proiectarea,constructia si exploatarea sistemelor ... · calitatii in constructii, din...
TRANSCRIPT
Proiectarea,constructia si exploatarea sistemelor extensive de epurare biologica naturala a
apelor uzate menajere provenite din localitati cu un numar conventional de locuitori de
pina la 5000.
Cod practic (ghid)
1. Generalitati/Consideratii generale.
1.1. Introducere.
Scopul acestei lucrari este de a ajuta responsabilii tehnici (proiectanti, executanti/antreprenori
in constructie, operatori, supraveghetorii cerintelor de protectie a mediului, de sanatate publica,
calitatii in constructii, din autoadministrarea publica a localitatilor etc) sa asigure epurarea apelor
uzate din aglomerarile cuprinse intre 500 si 5000 de locuitori conventionali, conform Directivei
Consiliului Europei nr.91/271 din 21 mai 1991 relativ la epurarea apelor uzate urbane si Hotaririi
Guvernului nr….
Acest Cod este focalizat pe tehnologiile si tehnicile existente de epurare biologica a apelor
uzate, care, prin definitie, ocupa suprafete mai mari decit cele intensive( bazine de aerare cu
namol activ/aerotancuri, filtre biologice si diferite modificari ale acestora, care utilizeaza
microflora suspendata si/sau imobilizata) aplicate pentru aglomerari mari. Intre timp procedeele
extensive de epurare necesita de regula/in general costuri de investitie mai mici/inferioare, iar
conditiile de exploatare/operare ale acestor procedee extensive sunt mai usoare, mai docile,
flexibile si mai econome in consumul de energie.In sfirsit, aceste tehnici nu au nevoie de un asa
numar mare de muncitori de o calificare inalta,cum sint necesare pentru procedeele intensive.
Sistemele extensive de epurare a apelor uzate sunt aplicabile in diferite situatii in cazul unor
aglomerari de citeva mii de locuitori conventionali. Urmarind/respectind spiritul acestei lucrari
(Cod practic - Ghid), tehnicile/sistemele abordate nu vor fi aplicate decit la capacitati ale statiilor
de epurare care nu depasesc 5000 de locuitori conventionali,cu exceptii foarte rare,in conditii de
exclusivitate.
In cele ce urmeaza vor fi descrise pe cit posibil de detaliat atit sistemele de epurare extensiva, cit
si procedeele recomandate de proiectare, constructie si exploatare ale componentelor acestora.
1
1.2. Clasificarea sistemelor extensive de epurare a apelor uzate.
Sistemele extensive despre care va fi vorba in continuare in acest Cod(Ghid) se bazeaza pe
procesele de autoepurare in mediul acvatic si in soluri, cu precadere prin sedimentare,filtrare si
degradare/descompunere biologica si/sau sub actiunea razelor solare.Procesele biologice de
autoepurare a apelor uzate se focalizeaza pe activitatea vitala a microorganismelor, mai cu seama
a bacteriilor care se divizeaza in 2 categorii principale:culturi libere sau suspendate in mediul
apos/lichid si culturi fixate sau imobilizate pe suport solid. Functionarea acestor sisteme este
posibila fara consum de energie electrica.
La sistemele care utilizeaza culturi fixe de microorganisme se refera :
- infiltrarea-percolarea;
- fitofiltre plantate,cu curgere in flux vertical;
- fitofiltre plantate,cu curgere in flux orizontal.
Iar la cele cu culturi libere:
- iazuri biologice naturale cu microfite;
- iazuri biologice naturale cu macrofite;
- iazuri biologice aerate artificial.
Mai exista de asemenea sisteme mixte,combinate din cele indicate mai sus.
Sistemele de epurare cu zone umede artificiale/fitofiltre reproduc procesele epuratoare ale
ecosistemelor.Heterogenitatea mare si diversitatea plantelor si a solurilor, tipurile de curgere a
apelor antreneaza o mare varietate de mijloace posibile: - sisteme de curgere a apei sub suprafata
aeriana a solurilor (filtre plantate cu macrofite cu curgere orizontala si verticala);
- sisteme de curgere libera a apei de suprafata (iazuri biologice naturale);
- mai rar, sisteme de irigare a culturilor vegetale energetice( ex. salcie) pentru epurare finala.
2
In ansamblu, zonele umede artficiale(fitofiltrele)asigura diferite mecanisme de epurare,
cum ar fi:
- fizice, prin filtrare în mediul poros si sistemul radicular in fitofiltre, prin sedimentare a
materiilor in suspensie si coloizilor in iazuri biologice;
3
- chimice, prin precipitarea substantelor insolubile sau co-precipitarea cu compusi insolubili
(N,P); prin absorbtie pe substrat(umplutura) in functie de caracteristicile acestui suport sau pe
plante (N,P,metale); prin descompunere/degradare datorita fenomenelor de radiatie UV(virusi si
bacterii patogene), reactiilor de oxido-reducere (metale);
- biologice, datorita dezvoltarii bacteriilor libere sau fixe, care efectueaza degradarea materiei
organice (CBO), nitrificarea in mediu/zone aerobe si denitrificarea in zone aerobe. Pentru
sistemele cu curgere libera a apei de suprafata (iazuri biologice) epurarea biologica se efectueaza
prin procese aerobe, in straturile superioare/de suprafata a apei, si, eventual, prin procese
anaerobe in straturile inferioare invecinate cu depunerile de fund, la adincime. Dezvoltarea
algelor fixate sau libere, suspendate in apa asigura prin fotosinteza un aport de oxigen necesar
bacteriilor epuratoare aerobe, si fixeaza o parte din substantele nutritive( N si P).
