×= (5.5)

)w100(100NV

1inf1infn

1inf1infn −

×γ

= (5.6)

)w100(100NV

2inf2infn

2inf2infn −

×γ

= (5.7)

)w100(100NV

efnef

efnef −

×γ

= (5.8)

unde: 2inf1inf N,N (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de nămol influentă, exprimată în substanţă

32

NefNinfwefwinfVnefVninf

CN

s

wc

uscată

efN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de nămol efluentă, exprimată în substanţă uscată

2inf1inf w,w (%) = umiditatea nămolului influent


2infn1infn V,V ( zi/m3 ) = volumul zilnic de nămol influent


2infn1infn ,γγ ( 3m/kgf ) = greutatea specifică a nămolului influent

efγ ( 3m/kgf ) = greutatea specifică a nămolului efluent

Notă: - Nămolul influent în bazinul de omogenizare/egalizare poate fi unul din următoarele tipuri: nămol primar; nămol în exces; nămol biologic.

5.5.3. Concentrarea nămolului are funcţia de a reduce umiditatea nămolului, respectiv a volumelor

de nămol, proces ce se realizează prin procedee fizice de sedimentare, flotaţie, sau centrifugare, cu

producere de supernatant. Reducerea volumelor de nămol este benefică proceselor de prelucrare

din aval prin faptul ca acestea se vor dimensiona la volume semnificativ mai mici de nămol.

Relaţii de calcul:

efinf NN ≅ (5.9)

cinfef www Δ−= (5.10)

)w100(100NV

infinfn

infinfn −

×γ

= (5.11)

)w100(100NV

efnef

efnef −

×γ

= (5.12)

nefinfns VVV −= (5.13)

unde: infN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de nămol influentă, exprimată în substanţă uscată




cwΔ (%) = reducerea de umiditate prin concentrare

ninV ( zi/m3 ) = volumul de nămol influent

nefV ( zi/m3 ) = volumul de nămol efluent

infnγ ( 3m/kgf ) = greutatea specifică a nămolului influent

nefγ ( 3m/kgf ) = greutatea specifică a nămolului efluent

33


RFN

w ,lf

bg

f

RG Valorificarebg

sV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de supernatant

Notă: - Nămolul influent la concentrare poate fi unul din următoarele tipuri: nămol primar; nămol în exces; nămol primar în amesctec cu cel în exces; nămol biologic, nămol primar în amestec cu cel biologic.

5.5.4. Stabilizarea (fermentarea) anaerobă a nămolului într-o singură treaptă realizează

reducerea (stabilizarea) substanţei organice conţinută în nămol în absenţa oxigenului molecular (condiţii

anaerobe). În mod obişnuit aceasta se utilizează la stabilizarea nămolurilor concentrate, ţinându-se seama

de faptul că în urma concentrării rezultă volume de nămol mult mai reduse, deci un necesar de capacitate

la stabilizare mai redus. Calculul caracteristicilor nămolului efluent (fermentat) se face considernând că

din întraga cantitate de substanţă uscată influentă, ε este substanţă organică, diferenţa fiind constituită din

substanţa minerală. În urma procesului de fermentare, parte din substanţa organică este transformată în

substanţă minerală, biogaz şi apă. Procentul de substanţă organică transformată constituie limita tehnică

de fermentare ( fl ) a procesului considerată la calculul cantitaţii zilnice de nămol efluent (fermentat),

exprimată în substanţă uscată. Cum stabilizarea (fermentarea) anaerobă are loc fără evacuare de

supernatant, în urma procesului rezultă o creştere a umidităţii cu fwΔ .

Relaţii de calcul:

ominf NNN += (5.14)

info NN ×ε= (5.15)

infm N)1(N ×ε−= (5.16)

)w100(100NV

infinfn

infinfn −

×γ

= (5.17)

ofmef N)l1(NN ×−+= (5.18)

finfef www Δ+= (5.19)

)w100(100NV

efnef

efnef −

×γ

= (5.20)


mN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de substanţă minerală conţinută în nămolul influent,

exprimată în substanţă uscată

oN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de substanţă organică (volatilă) conţinută în nămolul

influent, exprimată în substanţă uscată


ε (%) = procentul de substanţă organică (volatilă) din nămolul influent

fl (%) = limita tehnică de stabilizare (fermentare)



34

Nef1Ninfwef1winfVnef1Vninf

Nef2wef2Vnef2

RFN1

RGValorificare

bg

bg

RFN2

sbg

bg

w ,lf1 f w f2

fwΔ (%) = creşterea de umiditate prin fermentare anaerobă (orientativ 1 – 2%)

ninV ( zi/m3 ) = volumul de nămol influent


ninγ ( 3m/kgf ) = greutatea specifică a nămolului influent


Notă: - Nămolul influent la stabilizarea (fermentarea) anaerobă poate fi unul din următoarele tipuri: nămol primar; nămol primar concentrat; nămol în exces concentrat; nămol primar în

amestec cu nămol în exces concentrat; nămol biologic concentrat; nămol primar în amestec cu cel biologic concentrat.

5.5.5. Stabilizarea (fermentarea) anaerobă a nămolului în două treapte realizează reducerea

substanţei organice în prima treaptă, fără eliminare de supernatant şi cu producţie de biogaz, precum şi o

concentrare a nămolului în cea de a 2-a treaptă prin eliminare de supernatant cu producţie de biogaz în

treapta a doua. Mecanismul reducerii substanţei organice din treapta întâi de stabilizare (fermentare) este

identic cu cel prezentat la sub-capitolul 5.5.4. În treapta a 2-a, fără amestecare şi recircularea internă a

nămolului, are loc o concentrare gravitaţională a nămolului stabilizat (fermentat) în prima treaptă cu

eliminare de supernatant şi producere de biogaz.

ominf NNN += (5.21)

info NN ×ε= (5.22)

infm N)1(N ×ε−= (5.23)

)w100(100NV

infinfn

infinfn −

×γ

= (5.24)

ofm1ef N)l1(NN ×−+= (5.25)

1finf1ef www Δ+= (5.26)

)w100(100NV

1ef1nef

1ef1nef −

×γ

= (5.27)

1ef2ef NN ≅ (5.28)

2f1ef2ef www Δ−= (5.29)

)w100(100NV

2ef2nef

2ef2nef −

×γ

= (5.30)

2nef1nefs VVV −= (5.31)



35

Aer


SNw ,ls s


oN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de substanţă organică (volatilă) conţinută în nămolul

influent, exprimată în substanţă uscată



fl (%) = limita tehnică de stabilizare (fermentare)


1efw (%) = umiditatea nămolului efluent, treapta 1

2efw (%) = umiditatea nămolului efluent, treapta 2

1fwΔ (%) = creşterea de umiditate prin fermentare anaerobă, treapta 1

2fwΔ (%) = scăderea de umiditate prin fermentare anaerobă, treapta 2

ninV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de nămol influent

1nefV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de nămol efluent, treapta 1

2nefV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de nămol efluent, treapta 2


1nefγ ( 3m/kgf ) = greutatea specifică a nămolului efluent, treapta 1

2nefγ ( 3m/kgf ) = greutatea specifică a nămolului efluent, treapta 2

sV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de supernatant eliminat

Notă: - Nămolul influent la stabilizarea (fermentarea) anaerobă poate fi unul din următoarele tipuri: nămol primar; nămol primar concentrat; nămol în exces concentrat; nămol primar în

amesctec cu nămol în exces concentrat; nămol biologic concentrat; nămol primar în amestec cu cel biologic concentrat.

5.5.6. Stabilizarea aerobă a nămolului realizează reducerea (stabilizarea) substanţei organice

(volatile) prin procese biologice asemănătoare procesului de epurare biologică a apelor uzate cu nămol

activat. Nămolul este introdus în stabilizatorul de nămol unde este aerat în vederea accelerării

proceselor metabolice ale bacteriilor aerobe, respectiv în vederea reducerii substanţei organice. În

aceste condiţii, substanţa organică (ε) este mineralizată într-un anumit procent, numit limita tehnică de

stabilizare ( sl ). Procesul are loc cu o reducere a umidităţii, astfel încât volumele de nămol efluente vor

fi mai reduse.

Relaţii de calcul:

ominf NNN += (5.32)

info NN ×ε= (5.33)

36


DN

s

wd

infm N)1(N ×ε−= (5.34)

)w100(100NV

infinfn

infinfn −

×γ

= (5.35)

oSmef N)l1(NN ×−+= (5.36)

Sinfef www Δ−= (5.37)

)w100(100NV

efnef

efnef −

×γ

= (5.38)




oN (kg s.u./zi) = cantitatea de substanţă organică (volatilă) conţinută în nămolul influent,


efN (kg s.u./zi) = cantitatea de nămol efluentă, exprimată în substanţă uscată


sl (%) = limita tehnică de stabilizare



swΔ (%) = scăderea de umiditate prin stabilizare aerobă

infnV ( zi/m3 ) = volumul de nămol influent




Notă: - Nămolul influent la stabilizarea aerobă poate fi unul din următoarele tipuri: nămol primar; nămol primar concentrat; nămol în exces concentrat; nămol primar în amesctec cu nămol în exces concentrat; nămol biologic concentrat; nămol primar în amestec cu cel biologic concentrat.

5.5.7. Deshidratarea este procesul prin care nămolului i se reduce o mare parte din umiditate

prin procedee fizice de separare a fracţiunii solide de cea lichidă (supernatant). În aceste condiţii,

cantitatea de substanţă uscată influentă va fi egală cu cantitatea de substanţă uscată efluentă, reducerea

de volum rezultănd din separarea şi eliminarea unei cantităţi importante de supernatant.

Relaţii de calcul:

efinf NN ≅ (5.39)

dinfef www Δ−= (5.40)

37

)w100(100NV

infinfn

infinfn −

×γ

= (5.41)

)w100(100NV

efnef

efnef −

×γ

= (5.42)

nefinfns VVV −= (5.43)





dwΔ (%) = reducerea de umiditate prin deshidratare

infnV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de nămol influent


infnγ ( 3m/kgf ) = greutatea specifică a nămolului influent


sV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de supernatant eliminat

Notă: - Nămolul influent la deshidratare poate fi unul din următoarele tipuri: nămol stabilizat (fermentat) anaerob; nămol stabilizat aerob fie în treapta biologică fie în stabilizatorul de nămol; orice alt tip de nămol stabilizat din punct de vedere biologic.

37

6. TEHNOLOGII DE PRELUCRARE A NĂMOLURILOR6.1. EVACUAREA NĂMOLURILOR DIN DECANTOARE

6.1.1. Evacuarea la timp a nămolurilor din decantoare este necesară pentru asigurarea condiţiilor

corespunzătoare proceselor de sedimentare, evitatea intrării în fermentare, precum şi prelucrării

ulterioare a acestora. De asemenea, pentru a nu perturba procesul de sedimentare, este foarte important

şi modul cum se realizează colectarea şi evacuarea nămolurilor din decantoare.

6.1.2. Procedeele de evacuare a nămolurilor se vor aplica funcţie de tipul nămolului, caracteristicile

acestuia, precum şi de geometria unităţilor de decantare, ce vor fi echipate cu poduri racloare specifice.

6.1.3. Evacuarea nămolului din decantoarele primare

6.1.3.1. Namolul produs în decantorul primar este dirijat prin intermediul lamelor de fund ale

podului raclor în başa de colectare iar ulterior, funcţie de configuraţia profilului tehnologic, este

evacuat gravitaţional sau prin pompare spre instalaţiile de prelucrare. El poate fi prelevat, de

asemenea, prin sucţiune de pe radier, în cazul decantoarelor cu radier orizontal şi evacuat prin sifonare

sau pompare, la treapta de prelucrare.

6.1.3.2. Sistemele de colectare a nămolului ce echipează decantoarele primare orizontale

longitudinale pot fi :

- tip „lanţ şi racletă” (v. fig. 6.1);

- pod raclor ce se deplasează pe cale de rulare (v. fig. 6.2).

Fig. 6.1 – Sistem de colectare a nămolului primar tip “lanţ şi racletă”

38

Fig. 6.2 – Sistem de colectare a nămolului primar tip pod raclor ce se deplasează pe cale de rulare

Ambele sisteme de colectare permit transportul nămolului în başa de colectare a acestuia amplasată

în capătul amonte al decantorului şi a materiilor plutitoare spre rigola de colectare din aval.

6.1.3.3. În cazul decantoarelor primare orizontale radiale evacuarea nămolului se realizează prin

intermediul podurilor racloare radiale sau diametrale, funcţie de mărimea diametrului acestora.

Nămolul primar va fi dirijat de către lamele racloare inferioare către başa centrală de colectare, de unde

va fi evacuat din decantor printr-o conductă înglobată în radierul acestuia.

6.1.3.4. Vitezele de deplasare ale podurilor racloare ce echipează decantoarele primare vor trebui

să se încadreze în intervalele recomandate, astfel:

v = 0,6 ÷ 1,2 m/min – pentru decantoarele primare orizontale longitudinale;

v = 0,02 ÷ 0,05 rot/min – pentru decantoarele primare orizontale radiale.

6.1.4. Evacuarea nămolului din decantoarele secundare

6.1.4.1. Nămolul activat reţinut în decantoarele secundare trebuie evacuat astfel încât să se evite

perturbarea procesului de decantare, precum şi respectarea duratei recomandate de staţionare a acestuia,

în vederea asigurării unor condiţii optime de viaţă pentru bacteriile ce realizează epurarea biologică.

6.1.4.2. Evacuarea nămolului activat se va realiza în cazul decantoarelor cu radier orizontal, prin

intermediul podurilor racloare cu lame de fund sau prin sucţiune. Acestea pot echipa atât decantoarele

de tip longitudinal cât şi pe cele radiale, ambele fiind frecvent utilizate.

6.1.4.3. Podurile racloare cu sucţiune cuprind:

- sistemul de colectare cu lame racloare la partea inferioară ;

- compartimentul mobil de evacuare a nămolului activat de pe radierul decantoarului ;

- compartimentul fix sau jgheabul de colectare a nămolului activat care este racordat cu

conducta de evacuare din decantor;

- instalaţia de producere a vacuumului pe conductele de aspiraţie a nămolului activat.

6.2. PRELUCRAREA PRELIMINARĂ A NĂMOLURILOR

6.2.1. Sitarea nămolurilor

6.2.1.1. Prin sitarea unui nămol se înţelege procesul prin care se reţin din acesta particule de

dimensiuni mai mari şi de diverse compoziţii (plastic, lemn, metal, materiale textile, cauciuc, hârtie,

etc.) care pot îngreuna procesele de prelucrare ulterioară.

39

6.2.1.2. Cele mai frecvente perturbări în funcţionarea proceselor de prelucrare a nămolurilor

datorate corpurilor cu dimensiuni mai mari se referă la:

- blocarea şi acelerarea uzurii rotoarelor pompelor care vehiculează nămol ;

- blocarea şnecului centrifugelor, în cazul concentrării şi/sau deshidratării ;

- blocarea sistemului de distribuţie a nămolului, a rolelor de ghidare a benzii, precum şi

creşterea uzurii acesteia în cazul concentrării şi/sau deshidratării cu filtre bandă ;

- blocarea armăturilor şi pieselor speciale montate pe conductele ce transportă nămol.

6.2.1.3. Se vor prevedea instalaţii de sitare curăţite automat, cu dimensiunea deschiderilor cuprinsă

între 3 şi 6 mm.

6.2.1.4. Cele mai frecvent utilizate instalaţii de sitare sunt:

- sitele păşitoare ;

- instalaţii montate pe conducta de transport a nămolului prevăzute cu sistem de presare

a reţinerilor;

6.2.2. Mărunţirea nămolurilor

6.2.2.1. Mărunţirea nămolurilor este un proces, în care o cantitate mare de material fibros (vâscos)

conţinut de nămol este tăiat sau împărţit în particule mici astfel încât să se prevină colmatarea sau

înfăşurarea în jurul echipamentelor în mişcare. Un tocător tipic este prezentat în fig. 6.3.

Fig. 6.3 – Echipament de mărunţire a nămolului

6.2.2.2. Câteva din procesele ce trebuie precedate de tocătoare şi câteva din scopurile mărunţirii

sunt prezentate în tabelul 6.1.

Tocătoarele, încă de la început au necesitat o atenţie deosebită pentru întreţinere, dar noile

proiecte de tocători cu viteză redusă s-au dovedit mult mai durabile şi mai fiabile.

Tabel 6.1Procesul Scopul mărunţirii

0 1Pompare Previne colmatarea şi uzarea

Centrifugare Previne colmatarea. Centrifuga în general, poate reţine multematerii solide de mari dimensiuni şi poate să nu necesitemărunţirea nămolului.

Deshidratare cu presă cubandă

Previne colmatarea sistemului de distribuţie a nămolului,previne înfăşurarea cilindrilor, reduce uzura benzilor şiasigură o deshidratare mult mai uniformă.

40

6.2.3. Deznisiparea nămolurilor

6.2.3.1. În staţiile de epurare unde nu se folosesc instalaţii separate pentru îndepărtarea nisipului

înainte de decantoarele primare, sau acolo unde procesul nu permite, este necesar să se îndepărteze

nisipul înainte ca nămolul să poate fi procesat. Cea mai eficientă metodă de deznisipare a nămolului

este supunerea acestuia unor forţe centrifuge pentru separarea particulelor de nisip de nămolul organic.

Această separare se obţine prin folosirea unui deznisipator tip ciclon, ce nu are părţi mobile.

6.2.3.2. Eficienţa deznisipatorului tip ciclon este influenţată de presiunea şi de concentraţia de

substanţe organice din nămol. Pentru a obţine separarea efectivă a nisipului, nămolul trebuie diluat

până la 1 – 2% substanţă uscată. Din moment ce concentraţia creşte, mărimea particulelor ce pot fi

îndepărtate descreşte.

6.2.3.3. Relaţia generală dintre concentraţia nămolului şi eficienţa deznisipării pentru nămolul

primar este prezentată în tabelul 6.2. Eficienţa se apreciază funcţie de particulele de nisip cu diametrul

d ≥ 0,2 mm.

Tabelul 6.2Concentraţia nămolului primar(procentul de materii solide)

Eficienţa de eliminare aparticulelor de nisip (%)

0 11 1502 1003 654 28-35

6.3. CONDIŢIONAREA CHIMICĂ A NĂMOLURILOR

6.3.1. Condiţionarea chimică reprezintă procedeul de prelucrare a nămolurilor utilizat pentru

îmbunătăţirea eficienţei proceselor de concentrare şi deshidratare ale acestora. Adaosul de reactivi

chimici conduce la micşorarea rezistenţelor specifice la filtrare a namolurilor şi implicit la separarea

mai uşoară a apei din nămolul trimis la prelucrare.

6.3.2. Pentru condiţionarea chimică a nămolurilor se utilizează în mod frecvent două grupe de reactivi:

- reactivi anorganici ;

- polielectroliţi organici.

6.3.3. Din categoria reactivilor anorganici mai des utilizaţi se pot enumera: varul, clorura ferică

( 3FeCl ), sulfatul feric [ OH9)SO(Fe 242 ⋅ ], sulfat feros ( OH7FeSO 24 ⋅ ), clorosulfat feric ( ClFeSO4 ) .

De asemenea, în anumite situaţii se folosesc şi săruri de aluminiu precum sulfatul de aluminiu

342 )SO(Al .

6.3.4. Doza optimă de reactiv reprezintă cantitatea cea mai mică de substanţă chimică care, în

condiţii de laborator, produce un nămol cu rezistenţa specifică de filtrare egală cu 10 × 1010 cm/g

pentru o diferenţă de presiune aplicată în laborator bar5,0P =Δ .

6.3.5. Prin doză maximă se înţelege cantitatea cea mai mare de reactiv căreia îi corespunde o

rezistenţa specifică de filtrare minimă (valoare ce nu mai poate fi redusă prin mărirea dozei).

41

6.3.6. Varul este folosit pentru ridicarea pH-ului atunci când acesta are valori scăzute datorită

utilizării clorurii ferice pe post de coagulant. Pe lângă controlul pH-ului, varul mai poate reduce

mirosurile produse de sulfuri care sunt transformate în soluţie, din hidrogen sulfurat în sulfură şi ion

bisulfură, produşi de reacţie nevolatili la un pH alcalin.

Formarea precipitaţilor de carbonat şi hidroxid de calciu conduce la îmbunătăţirea proceselor

de deshidratare, acţionând ca un agent de înfoiere care măreşte porozitatea nămolului şi diminuează

rezistenţa la compresiune.

Trebuie evitată dozarea în exces a varului, deoarece aceasta poate afecta procesul de stabilizare

a nămolului.

În general dozele de var variază între 5 şi 40% din substanţa uscată.

6.3.7. Clorura ferică este un reactiv folosit la coagularea materiilor solide din nămol, proces care

decurge în bune condiţii la pH mai mare de 6. La pH sub 6, formarea flocoanelor este slabă iar

deshidratarea se realizeză dificil. De aceea, pentru corectarea pH-ului se foloseşte varul, care va

conduce la o deshidratare optimă. Majoritatea nămolurilor rezultate în urma epurării apelor uzate nu

pot fi condiţionate cu succes fără a asocia clorura ferică cu varul. Clorura ferică trebuie introdusă în

nămol înaintea varului iar punctele de injecţie a celor doi reactivi trebuie să fie separate.

În general dozele de clorură ferică variază între 2 şi 10% substanţă uscată.

Având în vedere corozivitatea pronunţată a clorurii ferice, se recomandă manipularea şi

stocarea corespunzătoare a acesteia.

Clorura ferică se livrează sub formă lichidă, în soluţie cu o concentraţie de 30 – 35%.

6.3.8. Polimeri organici (polielectroliţi)

6.3.8.1. Polimerii organici cunoscuţi şi sub numele de polielectroliţi, sunt substanţe chimice de

sinteză cu structură de lanţ molecular lung, solubile în apă, care favorizează procesele de concentrare şi

deshidratare ale nămolurilor reţinute în staţiile de epurare. Aceştia acţionează asupra particulelor solide

din nămol prin neutralizarea sarcinii electrice a acestora şi formarea flocoanelor cu proprietăţi de

deshidratare îmbunătăţite.

6.3.8.2. Funcţie de sarcina electrică predominantă a acestora, polimerii pot fi:

- neionici – nu prezintă sarcină electrică ;

- anionici – utilizaţi pentru condiţionarea nămolurilor cu conţinut preponderent mineral;

- cationici – pentru condiţionarea nămolurilor de natură organică.

6.3.8.3. Poliacrilamida este cel mai utilizat polimer de tip neionic, şi se formează prin

polimerizarea catenei monomerului acrilamida. Pentru a transporta sarcina electrică pozitivă sau

negativă în soluţie apoasă, poliacrilamida trebuie combinată cu monomeri anionici sau cationici.

6.3.8.4. Valori uzuale ale dozelor de polimeri folosiţi pentru concentrarea (îngroşarea) nămolurilor

sunt menţionate în tabelul 6.3.

42

Tabel 6.3Nr.crt. Procedeul de concentrare Tipul de nămol Doza de polimer

(g/ kg subst. uscată)0 1 2 3

nămol primar 2 - 4nămol primar + nămol în exces+ nămol biologic rezultat de lafiltrele percolatoare

0,81 Concentratoare gravitaţionale

nămol în exces 4,3 – 5,6nămol în exces din procedee deepurare biologică ce utilizeazăoxigen pur

5,4

nămol în exces 0 - 14nămol primar + nămol biologicrezultat de la filtrele percolatoare

0 - 3

2 Unităţi de flotaţie cu aer dizolvat

nămol primar + nămol în exces 0 - 14nămol în exces 0 – 3,63 Centrifugenămol în exces fermentat 2 – 7,2

4 Concentratoare cu tambur rotativ nămol în exces 6,85 Filtre bandă nămol fermentat în treapta a II-a 5

6.3.8.5. Dozele de polimeri care se aplică în cazul deshidratării diverselor tipuri de nămol sunt

prezentate în tabelul 6.4.

Tabel 6.4Nr.crt. Procedeul de concentrare Tipul de nămol Doza de polimer

(g/kg subst. uscată)0 1 2 3

nămol primar + nămol în exces 2 – 5nămol în exces 4 – 9amestec fermentat de nămolprimar cu nămol în exces

6 – 10

nămol primar fermentat 4 – 7nămol primar 2 – 3

1 Filtre presă

nămol primar + nămol biologicrezultat de la filtrele percolatoare

3 – 6

nămol primar 0,5 – 2,3nămol primar fermentat 2,7 – 5nămol în exces 5 – 10nămol în exces fermentat 1,4 – 2,7nămol primar + nămol în exces 2 – 7

2 Centrifuge

amestec fermentat de (nămolprimar + nămol în exces + nămolbiologic rezultat de la filtrelepercolatoare)

5,4 – 6,8

43

Tabel 6.4 (continuare)0 1 2 3

nămol primar 1 – 5nămol în exces 6,8 – 14nămol primar + nămol în exces 5 – 8,6nămol primar fermentat 6 – 13

3 Filtre cu vacuum

amestec fermentat de nămolprimar cu nămol în exces

1,4 – 7,7

4 Filtru presă nămol primar + nămol în exces 2 – 2,7

6.4. CONCENTRAREA (ÎNGROŞAREA) NĂMOLURILOR

6.4.1. Procedeul de concentrare (îngroşare) a nămolurilor constă în reducerea umidităţii acestora în

vederea prelucrării ulterioare a unor volume mai mici. Se poate aplica tuturor nămolurilor ce rezultă în

urma epurării apelor uzate.

6.4.2. Funcţie de proprietăţile nămolului ce urmează a fi concentrat, se pot aplica scheme cu sau

fără condiţionarea chimică sau termică a acestuia.

6.4.3. Cele mai utilizate procedee de concentrare a nămolurilor provenite dintr-o staţie de

epurare sunt:

- concentarea gravitaţională ;

- concentrarea mecanică, care poate fi realizată în instalaţii specifice precum:

- filtru cu vacuum ;

- filtru presă ;

- filtru bandă ;

- unitate de flotaţie cu aer dizolvat ;

- centrifugă ;

- instalaţie de concentrare cu şnec.

6.4.4. Concentrarea (îngroşarea) gravitaţională a nămolurilor

6.4.4.1. Prin concentrare gravitaţională se înţelege procesul de reducere a umidităţii

nămolului datorită fenomenului de separare prin decantare a fazelor lichidă şi solidă din

componenţa acestuia, fiind una din cele mai utilzate metode de îngroşare a nămolurilor. Se

realizează în bazine asemănătoare decantoarelor, în care în loc de apă limpezită se evacuează

supernatant sau “apă de nămol” termen sub care mai este cunoscut lichidul provenit în urma

îngroşării.

6.4.4.2. Concentratoarele gravitaţionale sunt construcţii, în general sub forma unor bazine

circulare (v. fig. 6.4 şi 6.5), folosite cu precădere pentru prelucrarea următoarelor tipuri de

nămoluri:

- primar sau primar condiţionat cu var ;

- biologic de la filtrele percolatoare ;

- fermentat anaerob.

44

Fig. 6.4 - Concentrator de nămol gravitaţional. Vedere în plan

Fig. 6.5 - Concentrator de nămol gravitaţional. Secţiune verticală

6.4.4.3. Eficienţa de reducere a umidităţii nămolului variază funcţie de caracteristicile acestuia

şi de prezenţa sau absenţa condiţionării chimice. Acest parametru este evidenţiat în tabelul 6.5.

Tabel 6.5

Nr.crt. Tipul nămolului

Umiditateanămoluluiinfluent la

concentrare(%)

Umiditateanămoluluiconcentrat

(%)

Reducerea deumiditate laconcentrare

(%)0 1 2 3 41. Nămol :1.1 primar 94 - 98 90 - 95 31.2 biologic rezultat de la filtrele percolatoare 96 - 99 94 - 97 21.3 biologic rezultat de la filtrele biologice cu discuri 96,5 - 99 95 - 98 1 – 1,51.4 în exces de la bazinele de aerare 99,5 – 98,5 97 - 98 1,5

45

Tabel 6.5 (continuare)0 1 2 3 4

1.5 în exces din procedee de epurare biologică ceutilizează oxigen pur

99,5 – 98,5 97 - 98 1,5

1.6 în exces din procedee de epurare biologică cuaerare prelungită

99,8 - 99 97 - 98 1,8 - 2

1.7 primar fermentat, provenit din treapta primară defermentare

92 88 4

2. Amestec de nămoluri :2.1 primar + biologic rezultat de la filtrele percolatoare 94 - 98 91 - 95 32.2 primar + biologic rezultat de la filtrele biologice cu

discuri94 - 98 92 - 95 2 - 3

2.3 primar + în exces 98,5 – 99,596 - 97,5

94 – 9693 - 96

3,5 – 4,51,5 - 3

2.4 în exces de la bazinele de aerare + biologic rezultatde la filtrele percolatoare

97,5 – 99,5 96 - 98 1,5

2.5 amestec fermentat de nămol primar + nămol înexces

96 92 4

3. Nămol condiţionat chimic :3.1 primar + fier 98 96 23.2 primar + var în doze mici 95 93 23.3 primar + var în doze mari 92,5 88 4,53.4 primar + în exces condiţionat cu fier 98,5 97 1,53.5 primar + în exces condiţionat cu aluminiu 99,6 – 99,8 93,5 – 95,5 4,3 – 6,13.6 primar condiţionat cu fier + biologic rezultat de la

filtrele percolatoare99,4 – 99,6 91,5 – 93,5 6,1 – 7,9

3.7 primar condiţionat cu fier + în exces 98,2 96,4 1,83.8 amestec fermentat de nămol primar + nămol în

exces condiţionat cu fier96 94 2

4. Nămol rezultat din epurarea chimică (terţiară) :4.1 cu var în doze mari 95,5 - 97 85 - 88 9 – 10,54.2 cu var în doze mici 95,5 - 97 88 - 90 7 – 7,54.3 cu fier 98,5 – 99,5 96 - 97 2,5

6.4.4.4. La proiectarea concentatoarelor de nămol se va ţine seama de următoarele criterii:

- numărul minim de unităţi n = 2 ;

- evacuarea supernatantului să se realizeze pe cât posibil gravitaţional ;

- se va ţine seama ca încărcarea cu substanţă uscată să nu depăşească limita

maxim admisă.

6.4.4.5. Parametrii de proiectare ai concentratoarelor gravitaţionale de nămol

6.4.4.5.1. Debitul de calcul al concentratoarelor de nămol gravitaţionale este egal cu volumul

zilnic de nămol influent la concentrare (îngroşare) infnc VQ = .

6.4.4.5.2. Încărcarea superficială cu substanţă uscată a concentratoarelor gravitaţionale ( suI ) este

dată de relaţia:

CNo

infsu

ANI = ( zim/.u.skg 2 ⋅ ) (6.1)

unde:

46

- infN ( zi/.u.skg ) - cantitatea zilnică de substanţă uscată din nămolul influent la concentrare;

- CNoA ( 2m ) - aria orizontală utilă a concentratoarelor gravitaţionale de nămol.

