1

În următorul referat se analizează avantajele sistemelor de dozare de clor prin intermediul hipocloritului de sodiu in raport cu sistemele de dozare clor gaz.

1. CARACTERISTICI GENERALE: HIPOCLORITUL DE SODIU

Hipocloritul de sodiu se prezintă în formă lichidă, folosindu-se în mod extins în tratarea apei potabile, iar principalele sale avantaje sunt:

Piaţă largă de distribuitori, ceea ce presupune o dependenţă mai mică de furnizor şi de asemenea o concurenţă comercială mai mare, ceea ce se vede în preţ.

Nu este un reactiv care supune la un risc mare nici persoanele si nici mediul înconjurător, diluându-se uşor în apă, este stabil iar manipularea acestuia este simplă.

Sistemul de dozare este mai simplu ţinându-se cont că acesta constă în echipamente foarte comune (pompe de dozare şi depozite) şi uşor de manevrat de către personalul de exploatare.

2. CARACTERISTICI GENERALE: CLORUL GAZ

Clorul gaz se prezintă in stare gazoasă la presiune atmosferică şi are un grad de toxicitate foarte mare. Prezintă avantajul că pentru consumuri foarte mari este mai economic, dar în schimb prezintă o serie de dezavantaje:

Manevrarea acestuia, prezentându-se ca un gaz la presiune atmosferică, este complicată şi foarte periculoasă, orice eroare în operarea acestuia putând ocaziona un nor toxic ce pune în pericol viaţa persoanelor care îl manevrează.

Toate sistemele de dozare clor gaz necesită nişte sisteme de siguranţă asociate, cu costuri de exploatare ridicate.

Nu există mulţi furnizori de acest tip de reactiv, iar prin urmare în multe ocazii există dependenţa de un singur furnizor.

SISTEM DE DOZARE CU HIPOCLORIT DE SODIU

STATIA DE TRATARE APA POTABILA

DUMBRAVENI

2

Tendinţa actuală a staţiilor de tratare apă potabilă este de a elimina clorul gaz din procesul de dozare atunci când volumele reactivilor consumaţi permit acest lucru şi de a folosi alte sisteme de dezinfecţie mai inofensive atât pentru persoane, cât şi pentru mediul înconjurător.

3. CALCULE

Consumul de clor în proiect: 4,61 kg clor / oră.

Concentraţie de amoniu: Exista o eroare în calculele proiectantului, întrucât la momentul în care se ia valoarea maximă a amoniului în apă de 5,1 mg/l nu s-a ţinut cont de faptul că această valoare o dă numai un puţ cu debitul de 5,5 l/s.

Ţinându-se cont de debitul maxim, trebuie să se realizeze o ponderare a valorilor de amoniu (NH4) de la fiecare puţ, care, conform proiectului este de mg/l.

Pentru aceasta cantitate de amoniu, consumul de clor pentru oxidarea sa este de:

Q= 120 m3/h x 7,61 mg/cl/mg NH4 x 1,45 mg/l = 1,32 kg clor /oră.

Dacă la acesta se adaugă consumurile specificate în proiect pentru dezinfecţie (0,119 kg/oră) şi de eliminare de fier şi mangan (0,44 kg/oră), obţinem un consum de clor total de:

Pentru acest consum de clor, consumurile aferente hipocloritului de sodiu vor fi:

Puritatea hipocloritului de sodiu la 13%: 0,161 kg clor pur / litru hipoclorit.

Consum de hipoclorit de sodiu pe oră: 11,6 litri/oră.

Consum de hipoclorit de sodiu pe zi: 280 litri / zi.

Pentru 30 de zile de depozitare: 8,3 m3.

4. ECHIPAMENT

Sistemul va fi compus din două depozite cilindrice, construite din poliester armat cu fibră de sticlă (PAFS) având o capacitate de 4 m3 fiecare. Raza acestor depozite va fi de 1,5 metri şi înălţimea de 2,3 metri. Aceste depozite vor fi situate în acelaşi loc unde erau prevăzute pentru instalare containerele de clor gaz.

Consum clor = 1,879 kg clor/oră

3

Ca sistem de izolare împotriva posibilelor scurgeri, există deja un mic canal ce face legătura cu un bazin de scurgere construit subteran în sala alăturată ce poate servi drept cuvă de retenţie.