4
1.3 Principiul de functionare a fitofiltrelor
In fitofiltre epurarea apelor uzate se realizeaza conform principiului de epurare biologica cu
precadere aeroba, care are loc in mediul granular, de la particulele fine spre cele grosiere. Nu se
recurge la o reinoire regulata a stratului filtrant sau la spalarea lui pentru a fi evacuate namolul
biologic produs in interiorul filtrelor. In schimb namolul produs in amonte de filtre(pe suprafata
filtrelor sau in instalatiile de decantare primara) trebuie sa fie evacuat.
Se deosebesc 2 tipuri de fitofiltre/filtre plantate cu macrofite conform directiei de miscare a
fluxului de ape uzate supuse epurarii:
- filtre cu flux vertical;
- filtre cu flux orizontal.
Statiile de epurare cu fitofiltre reprezinta un ansamblu de paturi aranjate paralel si/sau in
serie/consecutiv.
1.3.1 Fitofiltre cu/in flux vertical
Statiile de epurare cu filtre plantate cu stuf/trestie cu/in flux vertical sunt de obicei
constituite din cel putin 2 trepte in serie, fiecare din trepte fiind constituite din 2 sau 3 filtre
paralele, care actioneaza prin alternanta(revenind succesiv). Scopul acestei alternante este de a
minimiza colmatarea filtrelor datorita mineralizarii materiilor organice acumulate in perioadele
de repaus. Timpul de repaus necesar pentru prima treapta este de cca 2 ori timpul de functionare
ceea ce impune prevederea a 3 paturi in paralel. Pentru treapta a 2 timpii de functionare si de
repaus sunt echivalenti si deci este nevoie de 2 paturi in paralel. Rotatia filtrelor cel mai des se
efectueaza fiecare 3-4 zile. Filtrele primei trepte sint implute exclusiv cu pietris in care
fenomenele de aerare prin difuzie( din aer) sunt mult mai ridicate decit in nisip.
Practica a demonstrat ca proiectarea, constructia si exploatarea corecta precum si
alimentarea cu apa uzata menajera preepurata a fitofiltrelor poate fi implimentata cu succes si in
localitati cu numarul de locuitori mai mare de o mie.
Alimentarea discontinua/alternativa a fitofiltrelor inbunatateste eficienta epurarii apei
uzate si contribuie la prelungirea permeabilitatii materialului filtrant. Utilizarea in calitate de
material filtrant a solurilor coezive/aderente nu este potrivita din cauze hidraulice.
Fitofiltrele au suprafete comparativ mari, pot emite mirosuri urite si necesita
hidroizolarea solurilor permeabile pentru a evita infiltrarea apei uzate in straturile de apa freatica,
ceea ce le ridica costul.
Principalele mecanisme de epurare se bazeaza pe o combinatie de procese care au loc
intr-un mediu aerob si care se deruleaza succesiv pe parcursul a 2 trepte de epurare aranjate in
serie. 5
Ele pot fi descrise in modul urmator:
> Fitofiltrele cu flux verical sint alimentate de la suprafata prin dispersare si apa uzata
patrunde/se strecoara prin stratul filtrant penetrindu-l. Apa uzata supusa atunci unei prime etape
de filtrare, are loc o retentie fizica a materiilor in suspensie pe suprafata filtrelor primei trepte. In
asa fel se observa o acumulare de namol la suprafata.
> O descompunere/degradare biologica a materiilor/substantelor dizolvate este realizata de
biomasa bacteriana aeroba fixata pe un suport nesaturat in paralel si pe stratul de namol acumulat
pe suprafata filtrului.
Capacitatea de oxigenare este de asa natura ca fitofiltrele primei trepte are loc in principal
degradarea fractiei de carbon( eliminare CBO), dar si nitrificarea partiala intr-o masura
importanta. Treapta a doua vine sa definitiveze eliminarea CBO si sa completeze nitrificarea in
masura in care conditiile de oxigenare,temperatura si pH permite aceasta.
Oxigenarea, fenomenul primordial in acest tip de sisteme, se asigura printr-o alimentare
cu ajutorul vaselor basculante, creând un fenomen de convectie la deplasarea apei prin masivul
stratului filtrant de rind cu o difuzie gazoasa din atmosfera, prin suprafata, atunci cind plaja de
infiltrare este golita/uscata. Drenele venind in contact cu atmosfera prin conductele de ventilare,
joaca de asemenea un rol important in oxigenarea straturilor filtrante prin difuzie, cand
componenta granulometrica a materialulul filtrant nu este prea fina, pentru ca sa mentine o
saturatie prin capilaritate.