Valorile recomandate la dimensionare pentru acest parametru, depind de tipul nămolului şi sunt

indicate în tabelul 6.6 de mai jos:

Tabel 6.6


Încărcareasuperficială cu

substanţă uscată( zim/.u.skg 2 ⋅ )

0 1 21. Nămol :1.1 primar 100 - 1501.2 biologic rezultat de la filtrele percolatoare 40 – 501.3 biologic rezultat de la filtrele biologice cu discuri 35 - 501.4 în exces 20 - 401.5 în exces din procedee de epurare biologică ce utilizează oxigen pur 20 - 401.6 în exces din procedee de epurare biologică cu aerare prelungită 25 - 401.7 primar fermentat, provenit din treapta primară de fermentare 1202. Amestec de nămoluri :2.1 primar + biologic rezultat de la filtrele percolatoare 60 - 1002.2 primar + biologic rezultat de la filtrele biologice cu discuri 50 - 902.3 primar + în exces de la bazinele de aerare 25 – 70

40 - 802.4 în exces de la bazinele de aerare + biologic rezultat de la filtrele

percolatoare20 - 40

2.5 amestec fermentat de nămol primar + nămol în exces 703. Nămol condiţionat chimic :3.1 primar + fier 303.2 primar + var în doze mici 1003.3 primar + var în doze mari 1203.4 primar + în exces de la bazinele de aerare condiţionat cu fier 303.5 primar + în exces de la bazinele de aerare condiţionat cu aluminiu 60 - 803.6 primar condiţionat cu fier + biologic rezultat de la filtrele percolatoare 70 - 1003.7 primar condiţionat cu fier + în exces de la bazinele de aerare 30

47


3.8 amestec fermentat de nămol primar + nămol în exces condiţionat cu fier 704. Nămol rezultat din epurarea chimică (terţiară) :4.1 cu var în doze mari 120 - 3004.2 cu var în doze mici 50 - 1504.3 cu fier 10 - 50

6.4.4.5.3. Încărcarea hidraulică superficială cu nămol a concentratoarelor gravitaţionale ( hI ),

este dată de relaţia (6.2) :

CNo

infnh

AVI = ( zim/namolm 23 ⋅ ) (6.2)

unde:- infnV ( zi/m3 ) - volumul zilnic de nămol influent la concentrare;

- CNoA ( 2m ) - aria orizontală utilă a concentratoarelor gravitaţionale de nămol.

În funcţie de tipul nămolului ce urmează a fi concentrat, valorile maxim recomandate pentru

acest parametru sunt prezentate în tabelul 6.7.

Tabel 6.7


Încărcarea hidraulicăcu nămol

( zim/namolm 23 ⋅ )0 1 21 Nămol primar 15,5 – 312 Nămol în exces 4 - 83 Amestec de nămol primar cu nămol în exces 6 - 12

Valori mai mari ale acestui parametru pot conduce la evacuarea unui supernatant cu conţinut

ridicat în materii solide. De asemenea, valorile mici conduc la crearea condiţiilor septice, mirosurilor

neplăcute, precum şi apariţia nămolului plutitor.

6.4.4.5.4. Timpul de concentrare a nămolului ( ct ), este definit ca durata de staţionare a

nămolului în concentratorul gravitaţional şi este parametrul care permite determinarea volumului

necesar al acestuia. Relaţia de calcul este:

infn

CNc V

Vt = (h) (6.3)

unde: - infnV ( zi/m3 ) - volumul zilnic de nămol influent la concentrare;

- CNV - volumul concentratorului de nămol ( 3m );

Din relaţia (6.3) se poate determina volumul necesar al concentatorului, pentru valori ale

tc = 8 ... 24 h.

6.4.5. Concentrarea (îngroşarea) mecanică a nămolurilor

48

6.4.5.1. Reprezintă procedeul de reducere a umidităţii nămolurilor cu ajutorul unor utilaje şi

echipamente specializate, capabile să realizeze performanţe superioare concentratoarelor gravitaţionale.

6.4.5.2. Atunci când se aplică concentrarea (îngroşarea) mecanică este obligatorie condiţionarea

nămolului ce urmează a fi prelucrat. Prin condiţionare se urmăreşte reducerea rezistenţei specifice la

filtrare „r” şi a coeficientului de compresibilitate “s”.

6.4.5.3. Concentrarea mecanică a nămolurilor poate fi realizată cu unul din următoarele utilaje:

- unităţi de flotaţie cu aer dizolvat ;

- centrifuge ;

- concentratoare gravitaţionale cu bandă ;

- concentratoare cu tambur rotativ.

6.4.5.4. Unitate de flotaţie cu aer dizolvat

6.4.5.4.1. Această instalaţie funcţionează pe principiul separării fazei solide de cea lichidă,

utilizând flotaţia artificială. Astfel particulele solide din nămol sunt antrenate spre suprafată de către

bulele de aer eliberate în mediul lichid.

Fig. 6.6 – Unitate de flotaţie cu aer dizolvat. Secţiune caracteristică

6.4.5.4.2. Dimensiunile bulelor de aer eliberate în unitatea de flotaţie pot influenţa eficienţa de

separare. De aceea, acestea trebuie să aiba dimensiuni cuprinse între 10 şi 100 μm.

6.4.5.4.3. Este indicat ca unităţile de flotaţie cu aer dizolvat să fie proiectate după ce au fost

efectuate teste pe staţii pilot, cărora li se vor impune condiţii similare de funcţionare cu situaţiile reale.

6.4.5.4.4. Principalii parametrii de proiectare ai unităţilor de flotaţie cu aer dizolvat sunt:

Încărcarea hidraulică superficiala DAFhI , indică câţi metri cubi de nămol revine unui

metru pătrat de suprafaţă de separare, într-o zi. Valori caracteristice pentru acest

parametru variază în intervalul 30....120 zi,m/m 23 . Valoarea maximă nu va depăşi 120

zi,m/m 23 , în ipoteza în care nu se aplică condiţionarea chimică a nămolului influent.

49

Încărcarea superficială cu materii solide sI , este parametrul care arată cu câte kilograme

de materii solide conţinute de nămol se poate încărca în timp de o oră o suprafaţă de

flotaţie de 1 2m . Fără condiţionarea chimică a nămolului acest parametru variază în

intervalul 2 – 5 kg/m2·h, rezultând la suprafaţa bazinului un strat de nămol plutitor cu

umiditatea de 95 – 97%. Atunci când nămolul se condiţionează chimic, prin adăugarea de

polimeri, încărcarea superficială cu materii solide poate creşte cu 50 – 100%, conducând

în acelaşi timp şi la o reducere a umidităţii cu 0,5 – 1%.

Valori caracteristice ale acestui parametru sunt indicate în tabelul 6.8:

Tabel 6.8Încărcarea superficială cu materii solide sI

( h,m/kg 2 )Nr.crt. Tipul nămolului

Fără adaos de reactivi Cu adaos dereactivi

0 1 2 31 Nămol în exces, mixat 1,2 – 3,0 până la 102 Nămol în exces, sedimentat 2,4 – 4,0 până la 103 Nămol în exces din procedeele de epurare

biologică ce utilizează oxigen pur3,0 – 4,0 până la 10

4 Nămol biologic rezultat de la filtrele percolatoare 3,0 – 4,0 până la 105 Amestec de nămol primar cu nămol în exces 3,0 – 6,0 până la 106 Amestec de nămol primar cu nămol biologic

rezultat de la filtrele percolatoare4,0 – 6,0 până la 10

7 Nămol primar 4,0 – 6,0 până la 12,5

Raportul cantităţilor de aer / cantitate materii solide din nămol ms,ar , reprezintă cel mai

important factor care influenţează performanţele unităţii de flotaţie cu aer dizolvat. Pentru

nămolurile provenite din procesul de epurare a apelor uzate orăşeneşti valori recomandate

ale acestui parametru sunt cuprinse în intervalul 0,02:1 – 0,06:1.

6.4.5.4.5. Dimensionarea instalaţiei de presurizare a aerului va ţine seamă de mai muţi factori, precum:

- încărcarea superficială cu materii solide sI , considerată la proiectare ;

- eficienţa sistemului de presurizare ;

- presiunea de funcţionare a sistemului ;

- temperatura lichidului ;

- concentraţia în materii solide a nămolului ce urmează a fi îngroşat.

Eficienţele instalaţiilor de presurizare variază de la un producător la altul şi de configuraţia

sistemului ce a fost adoptat, între 50 – peste 90%.

6.4.5.5. Centrifugă

6.4.5.5.1. Centrifugele sunt instalaţii care pot realiza atât concentrarea cât şi deshidratarea

nămolurilor provenite din procesele de epurare a apelor uzate şi presupune, în ambele cazuri, separarea

particulelor solide din nămol prin acţiunea forţelor centrifuge.

50

6.4.5.5.2. Soluţia concentrării (îngroşării) cu ajutorul centrifugelor este aplicabilă acelor nămoluri

provenite din treaptele biologice ale staţiilor de epurare.

6.4.5.5.3. Constructiv, centrifuga este alcătuită dintr-un cilindru lung, poziţionat orizontal, în

interiorul căruia se află montat concentric, un şnec care se roteşte cu o viteză diferită de cea a

cilindrului. Alimentarea cu nămol a instalaţiei se realizează în mod continuu prin interiorul şnecului

care are prevăzute orificii ce comunică cu zona interioară a cilindrului (v. fig. 6.7). Datorită forţelor

centrifuge generate de rotirea şnecului se produce o separare accelerată a celor două faze – solidă şi

lichidă – partea solidă fiind proiectată spre exterior iar supernatantul acumulându-se în centru.

Fig. 6.7 – Centrifugă utilizată pentru concentrarea nămolurilor

6.4.5.5.4. În mod normal, concentrarea nămolurilor prin intermediul centrifugării nu implică

condiţionarea chimică a acestora. În cazul în care, prin efectuarea de teste, rezultă eficienţe

semnificativ sporite prin adăugarea în nămolul influent a polielectroliţilor, se vor stabili dozele

corespunzătoare pentru care eficienţa de reducere a umidităţii este maximă. De aceea, în cea mai mare

parte a situaţiilor când în staţiile de epurare s-a prevăzut concentrare cu centrifuge, există şi unităţi de

preparare şi dozare a polielectroliţilor. Pentru nămolul în exces provenit de la bazinele de aerare,

dozele de polimer variază între 0 şi 4 kg/t substanţă uscată.

6.4.5.5.5. Datorită costurilor ridicate privind exploatarea şi consumul energetic soluţia de

concentrare cu instalaţii tip centrifugă este avantajoasă mai ales atunci când:

- debitul de nămol ce trebuie prelucrat depăşeşte 0,2 s/m3 ;

- spaţiul disponibil al staţiei de epurare este limitat ;

- există personal specializat de deservire ;

- procedeele de concentrare convenţionale sunt ineficiente.

6.4.5.5.6. Parametrul care exprimă eficienţa unei centrifuge este indicele de recuperare a materiilor

solide. Acesta este dat de concentraţiile în materii solide în suspensie ale nămolul influent la

concentrare, ale celui concentrat şi din supernatant, conform relaţiei 6.4:

51

100)TSSTSS(TSS)TSSTSS(TSSR

CPF

CFP ⋅−⋅−⋅

= (6.4)

unde: - R = indicele de recuperare a materiilor solide (%) ;

- PTSS = concentraţia în materii solide în suspensie a nămolului concentrat (%) ;

- FTSS = concentraţia în materii solide în suspensie a nămolului influent la concentrare (%) ;

- CTSS = concentraţia în materii solide în suspensie a supernatantului (%) ;

6.4.5.5.7. Principalele variabile operaţionale includ:

− caracteristici ale nămolului influent la concentrare (îngroşare) precum indexul

volumetric al nămolului şi proprietatea de a reţine apa acestuia ;

− viteza de rotaţie a tamburului ;

− încărcarea hidraulică ;

− grosimea stratului lichid din camera de centrifugare ;

− viteza diferenţială a şnecului transportor ;

− necesitatea condiţionării chimice în vederea îmbunătăţirii performanţelor de

concentrare.

6.4.5.6. Concentrator gravitaţional cu bandă

6.4.5.6.1. Echipamentul constă dintr-o bandă filtrantă tensionată acţionată de un sistem de role cu

viteză variabilă. Nămolul introdus la concentrare este distribuit într-un strat uniform pe toată lăţimea

activă a benzii. Datorită materialului filtrant din care este realizată banda, supernatantul se separă pe

cale gravitaţională şi este evacuat într-un jgheab la partea inferioară a instalaţiei. (v. fig. 6.8). Pe întreg

parcursul traseului de deplasare a benzi, dar şi pe toată lăţimea acesteia, în zona de concentrare,

nămolul este brazdat de către un sistem de greble. La capătul aval al benzii, nămolul concentrat este

descărcat într-un jgheab colector. În zona inferioară de deplasare a benzii este montat un dispozitiv de

spălare a acesteia.

Fig. 6.8 – Concentrator gravitaţional cu bandă

6.4.5.6.2. Concentratoarele gravitaţionale cu bandă sunt utilizate în special pentru prelucrarea:

nămolului în exces de la bazinele de aerare, nămolurilor fermentate pe cale anaerobă sau aerobă

precum şi a celora rezultate în urma epurării chimice a apelor uzate.

52

6.4.5.6.3. Pentru toate tipurile de nămol ce se vor concentra este necesară condiţionarea chimică a

acestora prin adaos de polimeri. Pentru stabilirea dozei optime se vor efectua teste corespunzătoare.

6.4.5.6.4. Parametrii de proiectare ai concentratoarelor gravitaţionale cu bandă sunt:

− Încărcarea hidraulică cu nămol a benzii, cu valorile prezentate în tabelul 6.9 :

Tabel 6.9

Nr.crt.

Dimensiunile benzii(lăţime efectivă de concentrare)

( m )

Debitul de nămol( l/s )

0 1 21 1,0 6,7 – 162 1,5 9,5 – 243 2,0 12,7 – 324 3,0 18 – 47

− Încărcarea superficială cu materii solide, variază între 200 şi 600 kg/m2,h ;

− Sistemul este proiectat pentru a evacua un nămol concentrat cu o umiditate de 93 – 95% ;

− Dozajul de polimer necesar îngroşării nămolului în exces de la bazinele de aerare variază

în intervalul 3 – 7 kg polimer în stare uscată / tona substanţă uscată din nămol.

6.4.5.7. Concentratoare cu tambur rotativ

6.4.5.7.1. Sunt instalaţii alcătuite dintr-o sită cilindrică rotativă, acţionată de un electromotor având

în componenţă atât sistemul de injectare a reactivilor cât şi reactorul de floculare a particulelor solide

din nămol (v. fig. 6.9). În timpul funcţionării tamburul se roteşte cu o viteză de 5 – 20 rot/min.

Fig. 6.9 – Concentrator cu tambur rotativ

6.5. STABILIZAREA NĂMOLURILOR

Procesul de stabilizare a nămolului se poate realiza prin trei metode: stabilizare anaerobă

(fermentare), stabilizare aerobă şi stabilizare alcalină.

53

Stabilizarea anaerobă (fermentarea) este probabil metoda cea mai des folosită în staţiile de

epurare a apelor uzate. Produce un nămol relativ stabil cu costuri moderate şi ca un beneficiu

suplimentar, produce biogaz în a cărei componenţă se găseşte preponderent gaz metan. Acest biogaz

poate fi folosit pentru încălzirea nămolului influent şi a nămolului de recirculare la temperatura de

proces, iar în marile staţii de epurare poate fi folosit pentru producerea de electricitate şi agent termic.

În cadrul staţiilor mari de epurare, unde se aplică epurarea avansată a apelor uzate, se pot prevede

rezervoare de fermentare acidogenă, necesare pentru producerea sursei de carbon în procesul de

denitrificare.

Unele dezavantaje ale procesului sunt următoarele: costuri iniţiale ridicate, o cantitate însemnată

de echipamente mecanice (în special acolo unde gazul este valorificat), un supernatant a cărui

concentraţii în poluanţi este foarte mare la fermentarea în două trepte, nămolul trebuie încălzit pentru a

menţine temperatura şi procesele dorite şi tendinţa de supraîncărcare a proceselor ca rezultat al unei

slabe mixări, nevoia de control a temperaturii, prezenţa metalelor grele sau a altor agenţi toxici în

influent.

Stabilizarea aerobă se întâlneşte în staţiile de epurare mici şi medii. Este un proces ce necesită

multă energie (datorită energiei consumate pentru transferul oxigenului) comparat cu fermentarea

anaerobă, dar necesită costuri mai mici pentru investiţie. Stabilizarea aerobă este mai puţin complexă

din punct de vedere funcţional şi uneori nu are procese separate. Stabilizarea aerobă a nămolului se

poate produce fie în bazine dedicate, ca stabilizatoare de nămol (pe linia nămolului), fie în bazine de

aerare de pe linia apei în care se realiezează o epurare avansată (de exemplu nitrificare cu stabilizare,

unde datorită timpilor de retenţie mari, nămolul activat rezultă deja stabilizat.

Stabilizarea alcalină este stabilizarea în urma căreia produsul rezultat conţine puţini agenţi

patogeni şi poate fi folosit cu succes în agricultură sau pentru îmbunătăţirea parametrilor unui pământ.

Un dezavantaj al stabilizării alcaline este acela că masa produsului se măreşte prin adăugarea de

material alcalin.

6.5.1. Stabilizarea (fermentarea) anaerobă

Scopul fermentării anaerobe este acela de a reduce agenţii patogeni, cantitatea de biomasă prin

distrugerea parţială a materiilor volatile şi producerea de biogaz, respectiv de gaz metan ce poate fi

valorificat. Complexitatea fermentării anaerobe apare din sensibilitatea procesului şi din interacţiunile

componentelor ce completează sistemul.

6.5.1.1. Teoria fermentării anaerobe

Fermentarea anaerobă are loc, ca rezultat al unei serii complicate de reacţii chimice şi

biochimice. Reacţiile care au loc implică multe tipuri de bacterii, fiecare tip furnizând o

biotransformare unică şi indispensabilă. Procesele de fermentare cuprind următoarele etape: hidroliza,

formarea de compuşi organici solubili şi acizi organici cu catene scurte şi formarea de metan. În prima

etapă (hidroliza), proteinele, celuloza, lipidele, şi alte materii organice complexe sunt solubilizate. În

cea de-a doua etapă (formarea acizilor), produşii primei etape sunt transformaţi în compuşi organici

solubili incluzând acizii graşi cu catene lungi; aceşti compuşi organici solubili sunt apoi transformaţi în

54

acizi organici cu catene scurte (cunoscută ca acidifiere). În cea de-a treia etapă (formarea metanului),

acizii organici sunt transformaţi în metan şi în dioxid de carbon. Eficienţa stabilizării prin fermentare

anaerobă este măsurată prin cantitatea de materii volatile (organice) reduse în timpul procesului.

Deoarece fermentarea anaerobă este realizată biologic şi depinde de dezvoltarea microorganismelor,

nu are loc o reducere completă a materiilor volatile ci în proporţie de 40-60% (procent numit limită

tehnică de fermentare), în mod obişnuit. Eficienţa scăzută are loc atunci când sunt prezente substanţe

greu biodegradabile. Un procent ridicat de descompunere a materiilor solide se obţine atunci când

nămolul este compus din materii uşor degradabile, cum sunt carbohidraţii simpli, carbohidraţii

compuşi (celuloza), proteinele şi lipidele.

Fig. 6.10 – Procesele ce au loc în timpul fermentării

Eficienţa şi durata fermentării, producţia de gaz şi caracteristicile gazului produs, depind de

natura materiilor solide ce urmează a fi fermentate.

6.5.1.2. Factorii ce influenţează fermentarea anaerobă

Factorii cei mai importanţi ce afectează fermentarea anaerobă sunt timpul de retenţie a materiilor

solide, eficienţa mixării, timpul de retenţie hidraulic, temperatura, pH-ul şi prezenţa substanţelor toxice.

6.5.1.3. Materiile solide şi timpul de retenţie hidraulic

Dimensionarea rezervoare de fermentarelor anaerobe se bazează pe prevederea unui timp de

retenţie hidraulic suficient de mare pentru a permite stabilizarea într-un grad cât mai mare a materiilor

volatile (organice). Criteriile de dimensionare, sunt exprimate atât prin timpul de retenţie a materiilor

solide cât şi prin timpul de retenţie hidraulic. Dacă nu are loc nici o modificare a concentraţiei

materiilor solide din rezervor de fermentare, timpul de retenţie hidraulic este acelaşi cu timpul de

retenţie al materiilor solide.

Pentru fiecare etapă de fermentare în parte (hidroliza, formarea de acizi şi formarea de gaz

metan) există un timp minim de retenţie a materiilor solide, timp care dacă nu este prevăzut, poate

duce la eşuarea procesului prin faptul că bacteriile nu pot să se dezvolte suficient pentru a rămâne în

rezervorul de fermentare.

6.5.1.4. Temperatura

55

Temperatura este importantă deoarece influenţează gradul de fermentare, viteza reacţiei de

hidroliză şi formarea biogazului. Temperatura de funcţionare stabileşte timpul minim de retenţie al

materiilor solide necesar obţinerii unei distrugeri suficiente a materiilor volatile. Majoritatea sistemelor

de fermentare anaerobe sunt proiectate să funcţioneze la o temperatură de 30 - 38º C, caz în care

fermentarea se numeşte mezofilă, iar unele rezervoare de fermentare sunt proiectate să funcţioneze la

temperatură de 50 - 57º C, caz în care fermentarea se numeşte termofilă. De asemenea, fermentarea se

poate face şi la temperatură de 15 - 25º C, caz în care fermentarea se numeşte criofilă (fără încălzirea

nămolului şi fără recirculare). Aceasta din urmă este mai rar utilizată datorită volumelor mari ale

rezervoarelor de fermentare ce rezultă.

Fermentarea termofilă este capabilă să reducă mai mult substanţele volatile pe unitatea de volum

a rezervorului de fermentare decât fermentarea mezofilă, deoarece reacţiile biochimice cresc odată cu

creşterea temperaturii.

Cea mai eficientă fermentare o reprezintă fermentarea termofilă, care prezintă o reducere a

substanţei organice substanţială, o distrugere într-o proporţie mai mare a agenţilor patogeni şi o

fermentare sporită a spumei formate. În schimb, datorită cerinţei de menţinere a temperaturii la o

valoare de 50 - 57ºC, necesită costuri foarte ridicate de exploatare, respectiv de încălzire a nămolului

(influent şi de recirculare).

Fermentarea criofilă, presupune costuri de exploatare reduse (nu necesită încălzirea nămolului

influent şi nici recirculare), dar costuri de investiţie foarte mari pentru rezervoarele de fermentare,

deoarece, procesele se desfăşoară la o rată mai scăzută, necesită timp de retenţie mari, respectiv

volume mai mari.

Astfel, cea mai avantajoasă fermentare o constituie cea mezofilă, care este varianta de

compromis dintre cele două metode de fermentare prezentate anterior, în sensul că presupune costuri

moderate de exploatare şi investiţie.

În timp ce alegerea temperaturii de funcţionare este un parametru important, un lucru şi mai important

este menţinerea unei temperaturi constante de funcţionare, datorită bacteriilor ce sunt implicate în proces şi

sunt sensibile la variaţiile de temperatură. Variaţia de temperatură, cu creşterea acesteia peste 1ºC/zi, poate

duce la eşuarea procesului. Un proiect bun evită o creştere a temperaturii mai mult de 0,5ºC/zi.

6.5.1.5. pH-ul

Bacteriile anaerobe, în special cele metanogene, sunt sensibile la pH.

Producţia optimă de gaz metan are loc la un nivel al pH-ului cuprins între 6,8 şi 7,2.

Reducerea pH-ului în timpul fermentării inhibă formarea de biogaz şi de alcalinitate, putând

conduce în final la eşuarea proceselor de fermentare. Procedeele de epurare a rezervoarelor de

fermentare, ca amestecarea, încălzirea şi diversele moduri de alimentare a rezervorului de fermentare

cu nămol, pot minimiza acest tip de perturbare a procesului de fermentare.

6.5.1.6. Substanţele toxice

56

Dacă substanţele precum amoniacul, metalele grele şi sulfurile se găsesc în concentraţie mare,

ele pot crea condiţii instabile în interiorul rezervoarelor de fermentare. Se pot crea condiţii toxice ca

rezultat a schimbărilor bruşte în timpul funcţionării rezervorului de fermentare, precum a şocurilor de

încărcare sau adăugarea excesivă de reactivi chimici. Tabelul 6.10 prezintă concentraţiile substanţelor

toxice şi inhibatoare dintre substanţele anorganice selectate.

Efectul comun al concentraţiei în exces ale acestor substanţe este inhibarea formării de gaz

metan. Acestea conduc la acumularea de substanţe volatile, scăderea pH-ului şi reducerea fermentării.

Concentraţiile formelor dizolvate a unora dintre aceste substanţe pot fi controlate prin adăugarea de

reactivi chimici. Cel mai comun exemplu este controlarea sulfurilor prin folosirea sărurilor de fier.

Tabel 6.10Substanţe Concentraţii medii

inhibitoare (mg/l)Concentraţii puternic

inhibitoare (mg/l)0 1 2

Na+ 3500-5500 8000K+ 2500-4500 12,000

Ca++ 2500-4500 8000Mg++ 1000-1500 3000

Azot amoniacal(dependent de pH)

1500-3000 3000

Sulfuri 200 200Cupru (Cu) - 0,5

50-70 (total)Crom VI (Cr) - 3.0 (solubil)

200-250 (total)Crom III - 180-420 (total)

Nichel (Ni) - 2.0 (solubil)30.0 (total)

Zinc (Zn) - 1.0 (solubil)

6.5.1.7. Aplicabilitate

Fermentarea anaerobă poate fi considerată ca fiind utilă procesului de stabilizare atunci când

concentraţia substanţelor volatile este mai mare sau egală cu 50% sau chiar mai mare şi când sunt prezente sau

pot apărea substanţele inhibitoare. Fermentarea nămolului primar are ca rezultat o separare a fracţiunii solide de

cea lichide în comparaţie cu nămolul activat. Combinând cele două tipuri de nămol, amestecul va avea rezultat

bun în sedimentare, mult mai bun decât nămolul activat dar mai slab decât nămolul primar. Reziduurile chimice

conţin var, fier, aluminiu şi alte substanţe ce pot fi fermentate cu succes dacă substanţele volatile conţinute au un

timp de retenţie destul de mare pentru a suporta reacţiile biochimice şi nu sunt prezente substanţele inhibitoare.

Dacă o examinare a caracteristicilor nămolului indică o varietate mare a calităţii acestuia, fermentarea anaerobă

poate să nu fie posibilă datorită sensibilităţii sale la schimbările calitative ale substratului.

Unul dintre avantajele fermentării anaerobe este producerea de energie. Gazul metan conţinut

în biogazul produs poate fi folosit pentru a încălzi nămolul influent şi cel de recirculare la temperatura

de proces, iar excesul poate fi folosit pentru încălzirea clădirilor civile din incintă precum şi pentru

producerea de energie electrică.

57

Dezavantajele fermentării anaerobe sunt următoarele: rezervorul de fermentare poate uşor refula

datorită condiţiilor neaşteptate şi a accidentelor sau a încărcărilor ridicate şi este greu de restabilizat. Sunt

necesare rezervoare de fermentare cu volume mari datorită dezvoltării încete a bacteriilor metanogene şi a

timpului mare de retenţie necesar. Aceste lucruri duc la sporirea costurilor de investiţie.

În timpul fermentării, metalele grele sunt concentrate în nămol, ele putând restricţiona posibilităţile de

împrăştiere pe pămînt a nămolului fermentat. Supernatantul rezultat este trimis fie în influentul staţiei de

epurare, fie în amontele decantoarelor primare, fie la o facilitate separată de epurare a supernatantului. Operaţiile

de curăţare sunt dificile şi periculoase datorită bazinului ce este închis. Încălzirea interioară şi echipamentul de

mixare pot avea probleme semnificative datorită coroziunii, a uzurii şi a condiţiilor inaccesibile. Sistemul de

încălzire exterior, de asemenea, se poate obtura şi are nevoie de întreţinere constantă.

Pentru personalul de exploatare, există pericolul exploziei, ca rezultat al unei exploatări şi

întreţineri necorespunzătoare, a scurgerilor sau a neglijenţei. Condensul pe conducta de gaz sau

colmatarea pot provoca probleme de întreţinere. Ceea ce necesită o întreţinere ridicată datorită

depunerilor, a spumei şi a nisipului ce se acumulează.

Pe linia nămolului la staţiile mari şi la cele unde se aplică epurarea avansată a apelor, este

indicat a se prevedea un rezervor de fermentare acidogenic necesar pentru producerea sursei de carbon

în procesul de denitrificare.

6.5.1.8. Procesele de fermentare

Trei configuraţii ale procesului pentru fermentarea anaerobă sunt folosite în mod obişnuit: fermentarea

de mică încărcare, fermentarea de mare încărcare şi fermentarea în două etape. În plus, fermentarea anaerobă

poate funcţiona la două regimuri ale temperaturii: mezofilă (30-38ºC) şi termofilă (50-60ºC).

6.5.1.9. Fermentarea anaerobă de mică încărcare

Rezervoarele de fermentare de mică încărcare sunt cele mai vechi sisteme de fermentare anaerobă

şi mai sunt numite şi rezervoare de fermentare anaerobe convenţionale. Figura 6.11 prezintă un rezervor de

fermentare cu debit constant. Rezervorul de fermentare este compus dintr-un rezervor de formă cilindrică

cu pantă la partea inferioară şi cu un acoperiş plat sau curb. Nu este prezentă amestecarea în acest sistem.

Fig. 6.11 - Fermentarea anaerobă de mică încărcare

58

Datorită faptului că nu se face amestecarea la sistemele de fermentare de mică încărcare apare

fenomenul de stratificare în interiorul rezervorului de fermentare. Biogazul acumulat la partea

superioară a rezervorului este evacuat pentru a fi stocat sau pentru a fi valorificat. Spuma se

acumulează la partea superioară a lichidului sau a supernatantului. Supernatantul este evacuat şi

recirculat înainte de decatorul primar sau la intrarea în treapta avansată. Supernatantul conţine

concentraţii foarte mari de azot şi fosfor. Particulele stabilizate decantează la partea inferioară a

rezervorului pentru a fi îndepărtate şi apoi prelucrate.

Fermentarea de mică încărcare este caracterizată printr-o alimentare intermitentă, o încărcare

redusă cu substanţă organică (volatilă) a rezervorului de fermentare, nu se face amestec decât prin

fenomenul de flotare a bulelor de gaz, dimensiuni mari ale rezervoarelor datorită volumului şi timpului

de retenţie cuprins între 30 şi 60 de zile. Nisipul şi stratul de spumă (crustă) se vor acumula la partea

inferioară şi respectiv la partea superioară, în consecinţă, volumul efectiv scade.

6.5.1.10. Fermentarea anaerobă de mare încărcare, într-o singură treaptă

Rezervoarele de fermentare de mare încărcare sunt caracterizate prin mixarea şi încălzirea

nămolului, debitul de alimentare este uniform şi se realizează o concentrare a nămolului înainte de a fi

fermentat (v. fig. 6.12). Ca rezultat, volumul rezervorului necesar pentru o fermentare corespunzătoare

este redus şi stabilitatea procesului este îmbunătăţită.

Fig. 6.12 - Fermentare anaerobă de mare încărcare într-o singură treaptă

Încălzirea nămolului pentru fermentare are ca efect îmbunătăţirea dezvoltării

microorganismelor, a eficienţei de fermentare şi a producţiei de biogaz. Rezervoarele de

fermentare anaerobă de mare încărcare pot funcţiona la temperaturi mezofile şi termofile.

Fermentarea termofilă poate oferi câteva avantaje suplimentare faţă de fermentarea mezofilă, cum

ar fi raportul ridicat al reacţiilor ce pot avea ca rezultat micşorarea volumului necesar desfăşurării

procesului de fermentare, creşterea distrugerii agenţilor patogeni şi caracteristici de deshidratare

mult mai bune. Restricţiile procesului includ o sensibilitate extremă a microorganismelor la

59

variaţia temperaturii de proces, o energie necesară mult mai mare (şi mai departe costuri ridicate

de exploatare pentru menţinerea temperaturii de proces) comparat cu procesele de fermentare

mezofilă şi producerea de nămol fermentat cu miros mult mai puternic.