Pentru dozarea hipocloritului se montează 4 pompe de dozare (3+1 rezervă), pe aceeaşi poziţie unde erau prevăzute a se monta pompele de dozare pentru clor gaz.

Pentru încărcarea depozitelor vor fi prevăzute două sisteme alternative:

Prin intermediul unei pompe de încărcare situată la exteriorul clădirii de clorinare, în cazul în care depozitele se vor încărca de la un camion cisternă.

Prin intermediul unei pompe de încărcare portabilă, în cazul în care hipocloritul de sodiu este livrat în containere, care ar putea fi depozitate în sala de neutralizare,

Figură 2: Depozite de hipoclorit de sodiu si conexiuni aferente. Vedere canal de scurgeri către bazinul de retenţie şi situare pompe de

dozare hipoclorit de sodiu.

Figură 1: Situare depozite de hipoclorit de sodiu si conexiuni aferente in cadrul Staţiei de Tratare Apă Potabilă Dumbrăveni

4

unde – datorită dimensiunilor sale – se pot înmagazina până la 4 containere cu capacitatea de 1 m3 fiecare, aşadar ar creşte capacitatea de stocare a sistemului cu aproape o săptămână mai mult.

Pe scurt, echipamentul aferent sistemului de tratare cu hipoclorit de sodiu este format din:

2 (două) depozite de PAFS cu capacitatea de 4 m3 fiecare;

1 (una) pompă de încărcare (fixă sau portabilă) pentru umplerea depozitelor de la

containere;

4 (patru) pompe de dozare hipoclorit de sodiu.

6. MODIFICĂRI LUCRĂRI CIVILE

Nu este necesară nici o modificare la lucrările civile deja executate. În cadrul sălii unde era

prevăzută instalarea containerelor de clor gaz se vor pune două depozite cilindrice verticale

din poliester armat cu fibră de sticlă (PAFS), cu capacitatea de 4 m3 fiecare.

Capacitatea totală de stocare va fi de 8 m3.

Bazinul subteran din beton destinat neutralizării şi situat în sala anexă, se va utiliza pentru

retenţiile oricărei scurgeri sau exces de hipoclorit de sodiu, care vor fi conduse către acesta

prin canalele existente de drenaj.

Pompele de dozare se vor instala in sala prevăzută pentru dozatoarele de clor gaz.

Figură 3: Vedere pompe de dozare hipoclorit de sodiu si rezervor de retenţie în caz de scurgeri.

5

7. AVANTAJE SISTEMULUI DE DOZARE CU HIPOCLORIT DE SODIU

Sistemul de clor gaz necesită o mentenanţă specializată existând în permanenţă riscul de

scurgeri de gaz, ceea ce reprezintă un pericol atât pentru personalul de exploatare a staţiei,

cât şi pentru locuinţele din apropiere.

Reamintim, clorul gaz este mai greu decât aerul, iar drept urmare în eventualitatea unei

scurgeri, acest gaz tinde să ajungă şi să rămână în punctele cele mai joase. Staţia de tratare

este situată în localitatea Dumbrăveni, într-o zonă înaltă, iar prin urmare posibilele scurgeri

şi formarea unui nor de clor duc la existenţa unui risc important pentru populaţia localităţii

Dumbrăveni, ţinându-se cont că norul de clor va tinde să se stabilească către zonele cele mai

joase, zone unde este situată populaţia menţionată. Aşadar, acest sistem poate presupune

un risc, nu doar pentru personalul de exploatare, cât şi pentru populaţia cea mai apropiată.

Pe de altă parte, hipocloritul de sodiu este mult mai stabil, iar în caz de scurgeri acesta ar

rămâne stocat în cuva de retenţie, ceea ce nu ar implica nici un risc.

Dozatoarele de clor gaz nu sunt atât de precise ca cele de hipoclorit de clor, întrucât

cantitatea de clor pentru dozare depinde de diferite variabile, precum contrapresiunile

existente în punctele de dozare, debitul şi presiunea sistemului de apă de serviciu şi corecta

calibrare a dozatorului propriu-zis. Pe de altă parte, pompele de dozare de hipoclorit de

sodiu menţin un debit de dozare mult mai stabil, fără variaţii şi permite controlul acestuia în

orice moment, prin proceduri simple cum poate fi utilizarea unui tub de calibrare.