Procedeele utilizate în încălzirea nămolului sunt: injectarea de aburi, folosirea schimbătorilor de

căldură interiori şi folosirea schimbătorilor de căldură exteriori. Schimbătorii de căldură exteriori sunt

cei mai utilizaţi datorită flexibilităţii lor şi a faptului că sunt mult mai uşor de controlat la suprafaţa de

încălzire. Spiralele interioare se pot colmata uşor şi vor trebui întreţinute periodic, sau rezervorul de

fermentare va trebui golit pentru ca acestea să poată fi curăţate. Temperatura apei de încălzire este

menţinută la valori cuprinse între 50 şi 62 ºC.

Amestecarea nămolului din rezervorul de fermentare reduce stratificarea termică, dispersează

substratul pentru un contact mai bun cu biomasa activă şi reduce formarea crustei. Amestecarea

diminuează, de asemenea, orice substanţă inhibatoare sau pH nefavorabil şi caracteristicile

temperaturii influentului, în consecinţă creşte volumul efectiv al rezervorului.

6.5.1.11. Fermentarea anaerobă de mare încărcare în două trepte

Fermentarea în două etape este o extindere a tehnologiei de fermentare de mare încărcare, ce

împarte funcţiile fermentării şi separării fracţiunii solide de cea lichidă în două rezervoare separate,

legate în serie. Primul rezervor este un rezervor de fermentare de mare încărcare, în timp ce al doilea

este utilizat pentru separarea solid-lichid, cu eliminarea de supernatant şi producerea de biogaz

(v. fig. 6.13). Cel de-al doilea rezervor nu are sisteme de amestecare sau de încălzire.

Materiile solide fermentate anaerob pot să nu sedimenteze bine, rezultatul observându-se în

supernatant ce conţine o concentraţie mare de materii solide în suspensie ce pot fi dăunătoare pentru

sistemul de epurare a supernatantului. Dezavantajele acestui sistem sunt caracteristicile slabe de

concentrare prin sedimentare ale nămolului fermentat (în prima treaptă), datorită bulelor de biogaz

fermentate în prima treaptă care prin flotare înhibă parţial procesul de concentrare a nămolului

Fig. 6.13 - Fermentare anaerobă de mare încărcare, în două etape

O etapă de perspectivă o pot constitui rezervoarele de fermentarele în două trepte ce folosesc

fermentarea termofilă urmată de fermentare mezofilă cu avantaje operaţionale superioare.

60

6.5.1.12. Dimensionarea rezervorului de fermentare anaerob

Prima consideraţie importantă de dimensionare este aceea de a se determina volumul corect al

rezervorului pentru a asigura o stabilizare eficientă a influentului şi a producţiei de biogaz, respectiv

gaz metan, corespunzătoare.

Datele necesare pentru dimensionarea unui rezervor de fermentare anaerobă a nămolului includ

calitatea şi cantitatea materiilor solide din influent ce urmează a fi fermentate, respectiv ale materiilor

solide produse prin sedimentarea primară, secundară sau avansată (unde este cazul). Sunt necesare

informaţii suplimentare precum procentul de materii solide, procentul de materii volatile şi raportul

dintre nămolul primar şi cel biologic ce vor alimenta rezervorul de fermentare.

6.5.1.13. Dimensionarea tehnologică a rezervoarelor de fermentare a nămolului

Dimensionarea tehnologică constă din:

a) – determinarea volumului, a cantităţii, a umidităţii şi a caracteristicilor nămolului;

b) – determinarea volumului rezervorului de fermentare a nămolului;

c) – alegerea pompelor;

d) – alegerea schimbătorilor de căldură;

e) – determinarea diametrelor conductelor de nămol, a conductelor de agent termic, de gaz;

f) – determinarea volumului de gaz de fermentare, de agent termic, de supernatant etc.

g) – izolaţia termică a RFN dispusă pe peretele exterior al cuvei trebuie correct aleasă, în special

din punct de vedere a calităţii şi bine executată în scopul păstrării acesteia în stare uscată.

Etapele de dimensionare prezentate mai sus, pot fi detaliate astfel:

a) Determinarea volumului, a cantităţii, a umidităţii şi a caracteristicilor nămolului se face pe

baza bilanţului de substanţe pe linia nămolului (v. cap. 5).

b) Volumul rezervorului de fermentare a nămolului se determină pe baza următorilor parametri

tehnologici de dimensionare:

- Încărcarea organică a rezervorului:

35,1V

NIRFN

ooRFN K== (kg s.o./m3 RFN,zi) (6.5)

- Cantitatea de nămol fermentat:

moff NN)l1(N +⋅−= (kg s.u./zi) (6.6)

unde: oRFNI (kg s.o./m3 RFN,zi) = încărcarea organică a rezervorului de fermentare a nămolului ;

%5540lf ÷= - limita tehnică de fermentare;

fN (kg s.u./zi) = cantiatea zilnică de nămol fermentat, exprimată în substanţă uscată;

info N%)7560((kg/zi)N ⋅= K - cantitatea zilnică de substanţă organică conţinută în nămolul influent în rezervorul de fermentare, exprimată în substanţă uscată;

infm N%)4025( (kg/zi)N ⋅= K - cantitatea zilnică de substanţă minerală conţinută

61

în nămolul influent în rezervorul de fermentare, exprimată în substanţă uscată;

infN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de nămol influent în rezervorul de fermentare, exprimată în substanţă uscată.

- Timpul de fermentare:

zile150...90Tf = - pentru fermentare criofilă

zile20...15Tf = - pentru fermentare mezofilă

zile108Tf K= - pentru fermentare termofilă

- Volumul rezervorului de fermentare:

infnf3

RFN VT/zi)(mV ⋅= (6.7)

unde: infnV ( zi/m3 ) = volumul de nămol influent calculat la bilanţul de substanţe pe linia nămolului (v. cap. 5).

Valorile standardizate utilizate frecvent la dimensionarea rezervoarelor de fermentare a

nămolului sunt: 250, 500, 750, 1500, 2500, 4000 şi 8000 m3.

c) Pompele pentru recircularea nămolului se aleg astfel încât întregul volum de fermentare să fie

recirculat în 5 ... 8 h.

- Debitul de recirculare:

85VQ RFN

RK

= ( )h/m3 (6.8)

- Înălţimea de pompare:

H = Hg + Σhr (m) (6.9)

d) La alegerea schimbătorilor de căldură trebuie să se cunoască căldura necesară încălzirii

nămolului proaspăt, căldura necesară acoperirii pierderilor prin cupolă, pereţi şi radier.

CT = C1 + C2 (kcal/zi) (6.10)

C1 = Vninf · Cn · (θ – θ1) (kcal/zi) (6.11)

unde: C1 (kcal/zi) = căldura necesară încălzirii nămolului proaspăt;

C2 (kcal/zi) = căldura necesară acoperirii pierderilor prin cupolă, pereţi şi radier;

infnV ( zi/m3 ) = volumul zilnic de nămol influent în rezervorul de fermentare;

nC ( grad,m/kcal 3 ) = căldura specifică (cantitatea de căldură necesară creşterii temperaturii cu 1ºC);

nC = 1000 Kcal/m3, grad;

θ (ºC) = temperatura nămolului din interiorul rezervorului (mezofil, termofil);

θ1 (ºC) = θ iarna = temperatura namolului proaspat introdus in rezervor;

C2 = C2 cupolă + C2 pereţi + C2 radier (6.12)

62

C2 = K· A · (θ – θ 2) (6.13)

unde: K (Kcal/ºC⋅m2⋅zi) = coeficient de transfer al căldurii (funcţie de natura materialului);

C2 cupolă (kcal/zi) = căldura necesară acoperirii pierderilor prin cupolă;

C2 pereţi (kcal/zi) = căldura necesară acoperirii pierderilor prin pereţi;

C2 radier (kcal/zi) = căldura necesară acoperirii pierderilor prin radier;

A (m2) = suprafaţa cupolei, pereţilor sau a radierului;

θ (ºC) = temperatura nămolului rezervorului din interiorul (mezofil, termofil);;

θ1 (ºC) = temperatura namolului proaspat introdus in rezervor.

e) Pentru dimensionarea conductelor trebuie să se cunoască următoarele:

- viteza nămolului în conducte trebuie să fie cuprinse între 1 şi 1,2 m/s iar diametrul

nominal trebuie să fie de minim 200 mm,

- viteza minimă a apei trebuie să fie de 0,7 m/s, iar diametrul nominal să fie minim 100 mm,

- viteza biogazului rezultat în urma fermentării trebuie să fie cuprinsă între 5 şi 15 m/s.

f) Volumul teoretic zilnic de biogaz se determină considerând o producţie specifică

qbg = 300 ... 500 l biogaz/kg s.o. red.

1000Nq

Q .redobgG

⋅= (m3/zi) (6.14)

QG ef = (0,8 ... 0,85) · QG (m3/zi) (6.15)

unde: GQ (m3/zi) = volumul teoretic zilnic de biogaz ;

efGQ (m3/zi) = volumul efectiv zilnic de biogaz ;

Când nu se cunoaşte graficul de consum al biogazului, volumul rezervorului se consideră egal

cu producţia de biogaz în 8 ore.

3Q

V efGRG = (m3) (6.16)

6.5.1.14. Colectarea şi stocarea biogazului

Biogazul produs prin fermentarea anaerobă a nămolului este colectat fie pentru a fi valorificat,

fie este eliminat prin ardere. Odată ce el flotează prin nămol, biogazul este colectat deasupra suprafeţei

de lichid şi este evacuat. Biogazul este apoi transportat pentru a încălzi sau pentru a furniza energie

echipamentelor (utilizare imediată), sau este stocat în rezervorul de gaz pentru a fi utilizat mai târziu,

iar gazul în exces este eliminat prin ardere.

Biogazul rezultat în urma fermentării anaerobe conţine aproximativ 65-70% CH4, 25-30% CO2, şi

cantităţi mici de N2, H2, H2S, vapori de apă, şi alte gaze. Biogazul de fermentare are o greutatea specifică

de aproximativ 0,86 din greutatea specifică a aerului. Deoarece producţia de biogaz este una dintre cele mai

bune metode pentru progresul fermentării şi deoarece gazul de fermentare poate fi folosit drept agent de

combustie, proiectantul trebuie să fie familiarizat cu producerea, colectarea şi valorificarea lui.

63

Gazul metan conţinut în biogaz la temperatură şi presiune normală (200C şi 1 atm), are o valoare

termică de 35.800 kJ/m3. Deoarece biogazul de fermentare conţine doar 65% metan, puterea calorică a

gazului de fermentare este de 22.400 kJ/m3. Prin comparaţie, gazul natural, care este un amestec de

metan, propan, şi butan, are o putere calorică de 37.300 kJ/m3.

Producţia de biogaz realizată este corelată în mod direct, biochimic, cu cantitatea de substanţe

volatile mineralizate şi este exprimată ca volumul de biogaz pe unitatea de masă a materiilor volatile

distruse. Acest indice specific al producţiei de biogaz este diferit pentru fiecare substanţă organică din

rezervorul de fermentare. Tabelul 6.11 oferă date despre producţia de gaz a câtorva materii organice.

Producţia de biogaz variază de la la 0,7 m3 biogaz/kg materii volatile pentru proteine şi carbohidraţi

până la 1,2-1,6 m3 biogaz/kg de materii volatile reduse în cazul grăsimilor. Un rezervor de fermentare

anaerob obişnuit alimentat cu nămol primar şi nămol activ în exces poate produce aproximativ

0,8 - 1 m3 biogaz/kg de substanţe volatile reduse. Cantitatea de biogaz produsă este o funcţie de

temperatură, timpul de retenţie şi de încărcarea cu materii solide volatile (substanţă organică).

Tabel 6.11Producţia specifică de gaz pe unitatea de masă redusăMaterial

m3/kg Conţinut de metan, %0 1 2

Grăsimi 1,2-1,6 62-72Spumă 0,9-1,0 70-75Fibre 0,8 45-50

Proteine 0,7 73

Biogazul rezultat la fermentare are o putere calorică cuprinsă între 20 şi 25 MJ/m3. O valoare

medie de 25 MJ/m3 este folosită pentru proiectare.

În cazul staţiilor de epurare mari, biogazul de fermentare poate fi folosit drept combustibil în

vederea producerii de energie electrică. Apa fierbinte de la boilere sau cea utilizată la răcirea

motoarelor cu ardere internă poate fi folosită la încălzirea nămolului şi/sau a construcţiilor civile din

incinta staţiei de epurare.

Surplusul de energie necesar pentru funcţionarea staţiei poate fi vândut uneori autorităţilor locale

ce se ocupă de gestionarea şi furnizarea de energie electrică.

Deoarece biogazul de fermentare conţine acid sulfuric, azot, particule, şi vapori de apă, biogazul trebuie

să fie epurat în epuratoare de gaze uscate sau umede înainte de a-l utiliza la motoarele cu ardere internă.

Concentraţiile în exces de acid sulfuric de aproximativ 0,1 l/m3 necesită instalaţii speciale de desulfurare.

Colectarea biogazului şi sistemul de distribuţie trebuie menţinut la o presiune pozitivă pentru a evita

explozia în cazul în care gazul se amestecă cu aerul atmosferic. Amestecul de aer cu biogaz de fermentare

conţine metan în proporţie mai mică de 5%, ce poate fi exploziv. Din acest motiv toate echipamentele mecanice

şi constructive trebuie să fie etanşe, iar echipamentele electrice trebuie să fie protejate împotriva exploziei.

Sunt folosite două tipuri de rezervoare de depozitare a gazului: rezervoare cu capac ce flotează

pe gazul înmagazinat şi rezervoare sub presiune.

64

Rezervoarele cu capac flotant sunt rezervoare cu presiune constantă şi volum variabil.

Rezervoarele sub presiune, au de obicei formă sferică şi menţin o presiune cuprinsă între 140 şi

700 kN/m2, cu valori medii cuprinse între 140 şi 350 kN/m2.

Biogazul poate fi stocat atât la presiune mică în rezervoarele externe de gaz care folosesc învelişuri

mobile sau la presiune ridicată în rezervoarele de presiune, dacă sunt folosite compresoare de gaz.

O descoperire recentă în cazul învelişurilor rezervoarelor cilindrice este învelişul de tip

membrană realizată dintr-un poliester flexibil.

În cazul rezervoarelor ovoidale, volumul disponibil pentru depozitarea gazului este mic. Pentru

o utilizare eficientă a biogazului din rezervor, este necesară o stocare externă.

Parametrii sugeraţi pentru dimensionarea sistemelor de amestecare ale rezervorului de

fermentare includ unitatea ce generează energie, gradientul de viteză, gazul ce se degajă unitar, şi

timpul de reîncărcare a rezervorului de fermentare.

6.5.1.15. Necesarul de reactivi chimici

Sistemele de alimentare cu reactivi chimici uneori devin necesare datorită schimbărilor

calitative şi cantitative ale influentului. Schimbările alcalinităţii, pH-ului, sulfurilor sau a concentraţiei

metalelor grele poate face necesară adăugarea de reactivi chimici în proces. Abilitatea de a adăuga

reactivi chimici corecţi, ca bicarbonatul de sodiu, clorura ferică, sulfatul feric, varul, trebuie luată în

considerare încă din faza incipientă a proiectării.

Proiectarea rezervoarelor de fermentare se face astfel încât acestea să fie acoperite pentru a

colecta gazul, a reduce mirosul, pentru a stabiliza temperatura interioară a rezervorului de fermentare

şi pentru a menţine condiţiile anaerobe. În plus, acoperişul trebuie să suporte sistemul de amestecare şi

să permită accesul în rezervor. Tipurile de acoperişuri utilizate în proiectele rezervoarelor de

fermentare anaerobe pot fi de tip mobil sau fix.

6.5.1.16 . Clasificarea rezervoarelor de fermentare după formă

Rezervoarele de fermentare anaerobe pot avea formă rectangulară, cilindrică sau ovoidală.

Rezervoarele rectangulare sunt folosite acolo unde disponibilitatea suprafeţelor este o problemă.

Costurile de execuţie sunt mai mici, dar sunt dificil de exploatat datorită tendinţei de a se crea zone

moarte, ce se dezvoltă din caracteristicile slabe de amestecare. O configuraţie uzuală este un cilindru

vertical cu un radier conic. Aceste rezervoare circulare sunt construite din beton armat, cu pereţi

laterali verticali cu adâncimi ce variază între 6 şi 14 m şi diametre cuprinse între 8 şi 40 m. Un radier

de formă conică, cu o pantă ce variază între 1:3 şi 1:6 este de preferat pentru o întreţinere uşoară.

Pantele mai mari de 1:3, cu toate că sunt dorite pentru îndepărtarea pietrişului, sunt dificil de construit

şi se întreţin greu. Radierul poate avea inclusă o conductă de evacuare centrală sau poate fi împărţit în

secţiuni, fiecare secţiune fiind echipată cu conducte separate de evacuare.

Rezervorul de fermentare de formă cilindrică este mult mai scump de constuit decât proiectele

tradiţionale dar poate reduce costurile de întreţinere şi frecvenţa acestora. Acolo unde a fost necesar,

rezervoarele de fermentare cilindrice au fost izolate folosind cărămidă şi spaţiu de aer, pământ, polistiren,

fibre de sticlă. O configuraţie optimizată a rezervorului este rezervorul de fermentare de formă ovoidală.

65

Zona tronconică de la partea superioară şi de la partea inferioară ajută la eliminarea problemelor

aduse de nisip şi de spumă (crustă), eliminând sau reducând necesitatea curăţării. Cerinţele de

amestecare ale rezervorului de fermentare de formă ovoidală sunt mult mai mici decât pentru

rezervoarele cilindrice uzuale mai puţin adânci. Majoritate rezervoarelor de fermentare de formă

ovoidală sunt prevăzute cu ţevi ce injectează gaz sau jeturi hidraulice pe la partea inferioară a

rezervorului de fermentare pentru a nu facilita depunerea nisipului. Rezervoarele de fermentare de

formă ovoidală pot fi construite din beton sau din oţel şi sunt izolate la partea exterioară.

Fig. 6.14 – Rezervor de fermentare anaerob de formă ovoidală

Avantajele şi dezavantajelor diferitelor tipuri de rezervoare de fermentare funcţie de forma lor

geometrică sunt date în tabelul 6.12.

Tabel 6.12Tipul de

rezervor defermentare

Avantaje Dezavantaje

0 1 2

Cilindric

Forma rezervorului permite unvolum relativ mare pentrudepozitarea gazuluiAcoperişurile rezervoarelor permitacumularea de biogazPot fi aplicate tehnici convenţionalede execuţie; costurile de execuţiesunt competitive

Ineficienţa amestecării şi formarea de zonemoarteRezultate scăzute în amestecareaacumulărilor de nisip şi mâlCreează condiţii pentru acumularea despumă şi formarea de crustăEste necesară curăţarea pentru îndepărtareaacumulărilor de nisip şi de spumă; poate ficerută scoaterea din funcţiune pentru revizie

Formăovoidală

Acumulări minime de nisip la parteainferioară a rezervorului.Minimizarea formării crustei

Prezintă un volum de depozitare a gazuluifoarte mic.Structură supraterană înaltă şi complexă

66


Eficienţă sporită de amestecEste obţinută o biomasă mult maiomogenăCosturi de funcţionare şi întreţinerescăzute; frecvenţa spălării esteredusă semnificativSuprafaţă necesară mică

Acces dificil la echipamentul montat lapartea superioară, necesitănd scări înalte deacces sau un liftEste necesar un proiect de fundare mare şiconsiderente seismice de luat în calculFormarea crustei la rezervoarele defermentare mixate cu gaz poate fi oproblemă în colectarea gazuluiCosturi ridicate pentru execuţieNecesită executanţi de specialitate

Din acest motiv, se impune o condiţionare chimică a nămolului fermentat pentru îmbunătăţirea

proprietăţilor nămolului, respectiv separarea fracţiunii solide de cea lichidă, înainte de deshidratare.

6.5.2. Stabilizarea aerobă

Stabilizarea aerobă are loc prin oxidarea substanţelor organice biodegradabile şi reducerea

organismelor patogene prin mecanisme biologice, aerobe. Procesul de stabilizare aerobă este un proces

de epurare biologică cu peliculă în suspensie şi este bazat pe teoriile biologice similare cu cele ale

aerării prelungite ale nămolului activat.

Obiectivele proceselor de stabilizare aerobă, care pot fi comparate cu cele ale proceselor de

fermentare anaerobe, includ producerea de nămol stabil prin oxidarea substanţelor organice

biodegradabile, reducerea masei şi a volumului, reducerea organismelor patogene şi condiţionarea pentru

prelucrarea ulterioară. Avantajele acestor procese aerobe comparate cu fermentarea anaerobă sunt:

- Producerea de nămol inofensiv, stabil din punct de vedere biologic;

- Costuri totale mai scăzute;

- Funcţionare mai simplă în reducerea concentraţiei substanţelor volatile decât la procesele de

fermentare anaerobe;

- Funcţionare sigură fără pericolul exploziei şi probleme reduse ale degajării mirosului; şi

- Un nămol stabilizat cu o concentraţie în CBO5 mai mică decât cea obţinută prin procesele anaerobe.

Primul dezavantaj atribuit procesului de stabilizare aerobă sunt costuri mari pentru energie

asociate cu energia necesară pentru transferul oxigenului. Dezvoltările recente în cadrul proceselor de

stabilizare aerobă, cum sunt: eficienţa ridicată a echipamentului de transfer a oxigenului şi studiile în

funcţionarea la temperaturi ridicate, pot reduce această problemă. Alte dezavantaje includ limitarea

aplicabilităţii la staţiile de epurare mici şi medii, eficienţa redusă a proceselor în timpul perioadelor

reci, incapacitatea de a produce un produs secundar folositor, cum este gazul metan din procesele

anaerobe şi rezultate variate obţinute în timpul deshidratării mecanice a nămolului stabilizat anaerob.

6.5.2.1. Teoria stabilizării aerobe

Stabilizarea aerobă se bazează pe principiul biologic al respiraţiei endogene. Respiraţia endogenă

are loc atunci când nu se mai face aprovizionare cu hrană şi microorganismele încep să consume

propria lor protoplasmă pentru a obţine energia necesară menţinerii reacţiilor din interiorul celulei.

67

În timpul proceselor de stabilizare, ţesutul celular este oxidat aerob în dioxid de carbon, apă şi

amoniac sau nitraţi. Deoarece procesele de oxidare aerobă sunt exoterme, în timpul reacţiilor are loc o

eliberare de căldură. Deşi procesele de stabilizare teoretic ar trebui realizate în totalitate, de fapt doar

75-80% din ţesutul celular este oxidat. Ce rămâne, în proporţie de 20-25%, este compus din

componente inerte şi componente organice ce nu sunt biodegradabile.

Procesul de stabilizare aerob, de fapt, implică doi paşi: oxidarea directă a materiei biodegradabile

şi oxidarea materialului celular. Aceste procese sunt descrise de ecuaţiile de mai jos:

Substanţe organice + NH4+ + O2 → material celular + CO2 + H2O (6.17)

Material celular + O2 → nămol fermentat + CO2 + H2O + NO3- (6.18)

Reacţia din cea de-a doua ecuaţie este în mod normal un proces de respiraţie endogenă şi este

reacţia predominantă ce are loc în sistemul de stabilizare aerob.

Datorită necesităţii menţinerii procesului în faza de respiraţie endogenă, nămolul activat în exces

se stabilizează. Includerea nămolurilor primare în proces poate influenţa reacţia totală, deoarece ele

conţin puţin material celular. Majoritatea materialului organic din nămolul primar constituie o sursă de

hrană externă pentru biomasa activă conţinută în nămolul biologic. De aceea, este necesar un timp de

retenţie cât mai mare pentru a se acomoda metabolismul şi dezvoltarea celulară ce trebuie să se

petreacă înaintea de atingerea condiţiilor de respiraţie endogenă.

6.5.2.2. Dimensionarea stabilizării aerobe

Numeroase variabile guvernează dimensionarea unui sistem de stabilizare aerob convenţional –

aceste sisteme funcţionează la o temperatură cuprinsă între 20 şi 30ºC şi folosesc aerul ca sursă de

oxigen pentru activitatea biologică.

Fig. 6.15 – Stabilizatoare aerobe: a) cu funcţionare intermitentă şi insuflare de aer, b) cu funcţionare continuă şi insuflare de aer.

Dimensionarea tehnologică constă din:

1. Determinarea volumului, calităţii, umidităţii şi caracteristicilor nămolului se face pe baza

bilanţului de substanţe pe linia nămolului (vezi cap. 5).

68

2. Volumul stabilizatorului de nămol se determină pe baza următorilor parametri tehnologici de

dimensionare:

- Încărcarea organică a bazinului:

35,1VNISN

ooSN K== (kg s.o./m3 SN,zi) (6.19)

- Cantitatea de nămol stabilizat:

moss NN)l1((kg/zi)N +⋅−= (kg s.u./zi) (6.20)

unde: oSNI (kg s.o./m3 SN,zi) = încărcarea organică a stabilizatorului de nămol;

%5035ls ÷= - limita tehnică de stabilizare;

sN (kg s.u./zi) = cantiatea zilnică de nămol stabilizat, exprimată în substanţă uscată;

info N%)7560((kg/zi)N ⋅= K - cantitatea zilnică de substanţă organică conţinută în nămolul influent în stabilizatorul de nămol, exprimată în substanţă uscată;

infm N%)4025((kg/zi)N ⋅= K - cantitatea zilnică de substanţă minerală conţinută în nămolul influent în stabilizatorul de nămol exprimată în substanţă uscată;

infN (kg s.u./zi) = cantitatea zilnică de nămol influent în stabilizatorul de nămol, exprimată în substanţă uscată ;

- Timpul de stabilizare:

zile16...6VV

Tinfn

SNs == (6.21)

- Volumul stabilizatorului de nămol:

infnsSN VTV ⋅= /zi)(m3 (6.22)

unde: infnV = volumul de nămol influent în stabilizatorul de nămol calculat în bilanţul de substanţe pe linia nămolului (v. cap. 5).

- Cantitatea de oxigen necesară procesului de stabilizare aerobă din formula:

oOnn NiO ⋅= (kg O2/zi) (6.23)

)3,015,0(iOn K= (kg O2/kg s.o.) (6.24)

unde: Oni (kg O2/kg s.o.) = consumul de oxigen în faza endogenă ;

- Capacitatea de oxigenare necesară:

Nnec O2CO ⋅= (kg O2/zi) (6.25)

i'o

3nec3nec

NaerHc2410COaer/h)(mQ⋅⋅

⋅= (6.26)

69

unde: - 'oc ( insuflareadâncimem,aermN/Og 3

2 ) = capacitatea specifică de oxigenare;

- necNaerQ aer/h)(m3 = debitul de aer necesar în condiţii standard;

- Alegerea suflantelor necesare procesului se aleg în funcţie de debitul necesar de aer în condiţii

normale şi înălţimea de insuflare, ţinându-se cont de pierderile de sarcină:

Ht (m) = Hi + Σhri (6.27)

unde: Hi (m) – adâncimea de insuflare;

Σhri (m) – suma pierderilor de sarcină liniare şi locale;

6.5.2.3. Reducerea substanţelor volatile

Reducerea substanţelor volatile (organice) variază între 35 şi 50% (procent numit limita tehnică

de stabilizare) din cantitatea materiilor solide în suspensie ce sunt obţinute în timpul procesului de

stabilizare aerobă.

Temperatura de funcţionare a sistemului de stabilizare aerobă este un parametru critic din cadrul

procesului. Un dezavantaj frecvent al procesului aerob este variaţia în eficienţa procesului rezultată din

schimbările temperaturii de funcţionare. Schimbările temperaturii de funcţionare sunt aprobiate de temperatura

mediului ambiant, deoarece majoritatea sistemelor de stabilizare aerobă folosesc rezervoare deschise.

Reacţiile biologice ce au loc în timpul procesului de stabilizare aerobă necesită oxigen pentru

respiraţia materialului celular din biomasa activă iar în cazul amestecului cu nămol primar, oxigenul

necesar transformării materialul organic în material celular. În plus, funcţionarea corespunzătoare a

sistemului necesită un amestec adecvat al conţinutului pentru a asigura un contact corespunzător al

oxigenului, materialul celular şi materialul organic ce constituie sursa de hrană

Volumul necesar sistemului de stabilizare aerobă este guvernat de timpul de retenţie necesar

pentru reducerea dorită a substanţelor volatile (organice). Timpul de retenţie necesar pentru a reduce

35-50% din substanţele volatile (organice), variază între 10 şi 12 zile la o temperatură de funcţionare

de aproximativ 20°C. Timpul de retenţie total necesar este dependent de temperatură şi de

biodegrabilitatea nămolului, putând creşte până la 15 – 16 zile când temperatura scade sub 20°C.

6.5.2.4. Alte metode de stabilizare aerobă

Mai multe sisteme de stabilizare aerobe mezofile standard, cu aerare, au fost cercetate în ultimii

ani. Dintre acestea se remarcă aerarea cu oxigen pur, stabilizarea termofilă autotermă şi stabilizarea la

temperatură criofilă.

6.5.2.5. Aerarea cu oxigen pur

Aceste modificări ale proceselor de stabilizare aerobă înlocuiesc aerul cu oxigen pur. Sistemele

cu oxigen pur sunt insensibile la schimbările temperaturii mediului ambiant datorită activităţii

microbiene crescute şi naturii exoterme a procesului.

În timp ce o variantă a acestei modificări foloseşte rezervoarele deschise, stabilizarea aerobă ce

foloseşte oxigenul pur se face în rezervoare închise, similare cu acelea folosite în procesele nămolului

70

activat cu oxigen pur. Folosirea sistemului de stabilizare aerobă cu oxigen pur, în rezervoare închise, va

avea ca rezultat temperaturi mari pentru funcţionare, datorită naturii exoterme a procesului de stabilizare.

Dezavantajul principal acestei stabilizări este costul ridicat pentru generarea oxigenului pur.

6.5.3. Stabilizarea alcalină

Varul este unul dintre cele mai folosite şi mai scăzute ca preţ dintre substanţele alcaline

disponibile pentru apele uzate industriale. Varul este folosit pentru a reduce mirosul, pentru creşterea

pH-ului în rezervoare de fermentarele etanşe, pentru îndepărtarea fosforului în treapta de epurare

avansată, şi pentru condiţionare înainte şi după deshidratare mecanică.

Scopul stabilizării alcaline poate include următoarele: reduce semnificativ numărului de agenţi

patogeni inhibând creşterea acestora şi reduce mirosul produs de organisme. În consecinţă, previne

îmbolnăvirea oamenilor, crează un produs stabil ce poate fi depozitat şi reduce pe termen scurt

percolarea metalelor ce nu se găsesc în mod natural în sol.

Procesul de stabilizare alcalină este un proces simplu. Un reactiv chimic alcalin, este adăugat

pentru a creşte pH-ul influentului şi prin asigurarea unui timp de contact suficient. La pH = 12, sau mai

mare, cu un timp de contact suficient şi cu un amestec omogen al varului cu influentul, agenţii

patogeni şi microorganismele sunt aduse în stare inactivă sau chiar distruse. Caracteristicile fizice şi

chimice ale materiilor solide produse sunt, de asemenea, modificate de reacţiile ce au loc cu

substanţele alcaline. Chimismul procesului nu este încă bine înţeles, deşi se crede că unii compuşi

moleculari sunt influenţaţi de reacţie, cum este hidroliza şi saponificarea.

Atât staţiile de epurare mici cât şi staţiile de epurare mari folosesc stabilizarea cu var ca un

prim proces de stabilizare. Oricum, stabilizarea cu var este mai des folosită pentru staţiile mici. Este

mult mai ieftin decât în cazul stabilizării cu alte tipuri de reactivi. Unele staţii de epurare mari au

folosit stabilizarea cu var ca un proces interimar când procesul de stabilizare primară (ca fermentarea

aerobă sau anaerobă) este temporar nefuncţională. Stabilizarea cu var este, de asemenea, folosită

pentru a suplimenta procesul de stabilizare primară în timpul perioadelor de producere a nămolului.

6.5.3.1. Teoria stabilizării alcaline

Stabilizarea cu var depinde de menţinerea unui pH la un nivel destul de ridicat pentru o perioadă

suficientă de timp pentru a face inactivă populaţia de microorganisme a nămolului. Această stagnare sau

întârziere substanţială a reacţiilor microbiene poate duce pe de altă parte la producerea mirosului şi atracţia

muştelor, ţânţarilor etc. Procesul poate face ca viruşii, bacteriile şi alte microorganisme să devină inactive.

Procesul de stabilizare cu var implică o gamă largă de reacţii chimice ce transformă compoziţia chimică

a nămolului. Următoarele ecuaţii, simplificate pentru exemplificare, indică tipurile de reacţii care au loc:

Reacţiile cu constituenţii anorganici includ:

Calciu: Ca2+ + 2HCO3- + CaO → 2CaCO3 + H2O (6.28)

Fosfor: 2PO43- + 6H+ + 3CaO → Ca3(PO4)2 + 3H2O (6.29)

Dioxid de carbon: CO2 + CaO → CaCO3 (6.30)

Reacţiile cu constituenţii organici includ:

Acizi: RCOOH + CaO → RCOOCaOH (6.31)

71

Grăsimi: Grăsimi + CaO → Acizi graşi (6.32)

Iniţial, adăugarea de var creşte pH-ul nămolului. Apoi, au loc reacţii ca cele mai sus menţionate. Dacă

este adăugat prea puţin var, pH-ul scade şi aceste reacţii au loc. De aceea, este nevoie de var în exces.

Activitatea biologică produce compuşi ca dioxidul de carbon şi acizi organici care recţionează

cu varul. Dacă activitatea biologică din nămolul ce urmează a fi stabilizat nu este înhibată suficient,

vor fi produse aceste componente, reducând pH-ul şi rezultând o stabilizare inadecvată.

Dând suficiente informaţii exacte despre nămol, teoretic, este posibil să se calculeze varul

necesar a fi adăugat pentru a creşte pH-ul la o valoare dată.

Dacă este adăugat var stins la nămol, în reacţiile iniţiale cu apa formează varul hidratat. Acestă

reacţie este exotermă şi eliberează aproximativ 15.300 cal/g,mol. Reacţia dintre varul stins şi dioxidul

de carbon este, de asemenea, exotermă, eliberând aproximativ 43.300 cal/g,mol.

Aceste reacţii pot avea ca rezultat o creştere substanţială a temperaturii, în special la turtele de

nămol cu un amestec scăzut al conţinutului; iar în unele cazuri, aceste temperaturi pot fi suficiente

pentru a contribui la reducerea agenţilor patogeni din timpul stabilizării cu var.

6.5.3.2. Stabilizarea cu var lichid

Stabilizarea cu var lichid implică adăugarea de var pastă în nămolul lichid pentru a atinge

stabilizarea necesară. Pentru staţiile de epurare care practică dispunerea pe pământ a nămolului lichid,

cum este injectarea subterană, sau aplicarea în agricultură, varul este adăugat pentru a îngroşa

(concentra) materiile solide. Această practică a fost limitată la staţiile de epurare mici şi acolo unde

distanţele pentru a fi depozitat sunt mici. Materiile solide condiţionate cu var înainte de a fi

deshidratate fac parte din cea de-a doua metodă pentru stabilizare. Varul este combinat cu alţi reactivi

de condiţionare, cum sunt sărurile de aluminiu sau de fier, pentru a realiza o deshidratare mai bună.

Aceste metode au fost folosite pentru prima dată la filtrele cu vacuum şi la filtrele presă. Stabilizarea

este complementară în aceste situaţii deoarece doza de var pentru condiţionare depăşeşte doza necesară

pentru stabilizare. Tabelul 6.13 indică dozele necesare pentru stabilizarea cu var, necesare pentru a

menţine pH-ul 12 pentru o perioadă de 30 minute.

Tabel 6.13pHTipul de nămol Concentraţia de

materii solide (%)Doza de var, însubstanţă uscatăkg var/ kg s.u.

Iniţial Final

0 1 2 3 4Nămol primar 4,3 0,12 6,7 12,7

Nămol în exces 1,3 0,30 7,1 12,6Nămol fermentatanaerob combinat

5,5 0,19 7,2 12,4

6.5.3.3. Stabilizarea cu var uscat

Varul uscat sau post stabilizarea cu var implică adăugarea de var uscat sau var hidratat la

turtele de nămol ce rezultă în urma deshidratării. Varul este amestecat cu turtele folosind o morişcă, un

malaxor, un mixer cu palete, un transportor cu şnec sau un alt dispozitiv asemănător.

72

Varul stins, varul hidratat sau alte substanţe alcaline uscate, pot fi folosite pentru stabilizarea cu var,

deşi folosirea varului hidratat se limitează la instalaţiile de mici dimensiuni. Varul stins este mai puţin

scump şi mai uşor de manevrat decât varul hidratat. În plus, căldura degajată în urma reacţiei de hidroliză

în care este implicat varul stins poate ajuta la distrugerea agenţilor patogeni prezenţi în turtele de nămol.

6.6. DESHIDRATAREA NĂMOLURILOR

6.6.1. Procesul de deshidratare a nămolurilor reţinute în staţiile de epurare reprezintă una din cele mai

importante etape de prelucrare a acestora ţinând seama de problemele cu care se confruntă majoritatea

operatorilor în ceea ce priveşte manipularea şi transportul unor volume semnificative de nămoluri.

6.6.2. Prin deshidratere se înţelege procedeul prin care nămolul îşi reduce umiditatea astfel încât să

poată fi manipulat cu uşurinţă, fără a se lipi de uneltele terasire.

6.6.3. În prezent, în ţara noastră, la staţiile de epurare existente se practică două tipuri de procedee

de deshidratare:

- naturală ;

- mecanică.

6.6.4. Deshidratarea naturală

6.6.4.1. Prin deshidratare naturală, materiile solide conţinute în nămol sunt separate de faza lichidă

(supernatant) prin procedee fizice precum filtrarea (drenarea) şi evaporaţia. Deshidratarea naturală se

realizează, de regulă pe platforme (paturi) de uscare.

6.6.4.2. Din punct de vedere constructiv platformele de uscare se clasifică în:

- platforme de uscare convenţionale, cu pat de nisip ;

- platforme de uscare cu radier pavat ;

- platforme de uscare cu radier din materiale artificiale ;

- platforme de uscare cu vacuumare ;

- platforme de uscare cu energie solară ;

6.6.4.3. Parametrii de dimensionare ai platformelor de uscare sunt:

− Încărcarea anuală cu substanţă uscată a platformelor de uscate ( suI ), reprezintă cantitatea

de materii solide din nămol care încarcă o suprafaţă de 1 2m de platformă, în timp de un

an, conform relaţiei:

PUo

infsu

A365NI ⋅

= ( an,m/.u.skg 2 ) (6.33)

unde: - infN ( zi/.u.skg ) = cantitatea zilnică de nămol influent la deshidratare, exprimat în

substanţă uscată;

- PUoA ( 2m ) = aria orizontală a platformelor de uscare;

Valori ale acestui parametru sunt date funcţie de tipul nămolului ce trebuie deshidratat în

tabelul 6.10 :

73

Tabel 6.14

Nr.crt. Tip de nămol

Suprafaţa( 2m /loc)

Încărcarea anuală cusubstanţă uscată( an,m/.u.skg 2 )

0 1 2 31 Nămol primar fermentat 0,1 120 – 1502 Amestec fermentat de nămol primar cu nămol

biologic de la filtrele percolatoare0,12 – 0,16 90 – 120

3 Amestec fermentat de nămol primar cu nămolîn exces

0,16 – 0,23 60 – 100

4 Amestec fermentat de nămol primar cu nămolrezultat în urma precipitării chimice

0,19 – 0,23 100 - 160

6.6.5. Deshidratarea mecanică

La deshidratarea mecanică se folosesc diferite utilaje special proiectate pentru a separa partea solidă de

partea lichidă a nămolului, într-o perioadă mult mai mică decât în cazul deshidratării naturale. Procesele

fizice ce au loc în timpul deshidratării mecanice sunt filtrarea, stoarcerea, acţiunea capilară, separarea prin

centrifugare şi compactarea. Utilajele folosite în general la deshidratarea mecanică sunt: centrifugele,

filtrele cu bandă clasice, filtrele presă, filtrele cu vacuum, filtru presă cu şnec (şurub), etc.

6.6.5.1. Deshidratarea prin centrifugare

6.6.5.1.1. O prezentare mai detaliată a centrifugelor a fost făcută la punctul 6.4.5.5.3.

6.6.5.1.2. Separarea solid-lichid în timpul deshidratării prin centrifugare este analogă proceselor de

separare din concentratoarele gravitaţionale. În centrifuge, forţele aplicate pot fi de la 500 până la 3000

de ori forţa gravitaţională. Rezultatele separării prin forţele centrifuge conduc la migrarea materiilor

solide în suspensie prin lichid spre sau în afara axei de rotaţie a centrifugei, migrare ce depinde de

diferenţa de densitate dintre faza lichidă şi cea solidă.

Eficienţele de îndepărtare a materiilor solide pentru diferite tipuri de nămol a centrifugelor

folosite în procesul de deshidratare sunt prezentate în tabelul 6.11.

Tabel 6.15Eficienţa de îndepărtare a materilor solide

(%)Tipul de nămol Materiile solide dinturta de nămol (%) Fără reactivi chimici Cu reactivi

chimici0 1 2 3

NetratatPrimar 25-35 75-90 95+

Primar şi biologic rezultat dela filtrele percolatoare 20-25 60-80 95+

Primar şi activat 12-20 55-65 92+Nămol în exces

Rezultat de la filtrelepercolatoare 10-20 60-80 92+

Rezultat din procesebiologice cu nămol activat ce

utilizează aer5-15 60-80 92+

74

Tabel 6.15 (continuare)0 1 2 3

Rezultat din procesebiologice cu nămol activat ce

utilizează oxigen10-20 60-80 92+

Fermentat pe cala anaerobăPrimar 25-35 65-80 92+

Primar şi biologic rezultat dela filtrele percolatoare 18-25 60-75 90+

Primar şi activat 15-20 50-65 90+Stabilizat pe cala aerobă

În exces 8-10 60-75 90+

6.6.5.2. Deshidratarea cu filtre bandă

6.6.5.2.1. Filtrele cu bandă sunt utilaje des folosite în toată lumea, datorită costurilor de

exploatare scăzute şi a fiabilităţii ridicate.

6.6.5.2.2. Nămolul este deshidratat treptat, în procesele filtrelor cu bandă, urmărind cei trei paşi

de funcţionare: condiţionarea chimică, drenarea gravitaţională până la atingerea unei consistenţe mai

mari şi compactarea în zona de presare. Figura 6.10 prezintă schematic un filtru cu bandă.

6.6.5.2.3. Condiţionarea chimică cu ajutorul polimerilor organici este metoda cea mai des utilizată, pentru

deshidratarea gravitaţională şi deshidratarea sub presiune de către filtrele cu bandă. Polimerul este adăudat într-

un bazin separat, localizat în amonte de presă sau este injectat direct în conducta de alimentare. Amestecarea

corespunzătoare a nămolului influent cu polimerul este esenţială în funcţionarea filtrelor cu bandă.

6.6.5.2.4. Exercitarea forţelor de presiune şi comprimare se petrece între două benzi filtrante.

Multe variabile influenţează eficienţa filtrelor cu bandă, incluzând caracteristicile nămolului,

metoda şi tipul condiţionării chimice, presiunea desfăşurată, configuraţia utilajelor, incluzând drenarea

gravitaţională şi viteza benzilor.

6.6.5.2.5. Deşi rezultatele eficienţei presării cu filtre cu bandă indică variaţii semnificative în

capacitatea de deshidratare a diferitelor tipuri de nămoluri, presarea, în mod normal, este capabilă să

producă deshidratarea turtelor la un conţinut al materiilor solide de 18-25% pentru amestecul de nămol

primar cu cel biologic. În tabelul 6.12 sunt indicate performanţele unui filtru cu bandă.

Fig. 6.16 - Filtru cu bandă

75

Tabel 6.16

Încărcarea pe m de lăţimede bandă Materii solide (%)

Tipul de nămolMateriisolide(%) (l/s, m) (kg/h, m)

Polimeruscat/materii

solide dinnămol (g/kg)

În moduzual

Domeniulde

variaţie0 1 2 3 4 5 6

Primar brut 3 - 7 1.8 - 3.2 360 - 550 1 - 4 28 26 - 32

Activat în exces 1 - 4 0.7 - 2.5 45 - 180 3 - 10 15 12 - 20

Primar + Activat în exces(50:50)

3 - 6 1.3 - 3.2 180 - 320 2 - 8 23 20 - 28

Primar + în exces (40:60) 3 - 6 1.3 - 3.2 180 - 320 2 - 10 20 18 - 25

Primar + nămol de lafiltrele percolatoare

3 - 6 1.3 - 3.2 180 - 320 2 - 8 25 23 - 30

Fermentat anerob:Primar 3 - 7 1.3 - 3.2 360 - 550 2 - 5 28 24 - 30

Activat în exces 3 - 4 0.7 - 2.5 45 - 135 4 - 10 15 12 - 20

Primar + Activat înexces

3 - 6 1.3 - 3.2 180 - 320 3 - 8 22 20 - 25

Fermentat aerob:Primar + Activat înexces, neconcentrat

1 - 3 0.7 - 3.2 135 - 225 2 - 8 16 12 - 20

Primar + Activat înexces, concentrat

4 - 8 0.7 - 3.2 135 - 225 2 - 8 18 12 - 25

Nămol activat în excescu insuflare de oxigen

1 - 3 0.7 - 2.5 90 - 180 4 - 10 18 15 - 23

6.6.5.2.6. Metoda cea mai bună pentru evaluarea eficienţei filtrului cu bandă pe un anumit tip de

nămol este folosirea unei unităţi pilot. Datele colectate, ce fac parte din testele pilot, includ încărcarea

hidraulică şi încărcarea cu materii solide, tipul polimerului şi consumul, procentul de materii solide şi

reţinerea materiilor solide.

Dozarea polimerului şi regimul de alimentare trebuie să fie optime procesului. Testele rezistenţei

specifice şi a timpului de sucţiune capilară pot fi folosite pentru a compara caracteristicile filtrării a

diferitelor tipuri de nămol şi pentru a determina optimul necesar în coagulare.

6.6.5.2.7. Când se evaluează performanţele filtrelor cu bandă, ca la oricare alte procese de

deshidratare, trebuiesc luate în considerare cantitatea şi calitatea filtratului şi a apei de filtrare şi

efectele lor asupra sistemului de epurare a apelor uzate.

Cantitatea de nămol ce trebuie trecută prin filtrele cu bandă este un prim criteriu de

dimensionare a utilajelor de deshidratare.

6.6.5.3. Deshidratarea cu filtre presă

6.6.5.3.1. Principalul avantaj al sistemului cu filtru presă este acela că adesea produce turte care sunt

mult mai bine deshidratate decât cele produse cu alte sisteme de deshidratare. Filtrele presă produc turte de

nămol cu un conţinut al materiilor solide de peste 35%. Filtrele presă sunt adaptabile la caracteristicile

76

variate ale materiilor solide, au o fiabilitate acceptabilă, necesar de energie comparabil cu filtrele cu

vacuum şi calitatea ridicată de filtrare care micşorează cerinţele de epurare a debitului de recirculare.

Principalele dezavantaje a filtrelor presă sunt costurile de investitie ridicate, cantităţile

subsecvente de reactiv de condiţionare sau de material filtrant (pânză) ce sunt necesare, capacitatea de

aderenţă a turtelor de nămol pe filtru, ceea ce implică îndepărtarea manuală şi costurile relativ ridicate

de funcţionare şi întreţinere. Sistemele cu filtre presă rămân unele dintre cele mai scumpe sisteme de

deshidratare; oricum, când cerinţele de dispunere dictează uscarea turtelor, costurile efective au fost

recuperate datorită costurilor scăzute de dispunere asociată cu uscarea turtelor. Filtrele presă s-au

dovedit a fi eficiente din punct de vedere al costurilor când turtele trebuiesc incinerate. Adesea,

conţinutul crescut de particule uscate a turtelor rezultate de la filtrele presă sunt combustibile la

incinerare, acestea reducând necesarul de combustibili precum gazul natural sau păcura.

Un filtru presă conţine un număr de panouri fixate pe un cadru ce asigură aliniamentul şi sunt

presate între capătul fix şi cel mobil (v. fig. 6.11). Un dispozitiv presează şi menţine închise panourile,

în timp ce influentul este pompat în interiorul presei printr-un orificiu de admisie la o presiune

cuprinsă între 700 şi 2.100 kPa.

Condiţionarea materiilor solide necesară în general pentru producerea unor turte cu umiditate

scăzută, implică adăugarea de var şi clorură ferică, polimer sau polimer combinat cu componente

anorganice, înainte de filtrare. Folosirea doar a polimerului pentru condiţionarea materiilor solide

reduce performanţa, dar aceasta reduce costurile pentru reactivii chimici, reduce mirosul de azot şi

reduce surplusul de volum a turtelor produse. Una dintre problemele folosirii unui singur polimer este

îndepărtarea turtelor de pe material în timpul ciclului de descărcare şi clorura ferică poate fi folosită

pentru a uşura îndepărtarea turtelor de pe material.

Un dezavantaj al folosirii clorurii ferice cu polimer este coroziunea pronunţată asupra

conductelor şi presei. Acest lucru nu se întâmplă în cazul condiţionării cu var şi clorură ferică deoarece

varul neutralizează acţiunea corozivă a clorurii ferice.

Fig. 6.17 - Filtru presa

77

Fig. 6.18 - Panourile unui filtru presă

6.7. POMPAREA NĂMOLURILOR

Nămolurile rezultate în urma epurării apelor uzate, în lipsa curgerii gravitaţionale, trebuie

transportate dintr-un anumit punct al staţiei în altul, în funcţie de operaţiunile tehnologice alese. Acest

transport se realizează prin pompare, cu diferite tipuri de pompe, iar pentru alegerea lor trebuie să se

ţină seama atât de caracteristicile lor cât şi de cele ale nămolurilor pompate.

Pomparea nămolului se poate face pentru o varietate de tipuri de nămoluri cum ar fi: nămol

primar, nămol activat de recirculare şi în exces, nămol biologic, nămol activat de recirculare în

amestec cu cel în exces, nămol primar în amestec cu cel biologic, nămol concentrat, nămol fermentat.

Deşi alegerea unui singur tip de pompă care să satisfacă transportul tuturor tipurilor de nămol

rezultate poate părea avantajoasă, diversele condiţii impuse pentru funcţionarea lor depăşesc

capabilitatea unui singur tip de pompă. Din fericire sunt disponibile o varietate largă de pompe, din

care proiectantul le poate alege pe cele optime atât din punct de vedere tehnologic cât şi economic.

6.7.1. Staţiile de pompare

6.7.1.1. Staţia de pompare este formată din casa pompelor, conductele şi unităţile de pompare

propriu-zise dar şi facilităţile pentru întreţinere şi exploatare de către personalul deservent.

6.7.1.2. Proiectarea staţiei de pompare implică dimensionarea structurii care poate fi simplă din

punct de vedere arhitectural sau complexă şi a echipamentelor astfel încât să asigure o funcţionare şi o

întreţinere cât mai eficientă.

6.7.1.3. Pentru o dimensionare cât mai eficientă o importanţă mare o are şi alegerea

amplasamentului staţiei la care se ţine seama de sursa de energie, drumurile de acces, protecţia

împotriva inundării dar şi consideraţiile în ceea ce priveşte impactul lor asupra mediului înconjurător.

6.7.1.4. Staţiile de pompare necesită o cantitate importantă de energie pentru ca pompele să

funcţioneze; de aceea trebuie prevăzută şi o a doua sursă de energie ce trebuie să fie total independentă

de prima, un generator tip diesel de exemplu, care să asigure o sursă de energie continuă în caz de avarie.

6.7.1.5. Mirosurile prezente în staţiile de pompare sunt o mare problemă mai ales în cazul în

care staţia de pompare este poziţionată în locuri publice, de aceea sistemele de control a mirosului

precum aerarea corespunzătoare, clorinarea sau tratarea cu apă oxigenată sau sistemele de epurare a

aerului şi a gazelor emanate, trebuie să fie unele din facilităţile cu care se pot echipa sistemele.

78

6.7.1.6. Staţiile de pompare pot fi clasificate după poziţionarea echipamentului de pompare ca

fiind staţii de pompare cu cameră umedă sau staţii de pompare cu cameră uscată. În staţiile de pompare

cu cameră uscată, pompele sunt localizate într-un spaţiu închis, separat de camera de aspiraţie, aşa cum

e indicat în figura 6.13. Selectarea staţiei de pompare cu cameră uscată sau a celei cu cameră umedă se

bazează de obicei pe condiţiile specifice aplicaţiei şi pe alegerea echipamentului de pompare. De

exemplu, pompele submersibile şi cele verticale necesită o structură cu cameră umedă, în timp ce

pompele orizontale necesită o structură cu cameră uscată.

Figura 6.19 - Tipuri de pompe şi staţii de pompare:a) pompă suspendată poziţionată în cameră umedă,b) pompă submersibilă poziţionată în cameră umedă,c) pompă centrifugă poziţionată în cameră uscată,d) pompă poziţionată în cameră uscată.

6.7.2. Considerente de proiectare a instalaţiilor de pompare

6.7.2.1. Problemele care se ridică la alegerea pompelor sunt:

- cunoaşterea caracteristicilor nămolului precum, consistenţa, vâscozitatea, tipul de

nămol.

- cunoaşterea debitelor ce trebuiesc vehiculate precum şi a înălţimilor de pompare, ţinând

seama de pierderile de sarcină pe conducte.

6.7.2.2. Conductele de nămol, de regulă, au pierderi de sarcină cu 50 ÷ 100 % mai mari decât

conductele ce transportă apă uzată. Riscul de subestimare a pierderilor de sarcină creşte odată cu

creşterea lungimii de pompare şi cu creşterea concentraţiei în materii solide.

6.7.2.3. În staţiile de epurare nămolul nu trebuie să circule pe conducte mai mici de 150 mm, dar

nici nu necesită conducte mai mari de 200 mm, ci doar în cazul în care se depăşeşte viteza de

1,5÷ 1,8 m/s, În acest caz conductele se dimensionează astfel încât să suporte vitezele recomandate.

Conductele de evacuare gravitaţională a nămolului nu trebuie să fie mai mici de 200 mm în

diametru şi să aibe o pantă minimă de 3%.

6.7.2.4. Viteza nămolului în conducte trebuie să fie de cca. 1 m/s. Vitezele mai mari duc la

mărirea pierderilor de sarcină, iar vitezele mai mici la depuneri şi colmatări.

79

6.7.2.5. Conductele de nămol trebuie prevăzute cu posibilitatea de spălare pentru a se curăţa

blocajele de pe conducte. Grăsimile au tendinţa de a se lipi pe conductele de transport a nămolului sau

a grăsimilor iar efectul care apare este micşorarea diametrului şi deci creşterea presiunii pe conductă.

6.7.2.6. În proiectarea conductelor lungi, trebuie avut în vedere:

(1) prevederea a două conducte în loc de una, pentru ca una să poată fi închisă timp de

câteva zile fără probleme pentru întreţinere;

(2) protecţia împotriva coroziunii externe;

(3) prevederea de apă de spălare sub presiune;

(4) prevederea injectării de aburi fierbinţi pentru eliminarea depunerilor de grăsimi în

zonele cu climat rece sau în staţiile unde în apa uzată se găsesc mari cantităţi

de grăsimi;

(5) prevederea de piese de curăţire.

6.7.2.7. Proiectarea corespunzătoare a bazinului de aspiraţie implică consideraţii de amplasare a

sorbului raportată la suprafaţa apei, pereţii bazinului şi celelalte pompe. Asigurarea în permanenţă a unei

înălţimi de apă de 0,60 – 0,80 m deasupra sorbului poate evita producerea de vârtejuri şi antrenarea

aerului. De asemenea, trebuie prevăzut un spaţiu suficient şi pentru adăugarea ulterioară a altor pompe,

bazinul de aspiraţie trebuie împărţit în două sau mai multe secţiuni prin stavile de izolare ce ajută la o

mai bună întreţinere, trebuie evitată formarea de zone moarte în care materiile solide se pot depune.

6.7.2.8. Datorită degajării de gaze inflamabile din canalele colectoare, toate echipemantele şi

instalaţiile din camera umedă trebuiesc protejate împotriva exploziei.

6.7.3. Tipuri de pompe utilizate în vehicularea diverselor tipuri de nămoluri

Nămolurile pot fi clasificate ca fiind de două tipuri: nămol diluat şi nămol îngroşat.

Din categoria nămolurilor diluate fac parte nămolul primar, nămolul în exces şi nămolul activat

de recirculare, amestecul dintre nămolul primar şi nămolul în exces, nămolul biologic, nămolul primar

în amestec cu nămolul biologic. Aceste nămoluri cu o concentraţie foarte scăzută în materii solide sunt

fluide şi se comportă asemănător cu apa. La o viteză scăzută, curgerea devine laminară şi pierderile de

sarcină vor creşte. Prin urmare, sistemele de pompare pentru nămolul diluat trebuiesc proiectate astfel

încât să menţină o viteză ce poate asigura curgerea turbulentă prin conducte.

Concentraţia la care nămolul poate fi considerat îngroşat variază cu fiecare tip de nămol şi tipul

proceselor de epurare premergătoare.

Pompele cele mai utilizate pentru transportul nămolurilor sunt pompele centrifuge, pompele cu

piston, pompele cu rotor elicoidal, pompele cu diafragmă, pompe cu lobi rotativi. Mai sunt folosite cu

succes şi pompele cu tocător sau pompele cu furtun.

6.7.3.1. Pompele centrifuge (v. fig. 6.14.a) tradiţionale sunt utilizate pentru transportul

nămolului activat de recirculare datorită debitului mare pe care îl pot transporta şi al eficienţei

excelente. Pompele centrifuge nu sunt recomandate pentru transportul nămolului primar, a spumei

rezultate de la decantorul primar sau a nămolului concentrat.

80

6.7.3.2. Pompele cu diafragmă (v. fig. 6.14.b) folosesc o membrană flexibilă ce se contractă sau se

dilată. Debitul este trimis prin camera formată de membrana flexibilă prin intermediul unei vane ce poate fi cu

bilă sau de tip fluture. Capacitatea pompelor este funcţie de lungimea cursei diafragmei sau în funcţie de

numărul de curse pe minut. Pulsaţiile debitelor se pot aplatiza dacă se prevăd două camere şi se combină cursele

de la cele două diafragme. Pompele cu diafragmă sunt de mică capacitate şi dezvoltă înălţimi mici de pompare.

Sunt adesea folosite pentru pomparea nămolului primar şi a nămolului concentrat gravitaţional. Acest tip de

pompă permite transportul nămolului cu un conţinut ridicat de nisip fără ca pompă să fie puternic uzată.

6.7.3.3. Pompele centrifuge cu cuplă (v. fig. 6.14.c) sunt destul de bune pentru transportul

nămolului primar. Condiţiile de funcţionare ale acestor pompe trebuiesc atent evaluate, deoarece ele

pot funcţiona doar la înălţimi de pompare ce nu variază prea mult la o viteză dată.

6.7.3.4. Pompele cu piston de înaltă presiune (v. fig. 6.14.d) se folosesc în aplicaţii cu presiuni

ridicate ele putând furniza o înălţime de pompare mai mare de 70 m. Avantajul acestor pompe este acela că

pot transporta nămoluri a căror concentraţii în materii solide este mare (mai mare de 15-20%).

6.7.3.5. Pompele cu rotor elicoidal, (v. fig. 6.14.f) când sunt folosite în aplicaţii similare cu pompele cu piston,

evacuează un debit mult mai uniform şi pot transporta un debit mai mare în ciuda schimbărilor ce apar în presiunea

de pe refulare. O alegere sau o proiectare improprie a acestor pompe poate duce la probleme şi costuri mari pentru

întreţinere. Pentru evitarea defectării pompei, se vor lua toate măsurile pentru a menţine în permanenţă camera

pompei plină cu nămol. Pompa este alcătuită dintr-un rotor metalic elicoidal ce se roteşte în interiorul unui stator

flexibil din elastomer. Aceste pompe nu trebuiesc folosite pentru transportul nisipului deoarece are loc uzarea

statorului. Avantajul acestor pompe este faptul că statorul tinde să se comporte ca un clapet de reţinere, prevenind

curgerea inversă a nămolului prin pompă. Prevederea unei vane de izolare atât pe conducta de aspiraţie cât şi pe

conducta de refulare este importantă, deoarece ele permit îndepărtarea uşoară a pompei pentru eventualele reparaţii.

6.7.3.6. Pompele air-lift (v. fig. 6.14.g) sunt utilizate frecvent pentru recircularea nămolului

activat. Capacitatea de pompare a unei pompe air-lift poate varia prin creşterea debitului de aer

comprimat introdus. Sunt folosite cu succes pentru vehicularea unor cantităţi însemnate de nămol şi

înălţimi mici de pompare. Principalul avantaj este absenţa părţilor mobile, simplitatea construirii şi a

utilizării. Reglarea debitului de aer de alimentare, guvernează capacitatea de transport a materiilor solide.

6.7.3.7. Pompele cu şnec (v. fig. 6.14.h) sunt folosite ocazional pentru recircularea nămolului activat.

Pompele cu şnec işi reglează singure debitul pe evacuare funcţie de adâncimea apei din camera de admisie

Această caracteristică dau pompelor cu şurub posibilitatea să-şi regleze singure debitul fără a fi nevoie de un

motor care să-şi regleze turaţia. Principalul dezavantaj al pompelor cu şnec îl reprezintă spaţiul mare necesar

pentru amplasare. Un alt dezavantaj îl reprezintă necesitatea întreţinerii lagărelor, a şnecului.

6.7.3.8. Pompele cu furtun (v. fig. 6.14.j), cu toate că au o mare aplicabilitate în sectorul industrial,

ele au fost folosite cu succes şi în transportul nămolului rezultat în urma epurării apelor uzate. Ele

funcţionează prin alternarea comprimării urmată de decomprimarea unui furtun. Se foloseşte un lubrifiant

pentru a se reduce încălzirea şi uzarea furtunului. Pompele sunt disponibile la debite cuprinse între 36 şi

1250 l/min şi o înălţime de pompare de aproximativ 152 m. Aceste pompe sunt dispozitive relativ simple

de exploatat, întreţinut şi reparat.

81

Fig. 6.20 - Pompe utilizate pentru vehicularea nămolurilor: a) pompă centrifugă, b) pompă cu diafragmă, c) pompă centrifugă cu cuplă, d) pompă cu piston de înaltă presiune.

82

Fig. 6.21 - Pompe utilizate pentru vehicularea nămolurilor: e) pompă cu piston plonjor, f) pompă cu rotor elicoidal, g) pompă air-lift, h) pompă cu şurub.

83

Fig. 6.22 - Pompe utilizate pentru vehicularea nămolurilor: i) pompă cu lobi rotativi, j) pompă cu furtun.