8. COSTURI DE EXPLOATARE CU DATELE DE PROIECTARE

Costul aproximativ al unei tone de 1 m3 de hipoclorit de sodiu de puritate 13% este de cca.

0,20 €/litru. Costul zilnic ajunge la 56 €/ziua de consum de hipoclorit.

Pentru consumul de clor gaz, costurile aproximative sunt de 1 €/litru de clor gaz. Astfel,

costul zilnic ar ajunge la 45 €/zi.

6

Costuri lunare de reactivi:

Clor gaz = 1.350 €/lună;

Hipoclorit de sodiu = 1.680 €/lună.

Pentru un consum ridicat de clor gaz, clorul gaz este mult mai eficient din punctul de vedere

al costurilor. Dar consumurile aferente proiectului de faţă pot fi supradimensionate, ţinându-

se cont că au fost luate în considerare consumurile de vârf pentru condiţiile cele mai

defavorabile de apă brută, iar drept urmare diferenţa cu privire la costurile reactivilor va fi

mai mică.

Costuri de exploatare şi mentenanţă:

Costul echipamentelor de clor gaz pentru Staţia de Tratare Dumbrăveni ajunge la cca.

110.000 €, ţinându-se cont de costurile de mentenanţă de 8% anual, se ajunge la un cost de

mentenanţă de aproximativ 8.800 €/anual. Trebuie să ţinem cont că valoarea clorinatoarelor

ajunge la aprox. 10.000 € şi drept urmare orice reparaţie, calibrare sau înlocuire a acestor

echipamente necesită nişte costuri ridicate, pe lângă prezenţa absolut necesară a firmelor

specializate.

Prin urmare, costul lunar al sistemului de clor gaz este de 733 €/lună.

Pe de altă parte este sistemul de dozare cu hipoclorit de sodiu, care aproape nu necesită

mentenanţă, costul total al echipamentelor este mai mic de 10.000 €, iar pompele de dozare

sunt echipamente ce nu necesită mână de lucru specializată pentru întreţinerea lor.

În ceea ce priveşte cerinţele de siguranţă şi securitate, sistemele de dozare clor gaz trebuie

să îndeplinească normative mult mai stricte, ceea ce implică inspecţii şi supervizări periodice,

ceea ce creşte costul de exploatare.

Consumuri electrice:

În ceea ce priveşte consumul electric al celor două sisteme, acesta se poate rezuma astfel:

Sistem de dozare clor gaz:

Putere Absorbită = 13,50 Kw;

Consum = 36,48 Kwh/zi.

7

Sistem de dozare hipoclorit de sodiu:

Putere Absorbită = 0,27 Kw;

Consum = 6,48 Kwh/zi.

9. REZUMAT AL COSTURILOR LUNARE

Mai jos, se poate observa o comparaţie succintă a celor două sisteme de dozare din punct de

vedere al costurilor, precum şi a consumurilor electrice.

SISTEM DOZARE CLOR GAZ

SISTEM DOZARE HIPOCLORIT DE

SODIUCOST ECHIPAMENT 110.000 € 10.000 €CONSUM REACTIVI 45 kg/zi 231 kg/ziCOST REACTIVI 1.350 €/lună 1.680 €/lunăCOST DE MENTENANŢĂ 733 €/ lună 66 €/ lunăCOST TOTAL 2.083 €/ lună 1.746 €/ lunăPUTERE ABSORBITĂ 13,5 kw 0,27 kwCONSUM ELECTRIC 36,48 kwh/zi 6,48 kwh/zi

Pe de altă parte sistemul de clor gaz presupune mentenanţa a altor echipamente auxiliare,

cum ar fi:

Electropalan;

Sistem de apă de serviciu;

Sistem de detectare a gazelor;

Echipament de protecţie a personalului (echipamente mult mai exigente decât cele

folosite în cadrul sistemului de dozare cu hipoclorit de sodiu);

Realizarea şi actualizarea unui plan de urgenţă în cazul unei scurgeri de gaz;

Instruirea specializată a personalului de exploatare în operarea şi mentenanţa

sistemelor de clor gaz şi în activităţile de prevenire şi riscuri de muncă specifice

pentru sistemele de clor gaz.