6.7.3.9. Pompele cu tocător sunt alcătuite cu rotoare special prevăzute cu cuţite la extremităţile

rotorului. În acest fel toate obiectele ce pătrund în pompe sunt mărunţite, evitându-se în acest fel

colmatarea sau blocarea pompei. Ele pot fi folosite la recircularea nămolului fermentat.

Alte echipamente folosite pentru vehicularea nămolurilor într-o staţie de epurare, folosite mai

ales pentru transportul nămolurilor a căror concentraţie este foarte mare şi nu pot fi pompate sunt

transportoarele. Acestea pot fi transportoare cu bandă, transportoare pneumatice, elevatoare cu cupe,

transportoare cu şnec, etc.

În tabelul 6.13 sunt prezentate aplicaţiile pumpelor în funcţie de tipul de nămol vehiculat.

Tabel 6.17Tipuri de nămol sau

de materii solide Pompa adecvată Comentarii

Nisip sitat Trebuie evitată pompareamaterialului ce rezultă în urma sitării Pot fi folosite ejectoare pneumatice

Nisip provenit de ladeznisipatoare Pompe centrifuge cu cuplă

Caracterul abraziv al nisipului şi prezenţacârpelor fac nisipul greu de manevrat.Pompele trebuie prevăzute cu carcasă dură şiun rotor la fel. Pot fi folosite, de asemenea şiejectoare pneumatice.

Spumă

Pompe cu piston plonjor, pompecu rotor elicoidal, pompe cu

diafragmă, pompe centrifuge şipompe cu tocător

Spuma este adesea pompată cu pompe de nămol,aceasta realizându-se prin manipularea vanelor depe conductele de nămol şi spumă. În staţiile maride epurare se folosesc pompe separate pentruspumă şi pompe separate pentru nămol. Adesea,se folosesc mixere de spumă pentru a se asiguraomogenitatea înainte de pompare. Pot fi folositeşi ejectoare pneumatice

84


Nămol primar

Pompe cu piston cu plonjor,pompe centrifuge, pompe

centrifuge cu cuplă, pompe cudiafragmă, pompe cu rotorelicoidal, pompe cu tocător,

pompe cu lobi rotativi, pompecu furtun

În majoritatea cazurilor este necesarăobţinerea unui nămol cât mai concentrat dindecantarea primară, de obicei prin colectareanămolului în başe de nămol şi pomparea luiintermitentă, permiţând materiilor solide să seaglomereze şi să se concentreze întreperioadele de pompare. Caracterul nămoluluiprimar neprelucrat va varia considerabil,depinzând de caracteristicile materiilor solidedin nămol, de tipul unităţilor de tratare şi deeficienţa lor. Acolo unde urmează epurareabiologică cantitatea de materii solide din (1)nămolul activ în exces, (2) nămolul tip humusde la decantoare, urmând filtrelor biologice(3) surplusul de la rezervoarele defermentare, (4) supernatantul recirculat de ladeshidratare, va avea, de asemenea, efecteasupra caracteristicilor nămolului. În multecazuri, tipul de nămol nu este potrivit pentrufolosirea pompelor centrifuge tradiţionale.Acolo unde nămolul conţine cârpe, se potfolosi pompe cu tocător.

Nămolul ce provinede la precipitarea

chimicăLa fel ca nămolul primar

Poate conţine cantităţi mari de constituenţianorganici, depinzând de tipul şi cantitateareactivilor chimici folosiţi.

Nămolul ce provinede la filtrelepercolatoare

Pompe centrifuge; pompe curotor elicoidal, pompe cu piston

plonjor, pompe cu diafragmă

Humusul are de obicei un caracter omogen şipoate fi uşor pompat.

Nămol activat derecirculare şi în

exces

Pompe centrifugale cu cuplă,pompe cu rotor elicoidal, pompe

cu piston plonjor, pompe cudiafragmă

Nămolul este diluat şi conţine doar materiisolide fine. Pentru aceste pompe, suntrecomandate viteze mici pentru a se minimizadistrugerea flocoanelor din nămol

Nămol concentrat(îngroşat)

Pompe cu piston plonjor, pompecu rotor elicoidal, pompe cu

diafragmă, pompe cu piston deînaltă presiune, pompe cu furtun,

pompe cu lobi rotativi

Pompele volumetrice sunt cele mai utilizatepentru nămolul concentrat datorităproprietăţii lor de a genera mişcarea masei denămol. Pompele cu cuplă se pot folosi, darnecesită echipament de diluţie şi spălare anămolului

Nămol fermentat

Pompe cu piston plonjor, pompecentrifuge cu cuplă, pompe cu

rotor elicoidal, pompe cudiafragmă, pompe cu piston deînaltă presiune, pompe cu lobi

rotativi

Biosolidele bine fermentate sunt omogene,conţin 5-8% materii solide şi o cantitate debule de gaz, dar pot atinge chiar mai mult de12% materii solide.Biosolidele slab fermentate sunt greu demanipulat. Dacă este prevăzută o sitarecorespunzătoare şi îndepărtarea nisipului,pompele centrifugale pot fi luate înconsiderare

În tabelul 6.14 sunt prezentate avantajele şi dezavantajele utilizării diferitelor tipuri de pompe.

85

Tabel 6.18Tipul pompei Avantaje Dezavantaje

0 1 2

Pompele cupiston plonjor(fig. 6.6.2.e)

Pot transporta nămoluri cu concentraţiimari în materii solide (mai mari de 15%).Pompele autoamorsante pot suportaînălţimi de aspiraţie mai mari de 3 m.Pompe cu capacităţi reglabile fără a ţineseama de varianta eficientă din punct devedere economic alese pentru debite depână la 30 l/s şi înălţimi de pompare depână la 60 m.Acţiune pulsatorie pentru pompelesimple, duble, uneori ajută laconcentrarea nămolului în başele amontede pompe şi repun în suspensie materiilesolide în conducte când pomparea serealizează la viteze mici. Suportăpresiuni mari.

Eficienţă scăzută.Necesită întreţinere sporită dacăfuncţionează continuu.Depinzând de procesele din aval,debitul pulsatoriu poate să nu fieacceptat.

Pompele curotor elicoidal(fig. 6.6.2.f)

Asigură un debit relativ constantPompele cu debite mai mari de 3 l/s potmanipula materii solide de aproximativde 20 mm.Debitul este uşor controlabil.Pulsaţii minime.Relativ uşor de exploatat.Statorul/rotoru tinde să acţioneze ca unclapet de reţinere, acesta prevenindcurgerea în sens invers prin pompă. Esteposibil ca un clapet de reţinere exteriorsă nu fie necesar.

Statorul se poate arde dacă pompafuncţionează uscat; are nevoie de unsistem de protecţie împotrivafuncţionării în uscat.Pompele mai mici au nevoie de unechipament de mărunţire pentruprevenirea colmatării.Costurile pentru energie cresc încazul manipulării unui nămol maiconcentrat.Nisipul din nămol poate provocauzura excesivă a statorului.Necesită etanşări şi etanşareîmpotriva apei.

Pompele cudiafragmă

(fig. 6.6.2.a)

Acţiunea pulsatorie poate ajuta laconcentrarea nămolului în başele dinamonte de pompe şi repun în suspensiemateriile solide în conducte când sepompează la viteze mici.Pompele autoamorsante pot suportaînălţimi de aspiraţie de până la 3 m.Pot pompa nisip, cu o uzură relativ minimă.Sunt simplu de utilizat.

Depinzând de procesele din aval,debitul pulsatoriu poate să nu fieacceptat.Necesită o sursă de aer comprimat.În timpul funcţionării produc multzgomot.Înălţimi de pompare şi eficienţe scăzuteÎntreţinere frecventă dacăfuncţionează în mod continuu.

Pompecentrifuge cu

cuplă (cu debitmixat)

Au un volum mare şi o eficienţăexcelentă pentru aplicaţiile de lasistemele pompare nămol activ.Costuri relativ mici.

Nu sunt recomandate pentrupomparea altor nămoluri deoarece sepot colmata cu cârpe şi particulegrosiere.

Pompe cu rotorcrestat

Datorită tipului de rotor, pompa poatepompa materii solide mai mari şi nisip.Poate pompa nămol fermentat cu oumiditate de 96%.

Eficienţă scăzută – aproximativ 5-20% mai mici decât pompelestandard fară colmatare.Se limitează la pomparea nămoluluibrut a cărui concentraţie în materiisolide mai mică sau egală cu 2,5%.Rotoarele rezistente la abraziune nupot fi modificate pentru schimbareacaracteristicilor pompelor.

86


Pompele cutocător

Reduc colmatarea pe aspiraţia pompei.Poate elimina nevoia unui mărunţitor saua unui cominutor.Poate transporta nămol cu concentraţiaîn materii solide mare, mai bine decâtpompele fără colmatare.

Eficienţă relativ scăzută ce variazăîntre 40 şi 60%.Necesită nevoie de întreţinereasemănătoare cu echipamentele demărunţire.

Pompe cu lobirotativi

(fig. 6.6.2.i)

Asigură un debit constant.Nu necesită un clapet de reţinere, înmajoritatea cazurilor cu înălţimi staticede descărcare moderate.Poate funcţiona uscat pentru o perioadăscurtă fără pagube majore.Viteze mici şi nu necesită întreţinerifrecvente.

Datorită unei toleranţe mici întrelobii rotativi, nisipul va cauza o uzurămare, aceasta făcând ca eficienţapompei să fie redusă.Fluidul pompat trebuie să secomporte ca un lubrifiant.Costurile pentru pompare cresc odatăcu volumul de pompat.

Pompe cufurtun

(fig. 6.6.2.j)

Are capabilităţi auto-amorsanteEste capabilă să-şi măsoare debitul.Sun relativ simplu de întreţinutPot transporta nămol cu nisip abraziv.

Depinzând de procesele din aval,debitul pulsatoriu poate să nu fieacceptabilCuplu de pornire ridicat (de două saude trei ori cuplul necesar în timpulfuncţionării)Furtunele de rezervă pot fi scumpe.

Pompe cupistoane de

înaltă presiune(fig. 6.6.2.d)

Pot fi folosite pentru a pompa nămolconcentrat pe distanţe mari.Pot pompa debite de 30 l/s la o presiunede până la 13,800 kPaPoate funcţiona uscat fără pagube majore.Pot vehicula materii solide mari fără a secolmata.

Cost ridicat.Necesită personal de întreţinerespecializat.

Dimensiunile şi numărul de unităţi de pompare pentru marile staţii trebuiesc selectate astfel încât

variaţiile debitului influent să nu ducă la opriri şi porniri frecvente ale pompelor, dar să se şi evite

prevederea unor capacităţi mari de depozitare.

Pompele pot fi conectate în serie sau în paralel. La funcţionarea în paralel, pentru o înălţime de

pompare dată, efluentul total rezultă prin însumarea debitelor. La funcţionarea în serie, înălţimea de

pompare totală rezultă prin însumarea tuturor înălţimilor de pompare, iar debitul vehiculat rămâne constant.

7. TEHNOLOGII DE PRELUCRARE AVANSATĂ A NĂMOLURILOR7.1. USCAREA NĂMOLURILOR

7.1.1. Uscarea nămolului implică aplicarea căldurii pentru evaporarea apei şi reducerea în

continuare a umidităţii nămolului conţinută decât aceea obţinută prin metodele de deshidratare

mecanice convenţionale. Comparată cu aceste metode, avantajele uscării nămolului includ reducerea

costurilor de transport şi de depozitare prin micşorarea volumului de nămol, distrugerea agenţilor

patogeni, şi posibilitatea comercializării lui (concentraţia în metale grele este scăzută).

7.1.2. Turtele uscate de nămol pot fi uşor comercializate ca material fertilizator sau pentru

îmbunătăţirea calităţii solului, pentru depozitarea prin împrăştierea pe pământ sau pentru incinerare.

87

7.1.3. Eficienţa uscării nămolului depinde de mecanismele interne precum debitul de lichid şi de

mecanismele externe ale evaporării. În timpul procesului de uscare, gradientul de temperatură se extinde de la

suprafaţa încălzită la interior, provoacă migrarea umezelii din interiorul nămolului umed la suprafaţa lui prin unele

mecanisme ca difuzia, curgerea capilară şi presiunea internă generată de contracţia ce se petrece în timpul uscării.

7.1.4. Transferul căldurii de la agentul termic la nămolul umed, are ca efect creşterea temperaturii

nămolului şi evaporarea apei de la suprafaţa materiilor solide. Condiţiile externe afectează transferul

căldurii sau procesul de uscare, acestea incluzând temperatura, umiditatea, valoarea şi direcţia debitului

de gaz, suprafaţa expusă, proprietăţile fizice ale nămolului, amestecarea şi timpul de uscare. Înţelegerea

acestor condiţii externe şi a efectelor lor este necesară când se cercetează caracteristicile de uscare ale

nămolului, pentru alegerea corectă a utilajului şi determinarea condiţiilor optime de funcţionare.

Deşi mecanismele interne şi externe se petrec simultan, oricare dintre mecanisme poate limita

eficienţa de uscare.

7.1.5. Fazele procesului

7.1.5.1. Cele trei faze importante ale deshidratării termice includ faza de încălzire, o fază

constantă şi una de descreştere. În timpul fazei de încălzire, temperatura nămolului şi eficienţa uscării

cresc până la condiţiile staţionare ale fazei constante. Faza de încălzire în mod normal este scurtă, şi

are ca rezultat o uscare redusă. În timpul fazei constante, umiditatea interioară se înlocuieşte cu

umiditatea exterioară deoarece se evaporă de la suprafaţa saturată a nămolului. Transferul căldurii la

suprafaţa de evaporare controlează eficienţa de uscare similar cu evaporarea apei dintr-un lac. Faza

constantă care în general este faza cu perioada de desfăşurare cea mai lungă, este faza cea mai

importantă din procesul de uscare.

7.1.5.2. Eficienţa de uscare, independentă de mecanismul intern precum debitul de lichid, depinde de

următorii trei factori externi: coeficientul de transfer al căldurii sau transferul de masă, suprafaţa expusă

mediului de uscare, diferenţele de temperatură şi de umiditate dintre mediul uscat şi suprafaţa umedă a

nămolului. În final, în timpul fazei de descreştere, umiditatea externă se evaporă rapid şi este înlocuită de

umiditatea internă. Ca rezultat, suprafaţa expusă nu mai este saturată, căldura latentă nu este transferată la fel

de repede ca şi căldura sensibilă ce vine de la suprafaţa de încălzire, temperatura nămolului creşte şi eficienţa

uscării scade. Punctul de trecere de la faza constantă la cea de descreştere este numit umiditate critică.

7.1.6. Teoria uscării nămolului

Clasificarea utilajelor de uscare este bazată pe o metodă predominantă de transfer a căldurii la

materiile solide umede. Aceste metode sunt: convecţia, conducţia, radierea sau o combinaţie a

acestora.

7.1.6.1. În sistemele de uscare prin convecţie (uscare directă), nămolul umed intră în contact

direct cu mecanisme de transfer a căldurii, de obicei gaze fierbinţi. Transferul căldurii de convecţie

este exprimat matematic ca:

( )sgcconv TTAhq −⋅⋅= (7.1)

unde: qconv (kJ/h) = transferul de căldură de convecţie,

88

hc (kJ/m2· h/ºC) = coeficientul de transfer al căldurii de convecţie,

A (m2) = suprafaţa umedă expusă gazului,

Tg (ºC) = temperatura gazului,

Ts (ºC) = temperatura la interfaţa nămol-gaz.

Coeficientul de transfer al căldurii de convecţie poate fi obţinut de la fabricantul utilajului de

uscare sau din studii pe staţii pilot.

7.1.6.2. În sistemele de uscare prin conducţie (uscare indirectă), peretele ce reţine materiile

solide separă nămolul umed de suprafaţa de transfer a căldurii, în mod normal aburi sau un fluid

fierbinte. Expresia matematică pentru transferul căldurii prin conducţie este:

( )smcondconv TTAhq −⋅⋅= (7.2)

unde: q conv (kJ/h) = transferul de căldură prin conducţie,

h cond (kJ/m2· h/ºC) = coeficientul de transfer al căldurii conductive,

A (m2) = suprafeţa de transfer a căldurii,

Tm (ºC) = temperatura mediului de uscare a nămolului,

Ts (ºC) = temperatura la interfaţa nămol-gaz.

Coeficientul se poate obţine de la fabricantul utilajului de uscare sau din studii pe staţii pilot.

7.1.6.3. În sistemele de uscare prin radiere, sistemele cu lămpi cu infraroşu, sistemele cu

rezistenţe electrice sau energia radiantă de alimentare a refractorilor încălziţi cu gaz ce se transferă la

nămolul umed şi evaporă umezeala. Transferul căldurii prin radiere este exprimată ca:

( )srsrad TTsACq −⋅⋅⋅= (kJ/h) (7.3)

unde: q rad (kJ/h) = transferul de căldură prin radiere,

Cs = puterea de emisie a suprafeţei uscate,

A (m2) = suprafaţa de nămol expusă sursei de radiere,

s = (4.88 x 10-8 kcal/ m2 · h/K) constanta Stefan-Boltzman,

Tr (ºK(ºR)) = temperatura absolută a sursei de radiere, şi

Ts (ºK(ºR)) = temperatura absolută a suprafeţei de uscare a nămolului

Puterea de emisie a suprafeţei de uscare poate fi obţinută de la fabricantul utilajului sau din studii

pe staţii pilot.

7.1.7. Principalele sisteme de uscare a nămolului

Utilajele de uscarea nămolului sunt grupate în patru categorii: directe, indirecte, combinate şi cu infraroşu.

7.1.7.1. Utilaje directe

Utilajele directe (prin convecţie) ce au fost folosite cu succes în deshidratarea nămolului rezultat

de la epurarea apelor uzate, includ utilaje de uscare prin pulverizare, utilaje de uscare rotative, utilaje

de uscare cu pat fluidizat.

Utilajele cu pat fluidizat, sau utilajele cu transportor pneumatic se compun dintr-un cuptor de ardere,

mixer, dezintegrator, separator tip ciclon, ventilator pentru împrăştierea vaporilor. Mixerul are rolul de a

amesteca nămolul umed cu turtele uscate pentru a realiza un amestec de alimentare cu 40-50% umiditate.

89

Uscătoarele rotative (v. fig. 7.1) sunt folosite pentru uscarea nămolului primar, a nămolului în

exces şi a nămolului fermentat.

Un utilaj de uscare rotativ este alcătuit dintr-o carcasă din oţel ce se roteşte pe un lagăr şi este montat în

mod normal cu axa înclinată uşor faţă de orizontală. Nămolul influent este amestecat împreună cu turtele de

nămol deshidratate într-un malaxor localizat la un capăt al utilajului de uscare rotativ. Amestecul are o

umiditate de aproximativ 65%, ceea ce îl face capabil să se mişte fără să se lipească de utilaj. Produsul,

amestecat continuu, intră pe la capătul superior al utilajului de uscare, împreună cu gazul, la o temperatură

ce variază intre 260 si 482ºC. Amestecul şi gazele fierbinţi sunt transportate spre capătul de evacuare al

utilajului. În timpul transportului, trecerea axială împreună cu rotirea uşoară a peretelui interior a utilajului

evacuaează nămolul în exterior. Aceasta crează un strat subţire de particule tasate, ce iau contact direct cu

gazele fierbinţi şi se usucă rapid. Gazele evacuate ies din utilaj la temperaturi ce variază între 66 şi 105ºC şi

trec printr-un echipament de control, pentru îndepărtarea mirosului şi a particulelor în suspensie. Produsul

rezultat în urma uscării are un conţinut în materii solide cuprins între 90 şi 95% şi este uşor de manipulat, de

depozitat şi de valorificat ca fertilizator sau ca material de îmbunătăţire calitativă a solului.

Fig. 7.1 - Uscător rotativ

Utilajul de uscare cu pat fluidizat (v. fig. 7.3) conţine o cameră verticală fixă, perforată la partea

inferioară prin care sunt forţate să treacă gazele fierbinţi de către un grup de suflante. Uscătorul

produce un nămol granulat similar cu cel obţinut în sistemele de uscare rotative. În interiorul patului

fluidizat se menţine o temperatură de aproxiamtiv 120ºC.

În fig. 7.2 se prezintă o schemă clasică a unui sistem de uscare cu pat fluidizat. Un transportor cu

şnec alimentează nămolul umed printr-o închidere pneumatică. În utilaj, gazul încălzit face ca nămolul

să devină fluid sau îl transformă în nămol în suspensie odată cu patul de nisip. Gazele încălzite de la

sistemul de ardere intră în camera de refulare şi o placă perforată aşezată la bază distribuie uniform

gazele prin utilaj. Aceasta produce un amestec la nivel ridicat şi un contact intim între particulele

solide şi gazul fierbinte având ca rezultat un transfer de căldură între faza solidă şi cea gazoasă. Turtele

uscate ies din utilaj prin deversare printr-o conductă sau peste un prag ajustabil cu închidere

pneumatică. Orificiile de evacuare insuflă gazele într-un separator tip ciclon sau la alte echipamente de

control a aerului poluat.

90

Fig. 7.2 - Schema de principiu a unui sistem de deshidratare cu pat fluidizat

Fig.7.3 - Utilaj uscare cu pat fluidizat

7.1.7.2. Utilajele de uscare indirecte

Utilajele de uscare indirecte sunt echipamente poziţionate vertical sau orizontal. Ele includ

utilajele de deshidratare cu palete (raclete), utilajele de uscare cu discuri şi utilajele tip evaporator cu

efect multiplu.

Utilajele cu raclete şi cele cu discuri sunt constituite dintr-un rezervor orizontal fix, cu o carcasă

prin care circulă căldura. Rezervorul sau jgheabul conţine un ansamblu de agitatoare (discuri, palete)

montate pe un arbore rotaţional. Rotorul şi agitatoarele permit transferul căldurii şi circulaţia agentului

termic prin partea centrală. Pot fi folosiţi şi alţi agenţi termici ca apă fierbinte sau ulei. Agitatoarele nu

au rol doar de transport a nămolului prin unitate, ci şi rol de transfer a căldurii la suprafaţa de contact

91

cu nămolul. Discurile sunt fabricate din oţel sau din inox iar unele utilaje sunt furnizate cu o

combinaţie de cele două tipuri de materiale. Unităţile pot fi de asemenea, construite din diferite aliaje

speciale dacă sunt prezente medii puternic corozive. O schemă de principiu este prezentată în figura

7.4. Concentraţii de materii solide din nămolul uscat variază între 65 şi 95% în funcţie de utilizarea sau

dispunerea finală.

Fig. 7.4 - Schema de principiu a deshidratării indirecte

7.1.7.3. Utilaje de uscare combinate

Utilajul de uscare combinat, este alcătuit dintr-un rezervor sau un jgheab căptuşit ce foloseşte un

volum mare de gaze încălzite ca mediu de încălzire sau care face trecerea gazului apoi la utilajul

indirect. Acest mod de funcţionare reduce punctul de fierbere a substanţelor volatile şi are efect de

fluidizare, acestea îmbunătăţind coeficientul de transfer al căldurii dintre nămol şi suprafaţa încălzită.

Alt avantaj al acestei metode de funcţionare este acela că încălzirea directă sau indirectă poate varia

pentru a minimiza consumul de energie şi pentru a mări eficienţa de uscare.

7.1.7.4. Utilaje de deshidratare cu radiaţii infraroşii.

Aplicaţiile de uscare a nămolului provenit de la epurarea apelor uzate orăşeneşti cu radiaţii infraroşii

în mod normal implică combustia (un cuptor de uscare cu infraroşu sau multiple cuptoare de uscare).

Caracteristicile nămolului uscat depind de natura nămolului influent, de tipul proceselor din

amonte, de suprafaţa expusă procesului de uscare. Granulele de nămol vor varia între 6 şi 8 mm.

Pentru comercializare, granulele trebuie să aibe dimensiuni cuprinse între 3 şi 5 mm şi pentru aceasta

se va proceda la o sitare a acestuia.

7.2. INCINERAREA NĂMOLURILOR

Incinerarea nămolului este o transformare parţială sau totală a substanţelor organice în produşi

oxidaţi (dioxid de carbon, apă şi cenuşă) sau oxidare parţială şi volatilizarea substanţelor organice prin

92

arderea în prezenţa oxigenului. Primul obiectiv al reducerii termice este acela de a reduce cantitatea de

materii solide necesară cerinţelor de depozitare. Termenul de incinerare se referă la reducerea

substanţei organice la temperatură ridicată în prezenţa excesului de aer. Turtele deshidratate ce conţin

materii solide în proporţie de 20-30 %, pot fi incinerate cu combustibili auxiliari. Turtele uscate cu

materii solide în proporţie de 30-50 % sau chair mai mult pot întreţine arderea.

7.2.1. Elementele ce intră în componenţa carbohidraţilor, a acizilor şi a proteinelor conţinute în

nămol sunt substanţe precum carbonul, oxigenul, hidrogenul şi azotul. Procentul în care se găseşte

fiecare element în parte se determină în laborator pe bază de analize.

Cantitatea de oxigen necesară întreţinerii fenomenului de oxidare se determină pe baza

cantităţilor de C, O, N şi H conţinute în nămol şi a relaţiei:

CaObHcNd + (a +0,25c – 0,5b) O2 → aCO2 + 0,5c H2O + 0,5d N2 (7.4)

iar cantitatea teoretică de aer va fi de 4,35 ori mai mare decât cea a oxigenului necesar, deoarece aerul

conţine 23% oxigen. Pentru a se asigura procesul de incinerare, cantitatea de aer va fi suplimentată cu

aproximativ 50%.

7.2.2. Procesul de combustie sau de incinerare, reprezintă o combinaţie rapidă a oxigenului cu

combustibilul rezultat din eliberarea căldurii. Elementele combustibile ale nămolului în exces precum

carbonul, hidrogenul, sulful, apar combinate chimic în nămolul organic sub formă de grăsimi,

carbohidraţi şi proteine. Partea combustibilă a nămolului are un conţinut energetic aproximativ egal cu

cel al lignitului. Produşii arderii complete sunt dioxidul de carbon, vaporii de apă, dioxidul de sulf şi

cenuşa. O incinerare corespunzătoare necesită o dozare corespunzătoare şi o amestecare bine făcută a

combustibilului cu aerul, aprinderea şi menţinerea procesului de ardere a amestecului.

7.2.3. Gazul rezultat din incinerarea substanţelor organice umede conţine gaze de combustie

umede, aer în exces şi vapori de apă proveniţi din amestec şi oxidarea hidrogenului. Puterea calorică a

gazului de combustie rezultă prin însumarea puterilor calorice a fiecărui gaz constituent la temperatura

de evacuare. Dacă se foloseşte combustibil suplimentar, volumele şi capacităţile calorice ale gazelor

rezultate din incinerarea combustibilului şi a nămolului trebuie calculate separat.

7.2.4. Puterea calorică a nămolului

Compoziţia şi cantitatea de combustibil ce urmează a fi incinerat, sunt elemente de bază încă

din faza de proiectare a oricărui sistem de incinerare. Compoziţia determină valoarea calorică a

combustibilului iar cantitatea de combustibil determină dimensiunile necesare ale unităţii.

Valoarea puterii calorice a nămolului influent reprezintă cantitatea de căldură ce poate fi

utilizată pe unitatea de masă a materiilor solide. Valoarea puterii calorice, primul indicator al

potenţialului de ardere, depinde de procentul în care se găsesc hidrogenul, carbonul, oxigenul şi sulful.

Carbonul transformat în dioxid de carbon are o putere calorică de 3,4 x 104 kJ/kg s.u., hidrogenul are o

putere calorică mai mare de 14,4 x 104 kJ/kg s.u., iar sulful are o putere calorică de 1,0 x 104 kJ/kg s.u.

Orice schimbare în conţinutul de carbon, hidrogen sau sulf din combustibil va creşte sau va scădea

93

puterea calorică a nămolului. Tabelul 7.1 prezintă puteri calorice ale reziduurilor reprezentative

rezultate în urma epurării apelor uzate.

Valorile cele mai ridicate ale puterii calorice se întâlnesc în cazul grăsimilor şi a spumei.

Nămolul fermentat are o putere calorică foarte mică.

Tabel 7.1Material Combustibili (%) Puterea maximă calorică a

substanţelor uscate(kg/kg s.u.)

0 1 2Grăsimi şi spumă 88 16.700,0

Materii solide neprelucrate 74 10.300,0Material rezultat în urma

sitării86 9.000,0

Gunoi menajer 85 8.200,0Nămol fermentat 60 5.300,0

Materii solide precipitatechimic

57 7.500,0

Nisip 33 4.000,0

7.2.5. Procese de incinerare

Există cinci tipuri diferite de procese de incinerare ce folosesc următoarele tipuri de

echipamente (utilaje): cuptoare cu vetre multiple, incineratoare cu pat fluidizat, condiţionarea termică

cu unde infraroşii, o combinaţie de incineratoare cu vetre multiple şi incineratoare cu pat fluidizat şi

proces de zgurificare.

7.2.6. Cuptoare cu vetre multiple

Cuptoarele cu vetre multiple sunt folosite pentru transformarea turtelor de nămol deshidratat în

cenuşă. Acest tip de utilaj se foloseşte de obicei doar în staţiile de epurare foarte mari, datorită

complexităţii procesului şi a costului de investiţie ridicat. Acest tip de utilaj poate fi folosit, de

asemenea, doar pentru uscarea nămolului.

O secţiune transversală a unui furnal cu multiple vetre este reprezentată în figura 7.5. Un furnal

cu multiple vetre este poziţionat vertical, este de formă cilindrică, din oţel refractar şi conţine o serie

de rafturi orizontale sau vetre. Un arbore central se roteşte în interiorul vetrei. Braţele metalice sunt

ataşate pe arborele central iar prin ele va trece aer pentru ventilare. Fiecare braţ este dotat cu o serie de

dinţi ce pot fi înclinaţi în direcţia de rotaţie sau invers direcţiei de rotaţie. Braţele inverse sporesc

timpul de retenţie al nămolului şi îmbunătăţesc uscarea. Aerul de combustie intră pe la partea

inferioară a vetrei şi circulă ascendent prin duzele vetrei în contracurent cu nămolul. Aerul este evacuat

pe la partea superioară a vetrei, la un schimbător de căldură şi apoi la un echipament de control al

aerului poluat.

În general, curgerea materiilor solide se face descendent prin furnal. Cursul radial, este cauzat de

acţiunea formei înclinate a racloarelor metalice, poziţionate pe braţele montate de pe arborele central.

94

Mişcarea are loc într-o serie de paşi discreţi fiecărui dinte revenindu-i câte o parte de materii solide.

Materiile solide sunt împinse radial de câteva ori, în fiecare vatră în care au o perioadă de staţionare.

Procesul are ca efect brăzdarea şi răsucirea nămolului astfel încât acesta să fie cât mai bine

expus procesului de uscare. Suprafaţa efectivă pentru uscare se estimează a fi 130% din suprafaţa

plană a vetrei. Cenuşa uscată se evacuează pe la partea inferioară a furnalului şi este reţinută fie sub

formă umedă fie sub formă uscată.

Fig. 7.5 - Cuptorul cu vetre multiple

Cuptorul cu vetre multiple, are trei zone: zona de uscare, zona de incinerare zona de răcire.

Majoritatea apei din nămol se evaporă în zona vatrei superioare sau în zona de uscare. Temperatura creşte

în zona de uscare de la 430 la 760ºC. Produsul uscat este apoi incinerat la temperaturi cuprinse între 760 şi

930ºC în zona centrală a vetrei, numită şi zona de incinerare. Materiile volatile şi materiile solide sunt

incinerate în vatra superioară şi în cea de mijloc. Aerul insuflat răceşte cenuşa până la o temperatură

cuprinsă în intervalul 90-200ºC în vatra inferioară şi o evacuează pe la partea inferioară a cuptorului.

Nămolul influent trebuie să conţină mai mult de 15% materii solide datorită limitei maxime de

evaporare a echipamentului. Este nevoie să se adauge combustibil suplimentar atunci când conţinutul

de materii solide al influentului este cuprins între 15 şi 30%. Cantitatea medie de nămol influentă este

de aproximativ 40 kg/m2 · h.

95

Cuptorul cu vetre multiple a fost folosit cu succes pentru distrugerea termică a diferitelor tipuri de

nămoluri. Avantajele furnalului cu mai multe vetre sunt: spaţiul necesar mic, fiabilitatea mare, uşurinţa în

exploatare, eficienţa ridicată, reducerea mare a volumului de nămol şi evacuarea de cenuşă sterilă.

Dezavantajele includ întreţinerea sporită, necesită efort ridicat, consum mare de energie, probleme de

poluare a aerului, probleme de miros, costuri ridicate ale investiţiei şi complexitatea sistemului.

7.2.7. Incinerator cu pat fluidizat

Incineratorul cu pat fluidizat (v. fig. 7.6) este un echipament de formă cilindrică, ce conţine un pat de

nisip de aproximativ 0,8 m grosime şi duze pentru admisia aerului la o presiune de 20 – 35 kPa şi pentru

menţinerea patului de nisip în suspensie. Nămolul se amestecă repede cu patul fluidizat prin mişcarea turbulentă

a nisipului. Temperatura minimă a nisipului înainte de introducerea nămolului trebuie să fie de aproximativ

700ºC şi trebuie menţinută mai apoi la valori cuprinse între 760 şi 820ºC. Evaporarea apei şi incinerarea au loc

rapid, iar cenuşa şi gazele rezultate în urma arderii sunt evacuate pe la partea superioară a utilajului.

Într-un incinerator cu pat fluidizat materiile solide din nămol au o mişcare fluidă într-un spaţiu

închis, prin trecerea aerului de combustie prin zona patului fluidizat.

În această fază materiile solide sunt separate unele de altele cu ajutorul aerului introdus pentru

fluidizarea patului prezentând o suprafaţă mai mare de contact gaz-solid. Datorită suprafeţei mari de

contact, eficienţa termică este mare în majoritatea incineratoarelor cu pat fluidizat.

Dispersia gazului prin patul fluidizat se face prin duze special proiectate să asigure mixarea

completă a amestecului de nisip cu nămol. Variaţiile de temperatură ale patului fluidizat dintr-o

anumită zonă în alta a incineratorului nu trebuie să depăţească 6-8ºC.

7.2.8. Proiectarea sistemului de incinerare a nămolului

Selectarea şi proiectarea sistemului de incinerare a nămolului este o sarcină complexă, tehnică, ce necesită

specializare. Procedura de proiectare include metode empirice care se bazeaza pe datele furnizate de staţiile pilot.

Asemenea informaţii sunt în general recomandate ca fiind corespunzătoare şi pot fi brevetate de către fabrici care

vor dezvolta calculele de proiectare după ce introduc date, condiţii şi specificaţii pentru operare.

Fig. 7.6 - Incinerator cu pat fluidizat

96

Un incinerator cu vetre multiple trebuie să fie capabil să incinereze turtele deshidratate, să

menţină o temperatură de aerdere cuprinsă între 430 şi 760ºC, şi să evacueze o cenuşă sterilă care să nu

conţină mai mult de 5% substanţă combustibilă. Incinerarea se va face eficient, dacă sunt limitate

emisiile de gaze, la o opacitate care să nu depăşească 20% şi o temperatură a gazelor evacuate mai

mică de 67 ºC cu un conţinut de 6 şi 10% oxigen.

În mod normal, un incinerator cu pat fluidizat este mult mai economic decât un incinerator cu

multiple vetre, deoarece acesta necesită temperaturi de ardere mult mai mari.

7.2.9. Controlul emisiilor

Proiectarea sau exploatarea inadecvată a procesului pentru prelucrarea nămolurilor pot avea o

contribuţie semnificativă la poluarea aerului. Două probleme importante asociate cu procesul de

incinerare sunt mirosul şi emisiile rezultate în urma arderii.

Cantitatea şi calitatea emisiilor rezultate în urma arderii depind de metoda folosită pentru

incinerare, de compoziţia nămolului şi de compoziţia carburantului auxiliar.

7.3. COMPOSTAREA NĂMOLURILOR ÎMPREUNĂ CU DEŞEURILE MENAJERE

7.3.1. Compostarea este o metodă biochimică a stabilizării ce prelucrează reziduurile apei uzate

pentru a putea fi folosite ca agenţi de îmbunătăţire a calităţii solurilor. Este un proces autoterm

(50 - 70ºC), ce reduce agenţii patogeni şi produce un material similar cu pământul natural. Un produs

bine stabilizat prin compostare poate fi depozitat şi are un miros aproape nesesizabil chiar dacă este

reumezit. Compostarea este potrivită pentru o varietate largă de utilizări finale a produsului. El poate fi

folosit în agricultură, pentru controlul eroziunii solului, pentru îmbunătăţirea proprietăţilor pământului

şi pentru recultivarea pământului şi aceste obiective sunt atinse doar după ce se realizează reducerea

agenţilor patogeni, maturarea şi uscarea materialului compostat. Aproximativ 20 – 30% din materii

volatile sunt transformate în dioxid de carbon şi apă.

7.3.2. Fenomenul de compostare se poate desfăşura atât în medii aerate cât şi în medii neaerate.

Compostarea aerobă accelerează descompunerea materialului având ca rezultat creşterea

temperaturii necesare distrugerii agenţilor patogeni. Compostarea aerobă micşorează cantitatea de gaze

urât mirositoare ce rezultă în timpul procesului.

7.3.3. Pot fi compostate materiile solide brute, fermentate, sau stabilizate pe cale chimică.

Nămolurile ce au fost stabilizate prin fermentare aerobă sau anaerobă înainte de a fi compostate, pot

duce la scăderea suprafeţei de compostare cu aproximativ 40%.

7.3.4. Compostarea este un proces simplu care poate fi adaptat pentru majoritatea climatelor.

Atunci când se doreşte o creştere a eficienţei de funcţionare a procesului, de control a mirosului şi de

reducere a costurilor de funcţionare, multe obiecte sunt construite subteran, în clădiri complet închise,

sau cu mecanizare completă.

7.3.5. Factorii care stabilesc alegerea procesului de compostare sunt:

- producţia zilnică de nămol;

- suprafaţa necesară desfăşurării procesului;

97

- proprietăţile nămolului şi tipul proceselor şi echipamentelor de prelucrare a

nămolului utilizate în amonte.

7.3.6. Procesul de compostare este format din mai multe etape:

1) amestecul nămolului cu materialul de umplutură;

2) descompunerea, aerarea amestecului prin mijloace mecanice, prin insuflare de aer sau

ambele;

3) recuperarea materialului de umplutură;

4) maturarea şi depozitarea ce va permite mai departe fenomenul de stabilizare a nămolului şi

răcirea compostului;

5) post procesarea (sitarea pentru îndepărtarea materialului nebiodegradabil, precum obiecte

din plastic, din metal sau mărunţirea acestora);

6) valorificarea.

O parte din produsul final este recirculat pentru o condiţionare mai bună a amestecului format

din nămol şi materialul de umplutură.

7.3.7. Teoria compostării

Procesul de compostare implică distrugerea complexă a substanţelor organice cu formarea de

acid humic şi compost.

Microorganismele implicate în procesul de compostare sunt bacteriile, actinomycetes şi

ciupercile. Bacteriile sunt responsabile pentru distrugerea unei părţi semnificative de material organic.

Iniţial, la temperaturi mezofile (mai mici de 40°C), ele metabolizează carbohidraţii, zaharidele şi

proteinele. La temperaturi termofile (mai mari de 40°C), bacteriile descompun proteinele, lipidele, şi

fracţiunile de semiceluloză. În plus, ele sunt responsabile pentru marea majoritate a energiei produsă

pentru încălzire.

Ciupercile sunt prezente atât la temperatură mezofilă cât şi la temperatură termofilă. Activitatea

lor este asemănătoare cu cea a actinomycetes. Ambele se găsesc pe părţile exterioare ale grămezilor

compostate.

Fig. 7.7 - Fazele procesului de compostare în funcţie de temperatură

În timpul procesului de compostare, au loc trei etape de activitate asociate cu temperatura:

activitate la temperatură mezofilă, la temperatură termofilă şi la temperatură scăzută (de răcire). În

activitatea mezofilă, temperatura creşte de la temperatura mediului ambiant până la 40ºC, cu apariţia

98

de ciuperci şi bacterii. În timpul activităţii termofile temperatura creşte până la 70ºC, iar

microorganismele existente sunt înlocuite cu bacterii termofile, actinomycetes şi ciuperci termofile. La

temperatura termofilă are loc reducere semnificativă a substanţelor organice. Etapa de răcire este

caracterizată prin reducerea activităţii microorganismelor şi înlocuirea organismelor termofile cu cele

mezofile. În această etapă are loc evaporarea apei din materialul compostat, stabilizarea pH-ului şi

formarea acizilor humici.

7.3.8. Balanţa energetică

Căldura este generată de transformarea carbonului organic în dioxid de carbon şi vapori de apă.

Combustibilul provine din partea de substanţe volatile degradată rapid.

Căldura este disipată în timpul aerării şi mixării materialului de compostat. Temperatura

procesului nu va creşte dacă pierderile de căldură depăşesc temperatura generată de proces. Dacă

raportul dintre cantitatea de apă evaporată şi cantitatea de substanţe volatile reduse este mai mic de 8 ÷

10, trebuie să fie disponibilă suficientă energie pentru încălzire şi evaporare. Dacă raportul depăşeşte

10, amestecul va rămâne rece şi umed. Această generalizare se bazează pe căldura de evaporare şi nu

se ia în considerare efectul mediului ambiant asupra evaporării şi a suprafeţei de răcire.

7.3.9. Raportul carbon/azot

Microorganismele folosesc carbon şi azot în proporţii fixate de către compoziţia biomasei

microbiene. Raportul ideal de carbon la azot variază intre 25:1 şi 35:1. Dacă raportul carbon/azot este

mai mic de 25:1, excesul de azot va fi transformat în amoniac, având ca rezultat pierderea de nutrient

şi emisia de miros amoniacal. Dacă raportul depăşeşte 35:1, materialul organic se va degrada din ce în

ce mai încet şi va rămâne activ în etapa de tratare.

Materialul de umplutură ajustează conţinutul de materii solide al amestecului, asigură o sursă

suplimentară de carbon pentru a ajusta raportul carbon/azot şi balanţa energetică, şi asigură integritatea

structurală pentru a menţine porozitatea amestecului. Materialul de umplutură poate fi constituit din

resturi vegetale din agricultură (tulpini de floarea soarelui, coceni de porumb, paie etc.), deşeuri

menajere orăşeneşti, deşeuri animale, materiale rezultate de la prelucrarea lemnului etc.

Procesul cu grămadă statică aerată şi unele procese ce au loc în bazine special amenajate

necesită amestecuri cu o porozitate mare, pentru a putea fi aerate de către suflante la presiune mică.

Datorită materialului de umplutură, volumul produsului compostat este egal sau mai mare decât

volumul turtelor deshidratate. Pentru un volum dat de materii solide, volumul de material ce trebuie compostat

creşte odată cu descreşterea procentuală a materiilor solide datorită volumului mai mare de amestec.

7.3.10. Controlul temperaturii şi aerarea

Aerarea scade temperatura şi vaporii de apă şi aprovizionează cu oxigen microorganismele. În

timp ce debitul de aer insuflat este crescut într-un sistem de aerare forţat, temperatura ce se acumulează

scade şi debitul de vapori de apă evacuaţi creşte. Amestecare rapidă eliberează căldură şi vapori de

apă, şi sporeşte de asemenea aerarea prin îmbunătăţirea porozităţii. Fără o aerare suficientă,

temperatura ce se acumulează poate depăşi 70ºC, ceea ce este în detrimentul activităţii microbiene.

Temperatura optimă pentru degradarea substanţelor volatile variază între 40 şi 50ºC. În plus,

99

temperatura de 40 - 50ºC este temperatura optimă pentru îndepărtarea vaporilor de apă, deoarece

debitul ridicat de aer insuflat este necesar pentru a menţine temperaturi scăzute pentru un proces cu

activitate ridicată. Pentru a asigura reducerea agenţilor patogeni, temperatura trebuie să fie mai mare

de 55ºC pentru un timp specificat (adesea de aproximativ 2 săptămâni), funcţie de tipul procesului de

compostare.

7.3.11. Reducerea agenţilor patogeni

Organismele patogene ce se găsesc în apele uzate se împart în cinci grupe: bacteriile, viruşii,

protozoa cystis, viermii parazitari şi ciuperci. Primele patru grupe sunt adesea denumite organisme

patogene primare, deoarece ele pot imbolnăvi persoanele sănătoase şi pot genera diferite boli. Ultimul

grup, ciupercile, sunt organisme patogene secundare deoarece ele doar infectează persoanele şi pot

crea probleme de respiraţie sau a sistemului imunitar.

Temperatura ridicată este una dintre metodele de distrugere a agenţilor patogeni. Temperatura din

interiorul grămezii de compostat poate să nu fie uniformă datorită variaţiilor pierderilor de căldură,

caracteristicilor de mixare şi a debitului de aer. Compostarea în cazul în care temperatura atinge pe cea

termofilă, trebuie să elimine practic toate organismele patogene virale, bacteriene şi parazitare. Oricum, unele

ciuperci precum Aspergillus fumigatus sunt termo-tolerante şi supravieţuiesc procesului de compostare.

7.3.12. Maturarea

Termenul de maturare se referă la transformarea componentelor rapid biodegradabile, a

materialului organic şi a materialului de umplutură în substanţe similare cu cele ale solului. Materialul

compostat ce a fost insuficient maturat va genera miros în timpul depozitării şi după umezire. Va

împiedica germinarea prin generarea de acizi organici.

Termenul de stabilizare în compostare se referă la raportul de degradare microbiană a

componentelor biodegradabile din amestec.

7.3.13. Uscarea

Vaporii de apă sunt îndepărtaţi în timpul compostării având loc o creştere a conţinutului de

materii solide din amestec de la 40% la 55%. Uscarea este critică în procesele care includ sitarea

deoarece sitele nu funcţionează bine când materialul compostat are un conţinut de materii solide mai

mic de 50 – 55%. Uscarea are loc prin prevederea unei aerări suficiente şi a unei agitări care să

îndepărteze majoritatea vaporilor de apă.

Post procesarea este adesea utilizată pentru a face materialul compostat comerciabil.

Dimensiunile particulelor din produsul final variază între 6 şi 25 mm.

7.3.14. Consideraţii de proiectare a sistemelor de compostare

7.3.14.1. Pentru a proiecta un sistem de compostare trebuie avuţi în vedere mai mulţi factori

precum:

- volumul total de material;

- greutatea totală a materiilor în stare umedă;

- conţinutul de materii solide;

- conţinutul de materii volatile din nămol;

100

- conţinutul de materii volatile din materialul pentru compostat;

- umiditatea;

- cantitatea de material de umplutură necesară amestecului etc.

Procentul de materii solide din materialul pentru compostat trebuie să fie de aproximativ 40%

pentru o compostare eficientă.

Tabelul 7.2 prezintă consideraţiile cele mai importante de proiectare pentru procesele de

compostare aerobă.

Tabel 7.2Parametri Comentarii

0 1

Tipul de nămol

Pot fi compostate cu succes atât nămolurile neprelucrate cât şinămolurile fermentate. Nămolurile neprelucrate emană gaze urâtmirositoare. Nămolul neprelucrat are o putere energetică mai mare, sedegradează mult mai uşor şi necesită mai mult oxigen.

Materialul de umplutură Caracteristicile materialului de umplutură au efecte semnificativeasupra procesului şi asupra calităţii produsului rezultat.

Raportul carbon/azotRaportul carbon/azot trebuie să varieze în intervalul 20:1 – 35:1. Laraport scăzut are loc evacuarea de amoniac. Sursa de carbon trebuieverificată dacă este rapid biodegradabilă.

Substanţe volatile

Substanţele volatile ale amestecului pentru compostat trebuie să fiemai mare de 30% din conţinutul total de materii solide.Nămolul deshidratat necesită de obicei adăugarea de material deumplutură pentru reglarea conţinutului de materii solide.

Necesarul de aerAerul ce conţine cel puţin 50% oxigen rămas trebuie să atingă toatepărţile materilului de compostat pentru obţinerea unor rezultateoptime, în special în cazul sistemelor mecanice.

UmiditateaUmiditatea amestecului nu trebuie să fie mai mare de 60% pentrugrămezile statice sau cele amestecate şi mai mică de 65% pentrucompostarea în bazine închise.

Controlul pH-ului pH-ul trebuie să varieze între 6 şi 9. Pentru o descompunere aerobăoptimă pH-ul trebuie să aibe valori cuprinse între 7 şi 7,5.

Temperatura

Temperatura trebuie să ia valori cuprinse între 50 şi 55ºC pentruprimele zile şi 55 - 60ºC pe restul perioadei de compostare. Dacătemperatura creşte peste 65ºC pentru o perioadă mai mare de timp,activitatea biologică va fi redusă.

Controlul agenţilor patogeniDacă procesul se desfăşoară corespunzător, e posibil să poată fidistruşi toţi agenţii patogeni. Pentru aceasta trebuie menţinută otemperatură cuprinsă între 60 şi 70ºC pentru o perioadă de 24 h.

AmestecareaMaterilul de compostat trebuie amestecat după un program stabilit înprealabil sau după nevoi. Frecvenţa de amestecare va depinde de tipulcompostării.

Metalele greleTrebuie monitorizat conţinutul de metale grele atât din materialul decompostat cât şi din materialul compostat pentru a se aprecia modulfinal de aplicare a compostului.

Problema amplasamentuluiFactorii ce trebuie analizaţi pentru alegerea amplasamentului includdisponibilitatea zonei, condiţiile climatice, disponibilitatea zonelor detranzitare etc.

7.3.14.2. Pentru compostarea nămolului există trei opţiuni: aşezarea sub formă de grămezi statice

aerate (v. fig. 7.8), aşezarea în brazde (întoarse şi aerate) şi compostarea mecanică.

101

7.3.14.3. Compostarea prin dispunerea sub formă de grămezi aerate statice se realizează prin

aşezarea amestecului format din nămol şi material de umplutură sub formă de grămezi de cca.

2 - 2,5 m pe grătare alcătuite din conducte perforate. Un strat de material compostat şi sitat cu rol de

izolare, este adăugat peste movila cu material pentru compostare. Amestecul este compostat pentru o

perioadă de 21 – 28 zile, după care urmează maturarea timp de 30 zile.

Fig. 7.8 - Dispunerea materialului pentru compostare sub formă de grămezi aerate statice

Fig.7.9 – Utilaj de compostare vertical

7.3.14.4. Cea de-a doua metodă de compostare o constituie dispunerea materialului sub formă de

brazde de 1 – 2 m înălţime şi o lăţime la bază de 2 – 4,5 m. Brazdele sunt răsturnate şi amestecate

periodic în timpul procesului de compostare în vederea aerării mecanice. În plus se poate folosi şi

aerarea mecanică. Perioada de compostare este de 21 – 28 zile, iar în această perioadă brazda cu

102

materialul de compostare este răsturnată de cel puţin 5 ori în timp ce temperatura este menţinută la

55ºC. În timpul compostării condiţiile aerobe sunt greu de menţinut. Activitatea microbiană poate fi

aerobă, anaerobă sau combinată, depinzând de cât de des sunt răsturnate şi amestecate grămezile.

Răsturnările sunt însoţite de emanarea de mirosuri neplăcute datorită condiţiilor anaerobe. Uneori

această compostare se face în spaţii acoperite sau chiar închise.

7.3.14.5. Compostarea mecanică în bazine sau containere închise este însoţită de sisteme

mecanice de control a mirosului, a temperaturii şi a concentraţiei de oxigen. Aceste sisteme sunt mai

eficiente, controlează mult mai bine mirosurile ce se degajă în timpul procesului de compostare, iar

echipamentele necisită un spaţiu mult mai redus.

8. DEPOZITAREA ŞI VALORIFICAREA NĂMOLURILOR8.1. DEPOZITAREA NĂMOLURILOR

8.1.1. Depozitul de nămol este o parte importantă a oricărei staţii de epurare a apelor uzate.

Depozitarea nămolului are următoarele funcţii: egalizarea debitelor, uniformizarea caracteristicilor

nămolului în vederea îmbunătăţirii proceselor de tratare din aval, ca stabilizarea, concentrarea, şi

deshidratarea, permit alimentarea mult mai uniformă pentru intensificarea operaţiilor de concentrare şi

deshidratare şi permit flexiblitatea şi optimizarea proceselor pentru concentrare şi deshidratare.

8.1.2. Nămolul poate fi depozitat în construcţii (spaţii) special concepute din interiorul staţiei de

epurare, (rezervoare de stocare a nămolului, bazine de omogenizare, paturi de uscare, lagune), sau în

interiorul obiectelor tehnologice ale staţiei de epurare (în başa de colectare a nămolului din interiorul

decantorului primar sau a decantorului secundar, în bazinele de fermentare a nămolului, în

concentratoarele gravitaţionale, în bazinele de aerare, în decantoarele tip Imhoff) sau în afara staţiei de

epurare în depozite controlate, şanţuri, gropi, pe suprafaţa pământului, etc.

8.1.3. Depozitarea se poate face pe o perioadă scurtă de timp de exemplu în bazinele de decantare

sau în rezervoarele de concentrare a nămolului. Astfel de depozite sunt folosite în mod limitat şi sunt

folosite de obicei la staţiile de epurare mici unde timpul de depozitare poate varia de la câteva ore

până la 24 ore.

Depozitarea pe termen lung a materiilor solide poate fi realizată în procesele de stabilizare cu

perioade lungi de retenţie, de exemplu în cazul fermentării aerobe sau anaerobe sau în bazine separate,

proiectate special pentru acest scop. În instalaţiile mici, nămolul este de obicei depozitat în decantoare

şi în bazinele de fermentare.

În cazurile în care depozitarea nămolului are loc în bazine închise, ar trebui asigurată ventilaţia

împreună cu tehnologiile de control corespunzător a mirosului precum şi prevederea de sisteme de

filtrare a gazelor.

8.1.4. Împrăştierea nămolului pe/în sol

Împrăştierea nămolurilor şi a altor tipuri de reziduuri ce provin de la epurarea apelor uzate

orăşeneşti este un proces des folosit.

Anexa 1

LISTA DOCUMENTELOR NORMATIVE DE REFERINŢĂ

Nr.crt.

Indicativuldocumentaţiei Titlul documentaţiei

0 1 21 STAS 10898-85 Alimentări cu apă şi canalizări. Terminologie.2 STAS 4162/1-89 Decantoare primare. Prescripţii de proiectare.

3 STAS 4162/2-89 Decantoare secundare. Prescripţii de proiectare.4 STAS 4273-83 Construcţii hidrotehnice. Încadrarea în clase de

importanţă.5 STAS 12264-91 Separatoare de uleiuri şi grăsimi la staţiile de

epurare orăşeneşti.6 STAS 11566-91 Bazine cu nămol activat. Prescripţii generale de

proiectare.7 STAS 12607-88 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de suprafaţă

şi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide substanţe

8 STAS 12678-88 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide sodiu şi de potasiu

9 STAS 12594-87 Staţii de pompare. Prescripţii generale deproiectare.

10 STAS 10178 Gazometre la staţiile de epurare orăşeneşti.Prescripţii de proiectare.

11STAS 10686/76

Bazine pentru uniformizarea debitelor şi calităţiiapelor uzate industriale. Prescripţii de proiectare.

12 STAS 12278/96 Rezervoare de fermentare a nămolurilor din staţiilede epurare. Prescripţii generale de proiectare

13 STAS 11565 / 90 Platforme pentru uscarea nămolului fermentat dinstaţiile de epurare orăşeneşti. Prescripţii deproiectare.

14 STAS 13117-92 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide crom

15 STAS 12200-85 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de suprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide azot

16 STAS 12205-84 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide fosfor

Anexa 1 (continuare)0 1 2

17 STAS 12780-89 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea rezistenţeispecifice la filtrare sub vid.

18 STAS 12586-87 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea umidităţii, asubstanţei uscate, a pierderilor de calcinare(substanţe volatile) şi a substanţelor minerale

19 STAS 12526-87 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Luarea şi conservareaprobelor

20 STAS 12607-88 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide substanţe extractibile în eter de petrol.

21 STAS 12678-88 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide sodiu şi de potasiu

22 STAS 12833-90 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide magneziu

23 STAS 12834-90 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide calciu.

24 STAS 12875-90 Ape de suprafaţă şi ape uzate. Determinareaconţinutului de acetonă.

25 STAS 12876-90 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide cadmiu.

26 STAS 13094-92 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide nichel.

27 STAS 13116-92 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de uprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinareacoeficientului de compresibilitate

28 SR EN 12255-7:2002 Staţii de epurare. Partea 7: Reactoare biologice cupeliculă fixată.

29 SR EN 12255-8:2002 Staţii de epurare. Partea 8: Depozitare şi tratarenămoluri.

30 SR EN 12255-9:2002 Staţii de epurare. Partea 9: Control mirosuri şiventilaţie.

31 SR EN 12255-10:2002

Staţii de epurare. Partea 10: Prescripţii desecuritate.

32 SR EN 12255-11:2002

Staţii de epurare. Partea 11: Date generale cerute.

33 SR EN 12566-1 Staţii mici de epurare a apelor uzate cu până la 50LE – Partea 1: Fose septice prefabricate


34 SR EN 12566-3 Staţii mici de epurare a apelor uzate cu până la 50LE – Partea 3: Staţii de epurare a apelor uzatemenajere compacte şi / sau asamblate pe loc

35 SR EN 1085-2000 Epurarea apelor uzate. Vocabular

36 SR 12702:1997 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de suprafaţăşi epurarea apelor uzate. Vocabular

37 SR 13161:1993 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de suprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea timpului decrăpare a turtei de nămol

38 SR 13179:1994 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de suprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide cupru.

39 SR 13179:1994 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de suprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide zinc.

40 SR 13225:1995 Nămoluri rezultate de la tratarea apelor de suprafaţăşi epurarea apelor uzate. Determinarea conţinutuluide plumb. Metoda spectrometrică de absorbţieatomică.

41 SR 12176:2000 Caracterizarea nămolurilor. Determinarea valoriipH-ului

42 SR EN 12832:2002 Caracterizarea nămolurilor. Valorificarea şieliminarea nămolurilor. Vocabular.

43 SR EN 12879:2002 Caracterizarea nămolurilor. Determinarea pierderiila calcinare a substanţei uscate

44 SR EN ISO 5667-13:2000

Calitatea apei. Prelevare. Partea 13: Ghid generalpentru prelevarea probelor de nămol din canalizărişi instalaţii de tratare

45 SR EN ISO9509:2000

Calitatea apei. Metodă pentru evaluarea efectuluiinhibitor al produselor chimice şi al apelor uzateasupra procesului de nitrificare realizat demicroorganismele din nămolul activ

46 SR EN 752-6 :1999 Reţele de canalizare în exteriorul clădirilor.Parte 6.Instalaţii de pompare.

47 SR EN 1085 : 2000 Epurarea apelor uzate. Terminologie.48 SR EN 12255-1:2002 Staţii de epurare. Partea 1 : Principii generale de

construcţie.49 SR EN 12255-4:2002 Staţii de epurare. Partea 4: Decantare primară.50 SR EN 12255-5:2002 Staţii de epurare. Partea 5: Procedeu cu lagune.51 SR EN 12255-6:2002 Staţii de epurare. Partea 6: Procedee cu nămoluri

activate.52 SR EN 12880:2002 Caracterizarea nămolurilor. Determinarea

reziduului uscat şi conţinutului de apă.53 SR EN 13342:2002 Caracterizarea nămolurilor. Determinarea azotului

Kjeldahl.


54 SR EN 13346: 2002 Caracterizarea nămolurilor. Determinareaelementelor în urme şi a fosforului. Metode deextracţie în apa regală.

55 SR-CR 13097:2002 Caracterizarea nămolurilor. Buna practică pentruutilizarea în agricultură.

56 SR CR 13846:2002 Recomandări pentru păstrarea şi extindereautilizării nămolurilor şi căile de eliminare.

57 SR CR 13714:2002 Caracterizarea nămolurilor. Managementulnămolurilor în vederea utilizării sau a eliminării lor.

58 SR-CR 13767:2002 Caracterizarea nămolurilor. Buna practica pentruincinerarea nămolurilor cu şi fără grăsimi şi ecranări

59 SR-CR 13768:2002 Caracterizarea nămolurilor. Buna practica pentruincinerarea combinată a nămolurilor şi a deşeurilormenajere.

60 prEN 12255 - 13 Staţii de epurare Partea 13: Tratare chimică61 prEN 12255 - 15 Staţii de epurare Partea 15: Măsurarea tranferului

de oxigen în apa curată din bazinele cu nămolactivat.

62 prEN 14671 Caracterizarea nămolurilor - Pretratarepentrudeterminarea amoniacului extractibil, folosindclorura de potasiu 2 mol/l.

63 prEN 14701-1 Caracterizarea nămolurilor – Proprietăţile defiltrare – Partea 1: timpul de sucţiune capilară

64 prEN 15170 Caracterizarea nămolurilor – Puterea calorică(determinarea puterii calorice brute şi cea netă)

65 prEN 14702-1 Caracterizarea nămolurilor – Proprietăţile desedimentare – Partea 1: determinarea proprietăţii desedimentare (Determinarea procentului din volumulde nămol şi indicele volumului de nămol)

66 prEN 14701-2 Caracterizarea nămolurilor – Proprietatea de filtrare– Partea 2: Determinarea rezistenţei specifice lafiltrare.

67 prEN 14701-3 Caracterizarea nămolurilor – Proprietăţile la filtrare– Partea 3: Determinarea compresibilităţii

68 prEN 15171 Caracterizarea nămolurilor -69 prEN 14702-2 Caracterizarea nămolurilor – Proprietăţile de

sedimentare – Partea 2: Determinarea capacităţii deîngroşare

70 prCEN/TR 14742 Caracterizarea nămolurilor – Procedura decondiţionare în laborator cu reactivi chimici

71 prCEN/TR 15175 Caracterizarea nămolurilor – Protocolul deconducere în laborator a proceselor pentrucondiţionarea chimică a nămolului, a proceselormicrobiologice şi a analizelor fizice

72 CR 13097 Caracteristicile nămolului73 *** Managementul calitătii şi asigurarea calităţii –

Colecţia de standarde ( 9000, 10011, 45000);Editura Tehnică - 1998.

Anexa 2

LISTA DOCUMENTELOR NORMATIVE CONEXE

Nr.crt. Indicativul documentaţiei Titlul documentaţiei

0 1 2

1 C12-95 Instrucţiuni tehnice ISCIR.2 C 193-79 Instrucţiuni tehnice pentru executarea zidăriei din

piatră brută.3 C 210-94 Norme tehnice privind protecţia anticorozivă a

bazinelor din beton armat pentru neutralizarea şiepurarea apelor industriale.

4 C300-94 Normativ de prevenire şi stingere a incendiilor pedurata executării lucrărilor de construcţii şiinstalaţiile aferente acestora.

5 GE 035-99 Ghid şi program de calcul pentru responsabilul cuurmărirea în exploatare a construcţiilor.

6 GP 036-99 Ghid de proiectare, execuţie şi exploatare privindprotecţia anticorozivă a bazinelor din beton armatşi beton precomprimat, destinate neutralizării şiepurării apelor industriale.

7 GP 043/99 Ghid privind proiectarea, execuţia şi exploatareasistemelor de alimentare cu apă şi canalizareutilizând conducte din PVC, polietilenă şipolipropilenă.

8 GP 062 -02 Ghid de proiectare şi execuţie pentru construcţiilede tratare a apei pentru localităţi mici şi obiectiveizolate, în vederea asigurării sănătăţii populaţiei şiprotecţiei mediului.

9 GP 106-04 Ghid de proiectare, executie si exploatare alucrarilor de alimentare cu apa si canalizare inmediu rural

10 I 22-99 Normativ pentru proiectarea şi executareaconductelor de aducţiune şi a reţelelor dealimentare cu apă şi canalizare ale localităţilor.

11 I 30-75 Instrucţiuni tehnice pentru calculul loviturii deberbec şi stabilirea măsurilor pentru prevenireaefectelor negative ale acesteia la instalaţiilehidraulice sub presiune.

12 NTPA 001/2005 Normativ privind stabilirea limitelor de încărcarecu poluanţi a apelor uzate industriale şi orăşeneştila evacuarea în receptorii naturali – aprobat prinH.G. nr. 352/21.04.2005, care modifică H.G.188/2002.

13 NTPA 002/2005 Normativ privind condiţiile de evacuare a apeloruzate în reţelele de canalizare ale localităţilor şidirect în staţiile de epurare – aprobat prin H.G. nr.352/21.04.2005, care modifică H.G. 188/2002.


14 NTPA 003/1997 Norme privind metodologia de conducere şicontrol al procesului de epurare biologică cunămol �epres în staţiile de epurare a apelor uzateorăşeneşti, industriale şi zootehnice.

15 NTPA 011/2002 Norme tehnice privind colectarea, epurarea şievacuarea apelor uzate orăşeneşti – aprobate prinH.G. nr. 188 / 28.02.2002, modificat şi completatcu H.G. nr. 352 / 2005

16 NTPA 013- 02 Norme de calitate pe care trebuie să leîndeplinească apele de suprafaţă utilizate pentrupotabilizare; aprobat cu HG 100/02, cumodificările ulterioare.

17 NTPA 014-02 Normativ privind metodele de măsurare şi frecvenţăde prelevare a probelor din apele de suprafaţădestinate producerii de apă potabilă- aprobat prinHG 100/02, cu modificările ulterioare.

18 NTRQ 01-84 Normă tehnică republicană privind măsurareadebitelor de apă. Determinarea debitelor de apă însistemele de curgere cu nivel liber.

19 NP 003-97 Normativ pentru proiectarea şi exploatareainstalaţiilor tehnico-sanitare şi tehnologice cu ţevidin PP.

20 NP 032/1999 Normativ pentru proiectarea construcţiilor şiinstalaţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti.Partea I: Treapta mecanică.

21 NP 036-99 Normativ de reabilitare a lucrărilor hidroedilitare dinlocalităţi urbane. Buletinul Construcţiilor nr. 5/2000.

22 NP 072-02 Normativ pentru exploatarea sistemelor şiinstalaţiilor de stingere a incendiilor cu substanţe.

23 NP 084-03 Normativ privind proiectarea, executarea şiexploatarea instalaţiilor sanitare şi a sistemelor dealimentare cu apă şi canalizare, utilizând conductedin mase plastice.

24 NP-088-03 Normativ pentru proiectarea construcţiilor şiinstalaţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti –Partea a II-a : Treapta biologică.

25 NP-089-03 Normativ pentru proiectarea construcţiilor şiinstalaţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti –Partea a III-a : Staţii de epurare de capacitate mică(5< Q ≤ 50 l/s) şi foarte mică (Q ≤ 5 l/s).

26 NP 091-03 Normativ pentru proiectarea construcţiilor şiinstalaţiilor de dezinfectare a apei.

27 NP 107-2004 Normativ pentru proiectarea construcţiilor şi instalaţiilorde epurarea a apelor uzate orăşeneşti – Partea a IV-a.Treapta de purare avansată a apelor uzate.

28 NP 032-1999 Normativ pentru proiectarea construcţiilor şiinstalaţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti –Partea I: Treapta mecanică. Indicativ aprobat cuOrdinul Ministrului Lucrărilor Publice şi AmenajăriiTeritoriului, nr. 60 / N / 25.08.1999.


29 P 66-2001 Normativ pentru proiectarea şi executarealucrărilor de alimentare cu apă şi canalizare alocalităţilor din mediul rural. BuletinulConstrucţiilor, 2001.

30 P 73-78 Instrucţiuni tehnice pentru proiectarea şiexecutarea recipientelor din beton armat şi betonprecomprimat pentru lichide.

31 P 96-96 Ghid pentru proiectarea şi executarea instalaţiilorde canalizare a apelor meteorice din clădiri civile,social-culturale şi industriale; BuletinulConstrucţiilor nr. 13/1997.

32 P100-92 Normativ privind proiectarea antiseismică aconstrucţiilor de locuinţe, social culturale,agrozootehnice şi industriale.

33 P110-99 Normativ privind comportarea în timp aconstrucţiilor.

34 P130/99 Normativ privind urmărirea comportării în timp aconstrucţiilor; Buletinul Construcţiilor nr. 1/2000.

35 P135-99 Ghid privind coeficienţii de uzură fizică normalăla mijloacele fixe din grupa 1- Construcţii; Bul.Construcţiilor 2/2000.

36 P28-84 Normativ pentru proiectarea tehnologică a staţiilor deepurare a apelor uzate orăşeneşti, treptele de epuraremecanică şi biologică şi linia de prelucrare şivalorificare a nămolurilor.

37 P 28-64 Normativ pentru proiectarea staţiilor de epuraremecanică a apelor uzate orăşeneşti.

38 O 49-04 Norme tehnice privind protecţia mediului şi înspecial a solurilor, când se utilizează nămoluri deepurare în agricultură. Ordin al MinistruluiSănătăţii.

39 O 88- 01 Ordinul Ministrului de Interne pentru aprobareaDispoziţiilor generale privind echiparea şi dotareaconstrucţiilor, instalaţiilor şi platformeloramenajate cu mijloace tehnice de PSI.

40 O 699-99 Ordin, al Ministerului Apelor, Pădurilor şiProtecţiei Mediului, pentru aprobarea Proceduriişi competenţelor de emitere a avizelor şiautorizaţiilor de gospodărire a apelor.

41 O 1618-00 Ordin, al Ministerului Apelor, Pădurilor şiProtecţiei Mediului, pentru aprobarea secţiunilor�epresentative din cadrul Sistemului naţional desupraveghere a calitătii apelor.

42 *** Normativ de conţinut al documentaţiilor tehnicenecesare obţinerii avizului de gospodărire a apelorşi a autorizaţiei de gospodărire a apelor, aprobatprin Ordinul Ministrului Apelor, Pădurilor şiProtecţiei Mediului nr. 277 / 11.04.1997.


43 *** Normativ de conţinut al documentaţiilor tehnicenecesare obţinerii avizului de gospodărire a apelorşi a autorizaţiei de gospodărire a apelor aprobatprin Ordinul Ministrului Apelor, Pădurilor şiProtecţiei Mediului nr. 720/1996.

44 *** Ordinul 1141 / 06.12.2002 – pentru aprobarea“Procedurii şi a competenţelor de emitere a avizelorşi autorizaţiilor de gospodărire a apelor”.

45 * * * Normativ pentru proiectarea construcţiilor şiinstalaţiilor de epurare a apelor uzate orăşeneşti-Parteaa II-a: Treapta biologică, redactarea a II-a, Bucureşti,Noiembrie 2002.

46 * * * Normativ pentru proiectarea tehnologică a staţiilor deepurare a apelor uzate orăşeneşti. Treapta de epurareterţiară. Indicativ P28/2-88.

47 * * * Tehnologii pentru reţinerea azotului şi fosforului dinapele uzate şi necesitatea dezinfectării apelor epurate.Editura MATRIX ROM. Bucureşti, Aprilie 2000.

48 * * * Metodologie – cadru de elaborare a planurilor deprevenire şi combatere a poluărilor accidentale lafolosinţele de apă potenţial poluatoare – aprobată cuOrdinul nr. 278 / 11.04.1997 publicat în MonitorulOficial al României, Partea I, nr. 100 bis.

49 * * * Norme metodologice privind instituirea regimului desupraveghere specială în caz de nerespectare amăsurilor stabilite pentru asigurarea condiţiilorînscrise în autorizaţia de gospodărire a apelor –aprobate cu Ordinul nr. 275 / 11.04.1997 publicat înMonitorul Oficial al României, Partea I, nr. 100 bis.

50 * * * Norme metodologice privind avizul de amplasament –aprobate cu Ordinul nr. 279 / 11.04.1997 publicat înMonitorul Oficial al României, Partea I, nr. 100 bis.

51 * * * Normativ privind obiectivele de referinţă pentruclasificarea calităţii apelor de suprafaţă, aprobat prinOrdinul Ministerului Apelor şi Protecţiei Mediuluinr. 1.146 din 10 Decembrie 2002.

52 *** Norme de igienă şi recomandări privind mediul deviaţă al populaţiei, aprobate de Ministrul Sănătăţiiprin Ordinul Nr. 1935/13.09.1996.

53 *** CP m.Bucuresti; Norme specifice de protecţiamuncii; Ed. Medicală 1975

54 *** Ghid pentru reabilitarea reţelelor publice dealimentare cu apă şi canalizare. Pr. 673 PROED/MLPTL 1998

55 *** Ordin MLPAT 83/N/05.07; Specificaţii tehniceprivind proiectarea şi executarea construcţiilor şiinstalaţiilor aferente filtrelor rapide de nisip, cunivel liber.

56 *** HG 273/94 Regulamentul de receptie a lucrărilorde construcţii şi instalaţii; colecţia Legi şi Alteacte normative.


57 *** HG 766/97; Regulament privind conducerea şiasigurarea calitătii în construcţii- Colecţia de legi şi HG.

58 *** HG 273; Norme de întocmire a cărţii tehnice aconstrucţiei; Col. Legi si HG..

59 *** HG 622/2004 privind stabilirea condiţiilor deintroducere pe piaţă a produselor pentruconstrucţii

60 *** Norme specifice de securitate a munciimpentruevacuarea apelor uzate de la populaţie şi dinprocesele tehnologice, MMPS-2001, broşura 19

61 *** Legea 98/94 şi Ordonanţa GR 108/1999; Lege privindstabilirea şi sancţionarea contravenţiilor la Normelelegale de igienă şi sănătate publică. MO aug. 1999.

62 *** Lege pentru aprobarea Ordonanţei de urgenţă aGuvernului nr. 34 / 2002 privind prevenirea, reducereaşi controlul integrat al poluării – publicată înMonitorul Oficial al României, Partea I, nr. 901 /12.12.2002.

63 *** Legea Apelor, nr. 107 / 25.09.1996 – publicată înMonitorul Oficial al României, Partea I, nr. 244 /08.10.1996, cu modificările ulterioare.

64 *** Legea nr. 137 / 1995 privind protecţia mediului,republicată în Monitorul Oficial al României, Partea I,nr. 70 / 17.02.2000, cu modificările ulterioare.

65 *** Legea nr. 10/18 ianuarie 1995, privind Calitatea înConstrucţii. Publicată în Monitorul Oficial alRomâniei nr. 12 din 24 ianuarie 1995, cu modificărileulterioare..

66 *** Legea nr. 137 din 29 decembrie 1995, LegeaProtecţiei Mediului, publicată în Monitorul Oficial alRomâniei, Partea I, nr. 304 din 30 decembrie 1995.

67 *** Ghid de execuţie, exploatare şi postutilizare aconstrucţiilor de captare din apa subterană pentruasigurarea parametrilor funcţionali; Contr.0092/2001 PROED/ MLPTL.

68 *** Norma tehnică republicană privind măsurareadebitelor de apă N.T.R.Q. 0-1-84. Determinareadebitelor de apă în sisteme de curgere cu nivelliber. Metoda modificării locale a secţiunii decurgere. Canale de măsurare. Prescripţii generale.Bucureşti, 1985.

69 *** Măsuri de protecţie a calităţii resurselor de apă,aprobate prin Hotărârea de Guvernnr. 472/09.06.2000.

70 *** Norme tehnice privind protecţia mediului şi înspecial a solurilor, când se utilizează nămoluri deepurare în agricultură, aprobate prin Ordinul nr.49 al M.A.P.A.M. din 14.01.2004, publicat înM.O. nr. 66 din 27.01.2004.


71 *** Legea 106/96 - Legea protecţiei civile publicată înMonitorul Oficial din 03.10.1996.

72 *** H.G. 351/2005 - Programul de eliminare treptată aevacuărilor, emisiilor şi pierderilor de substanţeprioritar periculoase. (Anulează HG 118/2002).

119

Anexa 3-A

GLOSARUL DE TERMENI SPECIFICI DOMENIULUI REGLEMENTAT

A. NOTAŢII PRIVIND PRINCIPALII PARAMETRI UTILIZAŢI

ÎN CALCULELE DE DIMENSIONARE

Notaţia Semnificaţia

oA - aria orizontală a platformelor de uscare, pe care se realizează

deshidratarea ( 2m ) ;

CNoA - aria orizontală utilă a concentratoarelor gravitaţionale de nămol

( 2m ) ;

PUoA - aria orizontală a platformelor de uscare ( 2m ) ;

C - concentraţia în materii în suspensie a nămolului care trebuie filtrat

( kg/ 3m ) ;

TC - căldura necesară totală (kcal/zi) ;

1C - căldura necesară încălzirii nămolului proaspat (kcal/zi) ;

2C - căldura necesară acoperirii pierderilor prin cupolă, pereţi şi radier

(kcal/zi) ;

cupola2C - pierderile de căldură prin cupolă (kcal/zi) ;

pereti2C - pierderile de căldură prin pereţi (kcal/zi) ;

radier2C - pierderile de căldură prin radier (kcal/zi) ;

nC - căldura specifică (cantitatea de căldură necesară creşterii

temperaturii cu 1ºC) ( 3m/kcal ) ;

necCO - capacitatea de oxigenare necesară ( zi/kgO2 ) ;

'co - capacitatea specifică de oxigenare

( insuflaredeadâncimemaermNOg ,/ 32 ) ;

se - eficienţa decantorului primar privind reţinerea materiilor solide în

suspensie (%) ;

Ne - eficienţa decantorului primar privind reţinerea azotului total (%) ;

Pe - eficienţa decantorului primar privind reţinerea fosforului total (%) ;

ε - procentul de substanţă organică (volatilă) din nămolul influent (%) ;

sG - greutatea materiilor solide (kgf) ;

120

sG - greutatea materiilor solide de natură minerală (kgf) ;

oG - greutatea materiilor solide de natură organică (kgf) ;

sγ - greutatea specifică a materiilor solide (kgf/ 3m ) ;

mγ - greutatea specifică a materiilor solide de natură minerală (kgf/ 3m ) ;

oγ - greutatea specifică a materiilor solide de natură organică (kgf/ 3m ) ;

H - inălţimea totală de pompare (m) ;

gH - inălţimea geodezică de pompare (m) ;

rhΣ - suma pierderilor sarcină locale şi distribuite (m) ;

tH - presiunea pe refularea suflantelor (m col. OH2 ) ;

iH - adâncimea de insuflare (m col. OH2 ) ;

rihΣ - suma pierderilor sarcină locale şi distribuite pe conducta de refulare

(m) ;

Oni - indicele oxigenului necesar ( .o.skg/Okg 2 ) ;

suI - încărcarea cu substanţă uscată a concentratoarelor gravitaţionale

( zim/.u.skg 2 ⋅ ) ;

hI - Încărcarea hidraulică cu nămol a concentratoarelor gravitaţionale sau

a platformelor de uscare ( zim/namolm 23 ⋅ ) ;

oRFNI - Încărcarea organică a rezervorului de fermentare a nămolului

( zi,RFNm/.o.skg 3 ) ;

oSNI - Încărcarea organică a stabilizatorului de nămol ( zi,SNm/.o.skg 3 ) ;

K - coeficient de transfer al căldurii ( zi,C,m/Kcal o2 ) ;

fl - limita tehnică de stabilizare (fermentare) anaerobă a nămolului (%) ;

sl - limita tehnică de stabilizare aerobă a nămolului (%) ;

M/V - raportul mineral / volatil ;

MST - materii solide totale ;

dN - cantitatea zilnică de nămol deshidratat, exprimată în substanţă uscată

(kg s.u./zi) ;

eN - cantitatea zilnică de nămol în exces, exprimată în substanţă uscată

(kg s.u./zi) ;

ecN - cantitatea zilnică de nămol în exces concentrat, exprimată în

substanţă uscată (kg s.u./zi) ;

esN - cantitatea (producţia) zilnică de nămol în exces stabilizat, exprimată

în substanţă uscată (kg s.u./zi) ;

121

fN - cantitatea zilnică de nămol stabilizat (fermentat) anaerob, exprimată

în substanţă uscată (kg s.u./zi) ;

1fN - cantitatea zilnică de nămol stabilizat (fermentat) anaerob, exprimată

în substanţă uscată, din treapta 1 (kg s.u./zi) ;

2fN - cantitatea zilnică de nămol stabilizat (fermentat) anaerob, exprimată

în substanţă uscată, din treapta 2 (kg s.u./zi) ;

infN - cantitatea zilnică de nămol influent, exprimată în substanţă uscată

(kg s.u./zi) ;

mN - cantitatea zilnică de substanţă minerală conţinută în nămolul influent,

exprimată în substanţă uscată (kg s.u./zi) ;

oN - cantitatea zilnică de substanţă organică (volatilă) conţinută în

nămolul influent, exprimată în substanţă uscat (kg s.u./zi) ;

redoN - cantitatea zilnică de substanţă organică (volatilă) redusă în rezervorul

de fermentare a nămolului, exprimată în substanţă uscată (kg s.u./zi);

pN - cantitatea (producţia) zilnică de nămol primar, exprimată în substanţă

uscată (kg s.u./zi) ;

peN - cantitatea zilnică de nămol primar în amestec cu cel în exces,


pecN - cantitatea zilnică de nămol primar în amestec cu cel în exces

concentrat, exprimată în substanţă uscată (kg s.u./zi) ;

sN - cantitatea zilnică de nămol stabilizat, exprimată în substanţă uscată

(kg s.u./zi) ;

sfN - cantitatea zilnică de stabilizat aerob şi stabilizat (fermentat) anaerob,


bgq - producţia specifică de biogaz ( redusă.o.skg/gazm3 )

NO - cantitatea de oxigen necesară ( zi/kgO2 ) ;

P - presiune aplicată probei de nămol (Pa) ;

nPC - puterea calorică (kJ/kg) ;

PΔ - diferenţa de presiune aplicată probei de nămol (Pa) ;

bgq - producţia specifică de biogaz ( redusă.o.skg/gazm3 )

cQ - debitul de calcul )zi/m( 3 ;

RQ - debitul de nămol de recirculare la rezervorul de fermentare a

nămolului )h/m( 3 ;

GQ - volumul teoretic zilnic de biogaz )zi/m( 3 ;

efG Q - volumul efectiv zilnic de biogaz )zi/m( 3 ;

122

necNAer

Q - debitul de aer necesar în condiţii standard )h/Nm( 3 ;

r - rezistenţa specifică la filtrare (m / kg) ;

or - rezistenţa specifică la filtrare a turtei de nămol pentru P = 1 (m / kg);

R - indicele de recuperare a materiilor solide (%) ;

s - coeficient de compresibilitate ;

S - suprafaţa filtrantă ( 2m ) ;

t - timpul de filtrare (s) ;

ct - timpul de concentrare a nămolului (h) ;

st - timpul de stabilizare a nămolului (zile) ;

fT - timpul de fermentare a nămolului (zile) ;

CTSS - concentraţia în materii solide în suspensie a supernatantului (%) ;

FTSS - concentraţia în materii solide în suspensie a nămolului influent la

concentrare (%) ;

PTSS - concentraţia în materii solide în suspensie a nămolului concentrat

(%) ;

θ - temperatura nămolului (oC) ;

1θ - temperatura medie anuală a aerului (oC) ;

iarnaθ - temperatura medie a aerului atmosferic pe timp de iarnă (oC) ;

V - volumul de filtrat obţinut după timpul de filtrare t ( 3m ) ;

CNV - volumul concentratorului de nămol ( 3m ) ;

RFNV - volumul rezervorului de fermentare a nămolului ( 3m ) ;

RGV - volumul rezervorului de gaz ( 3m ) ;

SNV - volumul stabilizatorului de nămol ( 3m ) ;

npV - volumul de nămol zilnic reţinut în decantorul primar (nămol primar))zi/m( 3 ;

neV - volumul de nămol în exces evacuat zilnic din decantorul secundar,notat şi Q ne )zi/m( 3 ;

nefV - volumul zilnic de nămol efluent )zi/m( 3 ;

npeV - volumul zilnic al amestecului de nămol primar şi nămol în exces)zi/m( 3 ;

ncV - volumul zilnic de nămol concentrat (îngroşat) evacuat din con

)zi/m( 3 ;

nfV - volumul zilnic de nămol fermentat anaerob evacuat spre deshidratare)zi/m( 3 ;

123

infnV - volumul zilnic de nămol influent )zi/m( 3 ;

nsV - volumul zilnic de nămol fermentat aerob evacuat spre deshidratare)zi/m( 3 ;

ndV - volumul zilnic de nămol deshidratat evacuat din staţia deepurare )zi/m( 3 ;

sV - volumul zilnic de supernatant )zi/m( 3 ;

w - umiditatea nămolului (%);

pw - umiditatea nămolului primar (%);

ew - umiditatea nămolului în exces (%);

efw - umiditatea nămolului efluent (%);

esw - umiditatea nămolului în exces stabilizat (%);

pew - umiditatea amestecului de nămol primar şi în exces (%);

ncw - umiditatea nămolului concentrat (îngroşat) (%) ;

fw - umiditatea nămolului fermentat anaerob (%);

sw - umiditatea nămolului fermentat (stabilizat) aerob (%) ;

cwΔ - scăderea de umiditate prin concentrare (%) ;

fwΔ - creşterea de umiditate prin fermentare anaerobă (%) ;

1fwΔ - creşterea de umiditate prin fermentare anaerobă, treapta 1 (%) ;

2fwΔ - scăderea de umiditate prin fermentare anaerobă, treapta 2 (%)

dwΔ - scăderea de umiditate prin deshidratare (%) ;

124

Anexa 3-B


B. NOTAŢII UTILIZATE ÎN SCHEMELE ŞI FIGURILE PREZENTATE

ÎN CADRUL NORMATIVULUI

Notaţia Semnificaţia

CN - concentrator de nămol

BOE - bazin de omogenizare/egalizare

BT - bazin tampon

DN - deshidratare nămol

DP - decantor primar

DS - decantor secundar

RFN - rezervor de fermentare a nămolului (stabilizare anaerobă)

RFN1 - rezervor de fermentare a nămolului (stabilizare anaerobă) - treapta 1

(primară)

RFN1 - rezervor de fermentare a nămolului (stabilizare anaerobă) - treapta 2

(secundară)

RG - rezervor de gaz

npeSP - staţie de pompare nămol activat de recirculare şi în exces

sSP - staţie de pompare supernatant

Anexa 3-C

138

Simbol DenumireRomană Engleză Germană

U.M.Germană

0 1 2 3 4ADS AST ANB m2 Oberfläche der Nachklärunga a a - Anzahl der Räumerarme

aSR m Räumbalkenabstand von Bandräumern

Ci Bd,BOD Bd,BSB5 kg/d Tägliche BSB5-Fracht

Cx Bd,XXX Bd,XXX kg/d Tägliche Fracht für einen anderen Parameter

Iob BR,BOD BR,BSB kg/(m3·d) BSB5-Raumbelastung

Ixb BR,XXX BR,XXX kg/(m3·d) Raumbelastung mit einem anderen Parameter

Ion BSS,BSB BTS,BSB kg/(kg·d) BSB5-Schlammbelastung

Ixn BSS,XXX BTS,XXX kg/(kg·d) Schlammbelastung mit einem anderen Parameter

b b b d-1 Zerfallskoeffizient

B1 WST bNB m Breite von rechteckigen Nachklärbecken

L LST bSR m Räumschild- oder Räumbalkenlänge in rechteckigen Nachklärbecken

OS sau cs CS CS mg/l Sauerstoff-Sättigungskonzentration, abhängig von der Temperatur und dem Partialdruck

co CX CX mg/l Sauerstoffkonzentration im Belebungsbecken

DST DST DNB m Durchmesser von Nachklärbecken

PTXXX PTxxx EWXXX E Einwohnerwert bezogen auf den Parameter XXX, z. B. BSB5, CSB usw.

fC fC fC - Stossfaktor für die Kohlenstoffatmung

Anexa 3-C

139

0 1 2 3 4fN fN fN - Stossfaktor für die Ammoniumoxidation

fSR fSR fSR - Räumfaktor, abhängig von der Art des Schlammräumers

FT FT FT - Temperaturfaktor für endogene Veratmung

h1 h1 h1 m Tiefe der Klarwasserzone im Nachklärbecken

h2 h2 h2 m Tiefe der Trennzone/Rückströmzone im Nachklärbecken

h3 h3 h3 m Tiefe der Dichtestrom- und Speicherzone im Nachklärbecken

h4 h4 h4 m Tiefe der Eindick- und Räumzone im Nachklärbecken

hln hln he m Tiefe des Einlaufs

htot htot hges m Wassertiefe im Nachklärbecken

hSR hSR hSR m Räumschild- oder Räumbalkenhöhe

IVN SVI ISV l/kg Schlammindex

LFS LFS lB m Länge des Räumbandes von Bandräumern (lB ~ lNB)

LRW LRW lNB m Länge rechteckiger Nachklärbecken

LSR LSR lW m Fahrstrecke des Räumwagens (lW ~ lNB)

LSL LSL lSR m Abstand des Räumschildes von dem Schlammabzugspunkt beim Einsetzen des Schlammrückflusses (lSR15 h )Na MSS,AT MTS,BB kg Masse der Feststoffe im Belebungsbecken

OC OC OC kg/h Sauerstoffzufuhr einer Belüftungseinrichtung in Reinwasser bei Cx = 0, T = 20°C und Luftdruck p = 1013hPa

αOC αOC αOC kg/h Sauerstoffzufuhr einer Belüftungseinrichtung in belebtem Schlamm bei Cx =0, T = 20°C und p = 1013kPa

CSOC OUC,BOD OVC,BSB kg/kg Sauerstoffverbrauch für Kohlenstoffelimination, bezogen auf BSB5

Anexa 3-C

140

0 1 2 3 4

CCO OUd,C OVd,C kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch für C-Elimination

DCO OUd,D OVd,D kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch für die C-Elimination, der durch die Denitrifikation gedeckt wird

NCO OUd,N OVd,N kg/d Täglicher Sauerstoffverbrauch für Nitrifikation

hCO OUh OVh kg/h Stündlicher Sauerstoffverbrauch

Q Q Q m3/h Zufluss, Durchfluss, Volumenstrom

Qsc QSort QK m3/h Kurzschlussschlammstrom in Nachklärbecken

Qmax,h Qww,h Qm m3/h Bemessungszufluss bei Regenwetter aus Misch- oder Trennsystemen

QSR QSR QSR m3/h Räumvolumenstrom

Qri QIR QRZ m3/h Interne Rezirkulation bei vorgeschalteter Denitrifikation

QRT QRC QRF m3/h Rückführfluss (QRS + QRZ) bei vorgeschalteter Denitrifikation

Qr QRS QRS m3/h Rücklaufschlammstrom

Qu zi max QDW,d Qd m3/d Täglicher Abwasserzufluss bei Trockenwetter

Qu or max QDW,h Qt m3/h Maximaler Trockenwetterzufluss als 2-h-Mittel bei Trockenwetter

Qne QWS,d QÜS,d m3/d Täglicher Überschussschlammabzug

qd qA qA m/h Flächenbeschickung der Nachklärung

IVS qSV qSV l/(m2·h) Schlammvolumenbeschickung, bezogen auf ANB

rT RC RF - Rückführverhältnis bei vorgeschalteter Denitrifikation

re RS RV - Rücklaufverhältnis (QRS/Qt bzw. QRS/Qm)

FS SF SF - Sicherheitsfaktor für Nitrifikation

T T T °C Temperatur im Belebungsbecken

Anexa 3-C

141

T ER TER TBem °C Temperatur im Belebungsbecken, die der Bemessung zu Grunde gelegt wird

Anexa 3-C

142

0 1 2 3 4T Dim TDim TÜW °C Abwassertemperatur, bei der die Überwachungswerte für Stickstoff eingehalten werden müssen

Ti TW TW °C Abwassertemperatur im Winter, TW < TBem

ti tTh tE h Erforderliche Eindickzeit des Schlammes in der Nachklärung

tD tD tD h,d Dauer der Denitrifikationsphase bei intermittierenden Verfahren

tN tN tN h,d Dauer der Nitrifikationsphase bei intermittierenden Verfahren

tR tR tR h,d Durchflusszeit z.B. (tR = VBB : Qt)

tSR tSR tSR h Räumintervall

ts ts ts h Zeit für Heben und Senken des Räumschildes

tT tT tT h Taktdauer bei intermittierenden Verfahren

TN,aerob tSS tTS d Schlammalter, bezogen auf VBB

TN,dim tSS,dim tTS,Bem d Schlammalter, das der Bemessung zu Grunde gelegt wird

TN,aerob tS,aerob tTS,aerob d Aerobes Schlammalter, bezogen auf VN

TN,aerob,dim tSS,aerob,di tTS,aerob,Bem d Aerobes Schlammalter, das der Bemessung für Nitrifikation zu Grunde gelegt wird

cnae SSEAT TSAB kg/m3 Trockensubstanzgehalt im Ablauf des Belebungsbeckens

cna SSAT TSBB kg/m3 Trockensubstanzgehalt im Belebungsbecken

cna,sf SSAT,Step TSBB,Kask kg/m3 Mittlerer Trockensubstanzgehalt in Belebungsbecken mit Kaskadendenitrifikation (TSBB,Kask > TSAB)

cnds SSBS TSBS kg/m3 Trockensubstanzgehalt im Bodenschlamm der Nachklärbecken

cnr SSRS TSRS kg/m3 Trockensubstanzgehalt des Rücklaufschlammes

cne SSWS TSÜS kg/m3 Trockensubstanzgehalt des Überschussschlammes

Nes,C SSC,BOD5 ÜSC,BSB kg/kg Schlammproduktion aus der Kohlenstoffelimination, bezogen auf BSB5

Ne SPd ÜSd kg/d Tägliche Schlammproduktion (Feststoffe)

Ne,C SPd,C ÜSd,C kg/d Tägliche Schlammproduktion aus der Kohlenstoffelimination

Anexa 3-C

143

0 1 2 3 4Ne,P SPd,P ÜSd,P kg/d Tägliche Schlammproduktion aus der Phosphorelimination

V VAT VBB m3 Volumen des Belebungsbeckens

VN VN VN m3 Für Nitrifikation genutztes Volumen des Belebungsbeckens

VD VD VD m3 Für Denitrifikation genutztes Volumen des Belebungsbeckens

VSel VSel VSel m3 Volumen eines aeroben Selektors

VAN VBioP VBioP m3 Volumen eines anaeroben Mischbeckens zur biologischen P-Elimination

Vd VST VNB m3 Volumen der Nachklärung

DSV DSV VSV l/m3 Vergleichsschlammvolumen (VSV = TSBB · ISV)

vret vret vRück m/h Rückfahrgeschwindigkeit des Räumwagens

vSR vSR vSR m/h Räumgeschwindigkeit (bei Rundbecken an der Peripherie)

Y Y Y mg/mg Ertragsfaktor (mg gebildete Biomasse (CSB) pro mg abbaubarem CSB)

α α α - Quotient von Sauerstoffzufuhr in belebtem Schlamm und in Reinwasser

CXXX CXXX CXXX mg/l Konzentration des Parameters XXX, in der homogenisierten Probe

SXXX SXXX SXXX mg/l Konzentration des Parameters XXX in der filtrierten Probe (0,45 �m Membranfilter)

XXXX XXXX XXXX mg/l Konzentration des Filterrückstandes, XXXX = CXXX – SXXX

X5 uz CBOD CBSB mg/l Konzentration des BSB5 in der homogenisierten Probe

SCBO SBOD SBSB mg/l Konzentration des BSB5 in der mit 0,45 �m filtrierten Probe

XCCO CCOD CCSB mg/l Konzentration des CSB in der homogenisierten Probe

SCCO SCOD SCSB mg/l Konzentration des CSB in der mit 0,45 �m filtrierten Probe

SCCO,deg SCOD,deg SCSB,abb mg/l Gelöster, abbaubarer CSB

SCCO,inert SCOD.inert SCSB.inert mg/l Konzentration der Aufstockung des gelösten CSB durch externen Kohlenstoff zur Verbesserung derDenitrifikation

SCCO,ext SCOD,ext SCSB,Dos mg/l

CN CN CN mg/l Konzentration des Gesamtstickstoffs in der homogenisierten Probe als N

Anexa 3-C

144

0 1 2 3 4CTKN CTKN CTKN mg/l Konzentration des Kjeldahlstickstoffs in der homogenisierten Probe (CTKN = CorgN + SNH4)

CorgN CorgN CorgN mg/l

SinorgN SinorgN SanorgN mg/l Konzentration des anorganischen Stickstoffs, SanorgN = SNH4 + SNO3 + SNO2

SNH4 SNH4 SNH4 mg/l Konzentration des Ammoniumstickstoffs in der filtrierten Probe als N

SNO3 SNO3 SNO3 mg/l Konzentration des Nitratstickstoffs in der filtrierten Probe als N

SNO2 SNO2 SNO2 mg/l Konzentration des Nitritstickstoffs in der filtrierten Probe als ND

NONc3−

SNO3,D SNO3,D mg/l Zu denitrifizierender Nitratstickstoff

DextNONc

3−SNO3,D,Ext SNO3,D,Ext mg/l Mit externem C zu denitrifizierender Nitratstickstoff

SNH4,N SNH4,N SNH4,N mg/l Zu nitrifizierender Ammoniumstickstoff

CP CP CP mg/l Konzentration des Phosphors in der homogenisierten Probe als P

cPO4 SPO4 SPO4 mg/l Konzentration des Phosphates als P (gelöst)

SALK SALK SKS mmol/l Säurekapazität

XCCO,BM XCOD,BM XCSB,BM mg/l CSB der Biomasse

XCCO,deg XCOD,deg XCSB,abb mg/l Partikulärer, abbaubarer CSB

XCCO,inert XCOD,iner XCSB,inert mg/l Partikulärer, inerter CSBBMNorgc XorgN,BM XorgN,BM mg/l In die Biomasse eingebauter organischer Stickstoff

cP,BM XP,BM XP,BM mg/l In die Biomasse eingebauter Phosphor

cP,prec XP,Prec XP,Fäll mg/l Durch Fällung eliminierter Phosphor

cP,bio ex XP,BioP XP,BioP mg/l Bei der biologischen P-Elimination biologisch gebundener Phosphor

cuz XSS XTS mg/l Konzentration der mit 0,45 �m Membranfilter abfiltrierbaren Stoffe nach Trocknung bei 105 °C

corg,SS XorgSS XorgTS mg/l Konzentration der abfiltrierbaren organischen Stoffe

Anexa 3-C

145

0 1 2 3 4canorg,SS XinorgSS XanorgTS mg/l Konzentration der abfiltrierbaren anorganischen Stoffe

I I Z - Probe vom Zulauf zur Kläranlage, z. B. CBSB,Z, XTS,Z

BR IAT ZB - Probe vom Zulauf zum Belebungsbecken, ggf. vom Zulauf zum anaeroben Mischbecken, z. B.CCSB,ZB, auch Zulauf zum biologischen Reaktor

EBR EAT AB - Probe vom Ablauf des Belebungsbeckens, z. B. SNO3,AB, auch Ablauf vom biologischen ReaktorEBD EDT DB - Probe vom Ablauf des Denitrifikationsbeckens, z. B. SNO3,DB

EBN ENT NB - Probe vom Ablauf des Nitrifikationsbeckens, z. B. SNH4,NB

EDS EST AN - Probe vom Ablauf der Nachklärung, z. B. CBSB,AN, XTS,AN

NE WS ÜS - Probe vom Überschussschlamm

NR RS RS - Probe vom Rücklaufschlamm

CE ER ÜW - Überwachungswert

Anexa 3-C

132


U.M.Engleză

0 1 2 3 4ADS AST ANB m2 Surface area of secondary settling tanks

a a a - Number of scraper blades in circular settling tanks

aSR m

Ci Bd,BOD Bd,BSB5 kg/d Daily BOD5 load

Cx Bd,XXX Bd,XXX kg/d Daily load for another parameter

Iob BR,BOD BR,BSB kg/(m3·d) BOD5 volume loading rate

Ixb BR,XXX BR,XXX kg/(m3·d) Volume loading rate with another parameter

Ion BSS,BSB BTS,BSB kg/(kg·d) BOD5 sludge loading rate

Ixn BSS,XXX BTS,XXX kg/(kg·d) Sludge loading rate with another parameter

b b b d-1 Decay coefficient

B1 WST bNB m Width of rectangular secondary settling tanks

L LST bSR m Length of rectangular secondary settling tanks

OS sau cs CS CS mg/l Dissolved oxygen saturation concentration dependent on the temperature and partial pressure

co CX CX mg/l Dissolved oxygen concentration in aeration tanks (DO)

DST DST DNB m Diameter of secondary settling tanks

PTXXX PTxxx EWXXX E Total number of inhabitants and population equivalents referred to the parameters XXX, e.g. BOD5, CODetcfC fC fC - Peak factor for carbon respiration

fN fN fN - Peak factor for ammonium oxydation

fSR fSR fSR - Sludge removal factor, dependent on the type of sludge scraper

FT FT FT - Temperature factor for endogenous respiration

h1 h1 h1 m Depth of the clean water zone in secondary settling tanks

Anexa 3-C

133

0 1 2 3 4h2 h2 h2 m Depth of the separation zone / return flow zone in secondary settling tanks

h3 h3 h3 m Depth of the density flow and storage zone in secondary settling tanks

h4 h4 h4 m Depth of the sludge tickening and removal zone in secondary settling tanks

hln hln he m Depth of the centre of the inlet aperture (below water surface) of secondary settling tanks

htot htot hges m Total water depth in the secondary settling tank

hSR hSR hSR m Heigh of a scraper blade or a scraper beam

IVN SVI ISV l/kg Sludge volume index

LFS LFS lB m Length of flight scraper in a rectangular tank LFS ~LST

LRW LRW lNB m Length of the runway of a scraper bridge in a rectangular settling tanks LRW ~LST

LSRLSR lW m

Scraper blade or scraper beam length in rectangular secondary settling tanks LSL ~WST

LSLLSL lSR m

Length of the sludge layer moved by a scraper blade in a rectangular settling tanks LSR ~15 hSR

Na MSS,AT MTS,BB kg Mass of suspended solids in the biological reactor / aeration tank

OC OC OC kg/h Oxygen transfer of an aeration facility in clean water with Cx =0, T = 20°C and air pressure p = 1013 kPa

αOC αOC αOC kg/h Oxygen transfer of an aeration facility in activated sludge with Cx =0, T = 20°C and air pressure p = 1013kPCSOC OUC,BOD OVC,BSB kg/kg Daily oxygen uptake for carbon removal, referred to BOD5

CCO OUd,C OVd,C kg/d Daily oxygen uptake for carbon removal

DCO OUd,D OVd,D kg/d Daily oxygen uptake for carbon removal which is covered by denitrification

NCO OUd,N OVd,N kg/d Daily oxygen uptake for nitrification

hCO OUh OVh kg/h Oxygen uptake rate (hourly)

Q Q Q m3/h Flow rate, inflow rate, throughflow rate

Qsc QSort QK m3/h Short circuit sludge flow rate in secondary settling tanks

Qmax,h Qww,h Qm m3/h Dimensioning peak flow rate with wet weathwr from combined and separate sewer systems

Anexa 3-C

134

0 1 2 3 4QSR QSR QSR m3/h Sludge removal flow rate

Qri QIR QRZ m3/h Internal recirculation flow rate at pre-anoxic zone denitrification process

QRT QRC QRF m3/h Total recirculation flow rate at pre-anoxic zone denitrification process (QRS + QIR)

Qr QRS QRS m3/h Return (activated) sludge flow rate

Qu zi max QDW,d Qd m3/d Daily waste water inflow with dry weather

Qu or max QDW,h Qt m3/h Hourly dry weather flow rate as 2th mean

Qne QWS,d QÜS,d m3/d Daily waste (activated) sludge flow rate

qd qA qA m/h Surface overflow rate of secondary settling tanks

IVS qSV qSV l/(m2·h) Sludge volume surface loading rate of secondary settling tanks

rT RC RF - Total recirculation ratio at pre-anoxic zone denitrification process (RS = QRC/Qh,DW)

re RS RV - Return sludge ratio (RS = QRS/Qh,DW sau QRS/ Qh,DW)

FS SF SF - Safety factor for nitrification

T T T °C Temperature in the biological reactor / aeration tank

T ER TER TBem °C Temperature in the biological reactor at which the effluent requirements for nitrogen have to be met

T Dim TDim TÜW °C Temperature in the biological reactor / aeration tank upon which dimensioning is based

Ti TW TW °C Temperature in the biological reactor in winter TW < TDim

ti tTh tE h Tickening time of the sludge in the secondary settling tank

tD tD tD h,d Duration of the denitrification phase with intermittent process

tN tN tN h,d Duration of the nitrification phase with intermittent process

tR tR tR h,d Retention period

tSR tSR tSR h Sludge removal interval (Period of time for one loop of a scraper)

ts ts ts h Time for raising and lowering the scraper blade

tT tT tT h Cycle time with intermittent prcess (tt = tD + tN)

Anexa 3-C

135

0 1 2 3 4TN,aerob tSS tTS d Sludge age referred to VAT

TN,dim tSS,dim tTS,Bem d Sludge age upon which dimensioning is based

TN,aerob tS,aerob tTS,aerob d Aerobic sludge age referred to VN

TN,aerob,dim tSS,aerob,di tTS,aerob,Bem d Aerobic sludge age upon which dimensioning for nitrification is based

cnae SSEAT TSAB kg/m3 Suspended solids concentration in the effluent of the biological reactor/aeration tank (usually SSEAT=SS )cna SSAT TSBB kg/m3 Suspended solids concentration in the biological reactor/aeration tank

cna,sf SSAT,Step TSBB,Kask kg/m3 Average suspended solids concentration in the biological reactor with step-feed denitrification SSAT,Step >SScnds SSBS TSBS kg/m3 Suspended solids concentration in the bottom sludge of secondary settling tanks

cnr SSRS TSRS kg/m3 Suspended solids concentration of the return (activated) sludge

cne SSWS TSÜS kg/m3 Suspended solids concentration of the waste (activated) sludge

Nes,C SSC,BOD5 ÜSC,BSB kg/kg Sludge production from carbon removal reffered to BOD5

Ne SPd ÜSd kg/d Daily waste activated sludge production (solids)

Ne,C SPd,C ÜSd,C kg/d Daily sludge production from carbon removal

Ne,P SPd,P ÜSd,P kg/d Daily sludge production from phosphorus removal

V VAT VBB m3 Volume of the biological reactor / aeration tank

VN VN VN m3 Volume of the biological reactor used for nitrification

VD VD VD m3 Volume of the biological reactor used for denitrification

VSel VSel VSel m3 Volume of an aerobic selector

VAN VBioP VBioP m3 Volume of anaerobic mixing tank for biological phosphorus removal

Vd VST VNB m3 Volume of secondary settling tank

DSV DSV VSV l/m3 Diluted sludge volume, 30 minutes settled (to be determined, if SV 30 is higher than 250 L/mc, whatgenerally is the case)

vret vret vRück m/h Return velocity of the scraper bridge

Anexa 3-C

136

0 1 2 3 4vSR vSR vSR m/h Scraper bridge velocity (with circular tank al the periphery)

Y Y Y mg/mg Yield factor (mg formed biomass (COD) per mg biodegradable COD)α α α - Quotient of oxygen transfer in activated sludge and in clean waterCXXX CXXX CXXX mg/l Concentration of the parameter XXX in the homogenized sample

SXXX SXXX SXXX mg/l Concentration of the parameter XXX in the filtered sample (0,45 �m membrane filter)

XXXX XXXX XXXX mg/l Concentration of filter residue (solids) , XXXX = CXXX – SXXX

X5 uz CBOD CBSB mg/l Concentration of BOD5 in the homogenised sample

SCBO SBOD SBSB mg/l Concentration of BOD5 in the 0,45 �m filtered sample

XCCO CCOD CCSB mg/l Concentration of COD in the homogenised sample

SCCO SCOD SCSB mg/l Concentration of COD in the 0,45 �m filtered sample

SCCO,deg SCOD,deg SCSB,abb mg/l Concentration of dissolved, biodegradable COD

SCCO,inert SCOD.inert SCSB.inert mg/l Concentration of dissolved, inert COD

SCCO,ext SCOD,ext SCSB,Dos mg/l Concentration of dissolved COD added as external carbon for the improvement of denitrification

CN CN CN mg/l Concentration of total nitrogen in the homogenized sample as N

CTKN CTKN CTKN mg/l Concentration of Kjeldahl nitrogen in the homogenized sample (CTKN = CorgN + SNH4)

CorgNC N C N

mg/l Concentration of the organic nitrogen in the homogenised sample (CorgN= CTKN - SNH4)

SinorgN SinorgN SanorgN mg/l Concentration of the inorganic nitrogen SinorgN = SNH4 + SNO3 + SNO2

SNH4 SNH4 SNH4 mg/l Concentration of ammonium nitrogen in the filtered sample as N

SNO3 SNO3 SNO3 mg/l Concentration of nitrate nitrogen in the filtered sample as N

SNO2 SNO2 SNO2 mg/l Concentration of nitrite nitrogen in the filtered sample as ND

NONc3−

SNO3,D SNO3,D mg/l Concentration of nitrate nitrogen to be denitrifiedD

extNONc3−

SNO3,D,Ext SNO3,D,Ext mg/l Concentration of nitrate nitrogen to be denitrified with external carbon

SNH4,N SNH4,N SNH4,N mg/l Concentration of ammonium nitrogen to be nitrified

Anexa 3-C

137

0 1 2 3 4CP CP CP mg/l Concentration of phosphorus in the homogenized sample as P

cPO4 SPO4 SPO4 mg/l Concentration of phosphate as P (dissolved)

SALK SALK SKS mmol/l AlkalinityXCCO,BM XCOD,BM XCSB,BM mg/l Concentration of COD of the biomass

XCCO,deg XCOD,deg XCSB,abb mg/l Concentration of particulate, biodegradable COD

XCCO,inert XCOD,inert XCSB,inert mg/l Concentration of particulate, inert CODBMNorgc XorgN,BM XorgN,BM mg/l Concentration of organic nitrogen embedded in the biomass

cP,BM XP,BM XP,BM mg/l Concentration of phosphorus embedded in the biomass

cP,prec XP,Prec XP,Fäll mg/l Concentration of phosphorus removed by simultaneous precipitation

cP,bio ex XP,BioP XP,BioP mg/l Concentration of phosphorus removed with biological excess phosphorus removal process

cuz XSS XTS mg/l Concentration of suspended solid of wastewater (0.45 μm membrane filters after drying al 105 °C)

corg,SS XorgSS XorgTS mg/l Concentration of organic suspended solid of wastewater

canorg,SS XinorgSS XanorgTS mg/l Concentration of inorganic suspended solid of wastewater

I I Z - Sample from influent to the wastewater treatment plant

BR IAT ZB - Sample from the influent to the biological reactor, if applicable of the influent to the anoxic mixing tank,e.g. CCOD,IAT

EBR EAT AB - Sample from the effluent of the biological reactor, e.g. SNO3, EAT

EBD EDT DB - Sample from the effluent of the denitrification tank, e.g. SNO3,EDT

EBN ENT NB - Sample from the effluent of the nitrification tank, e.g. SNH4,ENT

EDS EST AN-

Sample from the effluent of the secondary settling tank, e.g. CBOD,EST, XSS,EST

NE WS ÜS - Sample from the waste (activated) sludgeNR RS RS - Sample from the return (activated) sludgeCE ER ÜW - Effluent requirement with a defined sampling procedure

Anexa 3-C

125


C. NOTAŢII UTILIZATE ÎN CADRUL NORMATIVELOR PENTRU PROIECTAREA CONSTRUCŢIILOR ŞI

INSTALAŢIILOR DE EPURARE A APELOR UZATE ORĂŞENEŞTI (ROMÂNĂ / ENGLEZĂ / GERMANĂ)


U.M.Romană

0 1 2 3 4ADS AST ANB m2 Aria suprafeţei decantoarelor secundare

a a a - Numărul paletelor racloare în DS circulare

Ci Bd,BOD Bd,BSB5 kg/d Încărcarea (cantitate) zilnică de CBO5 la intrare în SE

Cx Bd,XXX Bd,XXX kg/d Încărcarea (cantitatea) zilnică pentru alţi parametri, la intrarea în SE

Iob BR,BOD BR,BSB kg/(m3·d) Încărcarea organică (volumetrică) a bazinului în CBO5

Ixb BR,XXX BR,XXX kg/(m3·d) Încărcarea volumetrică cu alţi parametri

Ion BSS,BSB BTS,BSB kg/(kg·d) Încărcarea organică a nămolului în CBO5

Ixn BSS,XXX BTS,XXX kg/(kg·d) Încărcarea nămolului cu alţi parametri

b b b d-1 Coeficientul Decay

B1 WST bNB m Lăţimea decantoarelor secundare rectangulare

L LST bSR m Lungimea DS rectangulare

OS sau cs CS CS mg/l Concentraţia oxigenului dizolvat de saturaţie ce depinde de temperatură şi presiunea parţială

co CX CX mg/l Concentraţia oxigenului dizolvat în bazinele de aerare DO

DST DST DNB m Diametrul decantoarelor secundare

PTXXX PTxxx EWXXX E Numărul total de locuitori şi locuitori echivalenţi referitori la parametrii XXX ex : BOD5, COD, etc.

fC fC fC - Factorul maxim pentru respiraţia pe bază de C

fN fN fN - Factorul maxim pentru oxidarea amoniului

Anexa 3-C

126

0 1 2 3 4fSR fSR fSR - Factorul de îndepărtare a nămolului, depinzând de tipul de racletă de nămol

FT FT FT - Factorul de temperatură pentru respiraţia endogenă

h1 h1 h1 m Adâncimea zonei de apă limpezită în DS

h2 h2 h2 m Adâncimea zonei de separare / zona debitului de recirculare în DS

h3 h3 h3 m Adâncimea zonei de stocare în DS

h4 h4 h4 m Adâncimea (grosimea) zonei de îngroşare a nămolului şi a zonei de îndepărtare (eliminare) a acestuia în

DS

hln hln he m Adâncimea la centru a structurii de admisie (situată sub suprafaţa liberă a apei ) din DS

htot htot hges m Adâncimea totală a apei în DS

hSR hSR hSR m Înălţimea paletelor racloare sau a grinzii racloare

IVN SVI ISV l/kg Indicele volumetric al nămolului (indexul lui Mohlmann)

LFS LFS lB m Lungimea rampei (scării) racloare în bazinul rectangular (LFS ~ LST)

LRW LRW lNB m Lungimea de rulare a podului raclor în DS rectangulare

(LRW ~ LST)

LSR LSR lW m Lama raclorului sau lungimea podului raclor în DS rectangulare (LSR ≈ B1)

LSL LSL lSR m Lungimea stratului de nămol deplasat de paletele racloare în DS rectangulare (LSL ~15 ⋅ hSR)

Na MSS,AT MTS,BB kg Masa (cantitatea) de suspensii solide în reactorul biologic / bazinul de aerare

OC OC OC kg/h Transferul de oxigen pentru un dispozitiv de aerare în apa curată cu cx = 0, T = 20 0C şi presiunea aerului

p = 1013 hPa

αOC αOC αOC kg/h Transferul de oxigen în amestecul apă uzată-nămol activat din bazinul de aerare pentru un dispozitiv de

aerare cu cx = 0, T = 20 0C şi presiunea aerului p = 1013 hPa

Anexa 3-C

127

0 1 2 3 4

CSOC OUC,BOD OVC,BSB kg/kg Cantitatea specifică (necesarul specific) de oxigen pentru înlăturarea carbonului, referitoare la CBO5

CCO OUd,C OVd,C kg/d Capacitatea (cantitatea) zilnică necesară de oxigen pentru înlăturarea carbonului

DCO OUd,D OVd,D kg/d Capacitatea (cantitatea) zilnică necesară de oxigen pentru înlăturarea carbonului care este furnizată prin denitrificare

NCO OUd,N OVd,N kg/d Capacitatea (cantitatea) zilnică necesară de oxigenare pentru nitrificare

hCO OUh OVh kg/h Capacitatea (cantitatea) de oxigenare orară (de vârf)

Q Q Q m3/h Debitul influent

Qsc QSort QK m3/h Debit de nămol scurt circuitat în DS

Qmax,h Qww,h Qm m3/h Debitul de dimensionare maxim orar pe vreme umedă de la procedeele de canalizare unitare şi mixte

QSR QSR QSR m3/h Debit de nămol îndepărtat din DS

Qri QIR QRZ m3/h Debit de recirculare internă la zona pre-anoxică a procesului de denitrificare

QRT QRC QRF m3/h Debitul de recirculare totală ( Qnr + Qri) la zona pre-anoxică a procesului de denitrificare

Qr QRS QRS m3/h Debit de nămol activat recirculat

Qu zi max QDW,d Qd m3/d Debitul zilnic influent de apă uzată pe vreme uscată

Qu or max QDW,h Qt m3/h Debitul orar de apă uzată pe vreme uscată

Qne QWS,d QÜS,d m3/d Debit zilnic de nămol în exces

qd qA qA m/h Debitul specific deversat în rigola de colectare a apei limpezite (decantată) din DS.

IVS qSV qSV l/(m2·h) Încărcarea volumetrică superficială în nămol, a DS

rT RC RF -Raportul de recirculare total la zona pre-anoxică a procesului de denitrificare (

maxoru

RTT Q

Qr = )

re RS RV - Coeficientul de recirculare externă (re = Qnr /Qu or max sau Qnr / Qmax,h)

FS SF SF - Factor de siguranţă pentru nitrificare

Anexa 3-C

128

0 1 2 3 4T T T °C Temperatura în reactorul biologic / bazin de aerare

T ER TER TBem °C Temperatura în reactorul biologic la care trebuie îndeplinite cerinţele pentru azotul efluent

T Dim TDim TÜW °C Temperatura în reactorul biologic / bazin de aerare pe care se bazează dimensionarea

Ti TW TW °C Temperatura în reactorul biologic pe perioada de iarnă, Ti < TDIM

ti tTh tE h Timpul de îngroşare a nămolului în DS

tD tD tD h,d Durata fazei de denitrificare cu proces intermitent

tN tN tN h,d Durata fazei de nitrificare cu proces intermitent

tR tR tR h,d Perioada de retenţie (ex. tR =V : Qu or max)

tSR tSR tSR h Intervalul de înlăturare a nămolului (Perioada de timp pentru un ciclu de raclare)

ts ts ts h Timpul pentru ridicarea si coborarea paletelor racloare

tT tT tT h Ciclul de timp cu procese intermitente

TN,aerob tSS tTS d Vârsta nămolului referitoare la VAT

TN,dim tSS,dim tTS,Bem d Vârsta nămolului pentru care se face dimensionarea

TN,aerob tS,aerob tTS,aerob d Vârsta nămolului aerob referitoare la VN

TN,aerob,dim tSS,aerob,dim tTS,aerob,Bem d Vârsta nămolului aerob pentru care se face dimensionarea procesului de nitrificare

cnae SSEAT TSAB kg/m3 Concentraţia suspensiilor solide în efluentul reactorului biologic / bazin de aerare (în mod uzual cnae = cna)

cna SSAT TSBB kg/m3 Concentraţia materii în suspensii solide în reactorul biologic / bazinul de aerare (MLSS)

cna,sf SSAT,Step TSBB,Kask kg/m3 Concentraţia medie de suspensii solide în reactorul biologic în procesul de denitrificare step-feed (can,sf > cnae )

cnds SSBS TSBS kg/m3 Concentraţia în MSS a nămolului depus pe radierul DS

cnr SSRS TSRS kg/m3 Concentraţia suspensiilor solide din nămolul activat recirculat

cne SSWS TSÜS kg/m3 Concentraţia suspensiilor solide din nămolul activat în exces

Anexa 3-C

129

0 1 2 3 4Nes,C SSC,BOD5 ÜSC,BSB kg/kg Producţia specifică de nămol în exces de la înlăturarea materiilor organice pe bază de carbon (cu referire

la CBO5)

Ne SPd ÜSd kg/d Producţia zilnică de nămol activat în exces provenit din eliminarea C şi P

Ne,C SPd,C ÜSd,C kg/d Producţia zilnică de nămol în exces de la înlăturarea C

Ne,P SPd,P ÜSd,P kg/d Producţia zilnică de nămol de la înlăturarea de P

V VAT VBB m3 Volumul reactorului biologic / bazin de aerare

VN VN VN m3 Volumul reactorului biologic folosit pentru nitrificare

VD VD VD m3 Volumul reactorului biologic folosit pentru denitrificare

VSel VSel VSel m3 Volumul selectorului aerob

VAN VBioP VBioP m3 Volumul bazinului de amestec anaerob pentru reducerea fosforului

Vd VST VNB m3 Volumul decantorului secundar

DSV DSV VSV l/m3 Volumul de nămol diluat, la 30 minute de decantare (trebuie să fie determinat, dacă DSV este mai marede 250 l / m3, ceea ce este în cazul general). DSV = cnae · IVN

vret vret vRück m/h Viteza podului raclor, cu bazine circulare la periferie

vSR vSR vSR m/h Viteza podului raclor, cu bazine circulare la periferie

Y Y Y mg/mg Factorul de eficienţă (randamentul), (mg biomasă COD/mg COD biodegradabil)

α α α - Coeficientul transferului de oxigen în nămolul activat şi în apa curată

CXXX CXXX CXXX mg/l Concentraţia parametrilor XXX în probe omogenizate

SXXX SXXX SXXX mg/l Concentraţia parametrilor XXX în probe filtrate (0,45 μm porii membranei filtrante)

XXXX XXXX XXXX mg/l Concentraţia reziduului filtrant (solid), XXXX= CXXX- SXXX

X5 uz CBOD CBSB mg/l Concentraţie BOD5 în probe omogenizate

SCBO SBOD SBSB mg/l Concentraţie BOD5 în probe filtrate 0,45μm

Anexa 3-C

130

0 1 2 3 4XCCO CCOD CCSB mg/l Concentraţie COD în probe omogenizate

SCCO SCOD SCSB mg/l Concentraţie COD în probe filtrate 0,45μm

SCCO,deg SCOD,deg SCSB,abb mg/l Concentraţia substanţelor dizolvate, COD biodegradabil

SCCO,inert SCOD.inert SCSB.inert mg/l Concentraţia substanţelor dizolvate, COD inert

SCCO,ext SCOD,ext SCSB,Dos mg/l Concentraţie COD dizolvat adăugat ca sursă de carbon externă (suplimentară) pentru îmbunătăţirea

procesului de nitrificare

CN CN CN mg/l Concentraţia azotului total în probe omogenizate ca N

CTKNCTKN CTKN

mg/l Concentraţia TKN total în probe omogenizate ca CTKN= CorgP+ SNH4

CorgN CorgN CorgN mg/l Concentraţia azotului organic în probe omogenizate

SinorgN SinorgN SanorgN mg/l Concentraţia azotului inorganic (SinorgN= SNH4 + SNO3 + SNO2)

SNH4 SNH4 SNH4 mg/l Concentraţia azotului din amoniu în probe filtrate

SNO3 SNO3 SNO3 mg/l Concentraţia azotului din nitrat în probe filtrate

SNO2 SNO2 SNO2 mg/l Concentraţia azotului din nitrit în probe filtrateD

NONc3−

SNO3,D SNO3,D mg/l Concentraţia azotului din nitratul ce trebuie denitrificat

DextNONc

3−SNO3,D,Ext SNO3,D,Ext mg/l Concentraţia azotului din nitratul ce va fi denitrificat cu carbon extern

SNH4,N SNH4,N SNH4,N mg/l Concentraţia azotului din amoniu ce va fi nitrificat

CP CP CP mg/l Concentraţia fosforului total în probe omogenizate

cPO4 SPO4 SPO4 mg/l Concentraţia fosforului din fosfaţi (P dizolvat)

SALK SALK SKS mmol/l Alcalinitate

XCCO,BM XCOD,BM XCSB,BM mg/l Concentraţia în CCO a biomasei

Anexa 3-C

131

XCCO,deg XCOD,deg XCSB,abb mg/l Concentraţia în particule biodegradabile, exprimată prin CCO

Anexa 3-C

132

0 1 2 3 4XCCO,inert XCOD,inert XCSB,inert mg/l Concentraţia în particule inerte, exprimată prin CCO

BMNorgc XorgN,BM XorgN,BM mg/l Concentraţia azotului organic înglobat în biomasă

cP,BM XP,BM XP,BM mg/l Concentraţia fosforului organic înglobat în biomasă

cP,prec XP,Prec XP,Fäll mg/l Concentraţia fosforului redus (îndepărtat) prin precipitare simultană

cP,bio ex XP,BioP XP,BioP mg/l Concentraţia fosforului îndepărtat în procesul de eliminare a fosforului biologic în exces

cuz XSS XTS mg/l Concentraţia materiilor solide în suspensie din apa uzată (0,45μm porii membranei filtrante după uscarea

la 105°C)

corg,SS XorgSS XorgTS mg/l Concentraţia materiilor solide în suspensie din apa uzată

canorg,SS XinorgSS XanorgTS mg/l Concentraţia materiilor organice solide anorganice din apa uzată

I I Z - Probă din influent către staţia de epurareBR IAT ZB - Probă din influentul reactorului biologic dacă se referă la influentul bazinului de amestec anoxic , ex.

BRCCOC ,

EBR EAT AB - Probe din efluentul reactorului biologic ex: EBRNONC ,3−

EBD EDT DB - Probe din efluentul bazinului de denitrificare, ex: EBDNONC ,3−

EBN ENT NB - Probe din efluentul bazinului de nitrificare ex: EBDNHNC ,4−

EDS EST AN - Probe din efluentul decantorului secundar, ex: CCBO,EDS

NE WS ÜS - Probă de la nămolul (activat) în excesNR RS RS - Probă de la nămolul (activat) recirculatCE ER ÜW - Cerinţele efluentului cu procedura de probe definită.

fermentarea anaeroba- prelucrarea namolurilor

Documents