In scopul optimizarii acestei oxigenari si utilizarii a intregului ansamblu al reactorului
biologic care este fitofiltrul, fiecare portie de apa revarsata trebuie sa fie distribuita uniform pe
intreaga suprafata a filtrelor. Conditiile aerobe nu contribuie la denitrificarea in aceste instalatii.
Defosfatarea de asemenea nu este un obiectiv atins, atit din cauza capacitatii slabe de absorbtie a
materialului filtrant, aceasta fiind esential silicios (ca cremenea), cit si a gradului neglijabil de
asimilare de catre plante, tinind cont de incarcarile aplicate. In afara de aptitudinile speciale
decontaminarea/dezinfectarea este aproape nula din cauza timpului de retentie redus al apei uzate
in sistem.
Necesitatea de limitare a cresterii biomasei bacteriene pentru a evita colmatarea stratului
filtrant este asigurata prin auto-oxidare pe parcursul perioadei/fazei de repaus. Anume in
acest scop, fitofiltrele cu flux vertical sunt constituite din mai multe paturi: trei in prima
treapta si doua in treapta a doua, amplasate paralel si alimentate prin alternanta.
Rolul macrofitelor/stufului in prima treapta a fitofiltrelor cu flux vertical este in principal
unul mecanic. Dezvoltarea densa a tulpinilor/tijelor, care pornesc din nodurile de rizomi
(tijele subterane) si strapung stratul de namol superficial, creaza cai care se prelungesc
pina la ansamblul sistemului radicular si de acolo pina la stratul drenant al filtrelor, 6
evitind in asa mod colmatarea filtrelor chiar in cazul alimentarii lor cu ape uzate brute,
nedecantate.
Experienta acumulata pe parcursul a mai multor zeci de ani a aratat ca in adapostul stufului si
ca in cazul unei higrometrii adecvate se dezvolta o biomasa microbiana in namolul organic
retinut pe plaja de infiltrare. Aceasta biomasa contribuie la mineralizarea materiei organice intr-o
proportie de cca 65% de masa in raport cu fluxul de apa uzata, supus eruparii. De aici rezulta un
pamint care se acumuleaza de o grosime de vreo 15 mm pe an, constituind un bun biofiltru care
conserveaza/ pastreaza o buna permeabilitate.
Actiunea epuratoare a acestui strat de pamint complementeaza la cea care se dezvolta initial
in stratul/masivul filtrant mineral. Se observa, deci, in fitofiltre o tendinta de ameliorare a
gradului de epurare pe masura invechirii/imbatrinirii instalatiei.
1.3.2 Fitofiltre cu flux orizontal
Fitofiltrele cu flux orizontal sunt complet saturate cu apa, datorita unui sistem sifon amplasat
la iesire, care permite reglarea inaltimii stratului acvifer in corpul/ bazinul filtrului. Niste
gabioane de distributie la intrare si iesire permit asigurarea unei repartitii si a unei
recuperari/colectari, aproape omogene a apei uzate supusa epurarii. Acest tip de filtre sunt mai
sensibile la colmatare, decit cele cu flux vertical, din care cauza ele trebuie alimentate cu ape
uzate in prealabil supuse unei inlaturari/eliminari de materii in suspensie. Aceasta se poate
efectua prin intermediul unui decantor-digestor sau a foselor septice amplasate in amonte,
precum si prin prevederea unei prime trepte de fitofiltre cu flux vertical.
Poluantii dizolvati/ solubili sunt degradati in stratul filtrant de catre biomasa bacteriana fixata
pe materialul filtrant/ suportul solid.
Nivelul apei la iesire din filtrul orizontal depinde de evolutia permeabilitatii a masivului/
corpului filtrant, pe parcursul timpului si de variatia incarcarii hidraulice. El este ajustabil printr-
un sistem de mentinere/reglare a nivelului pe toata inaltimea stratului filtrant.
Aerarea rezulta numai prin aportul oxigenului eliberat de radacinile plantelor si prin
difuzie gazoasa prin partea superficiala nesaturata cu apa a stratului filtrant. Astfel, aportul
oxigenului pe o unitate de suprafata este mult mai mic decit a celui din fitofiltrele cu flux
vertical. Aceasta suprafata trebuie modulata in fuctie de obiectivele atribuite/sarcinile trasate
filtrelor orizontale, tinind cont de gradul de epurare realizat in echipamentele instalate in amonte.
Aportul de oxigen relativ redus limiteaza dezvoltarea bacteriilor aerobe, heterotrofe si
autotrofe si, in consecinta, degradarea materiilor carbonice ( CBO) si indeosebi oxidarea
compusilor de azoti. Cu toate acestea mecanismele de epurare anaeroba si aerob-anaeroba
7
intervin la contactul cu radacinile macrofitelor (efectul de rizosfera) si participa la reducerea
CBO si eliminarea azotului.
Experienta epurarii in fitofiltrele cu flux orizontal este inca limitata, dar numarul lor
creste indeosebi in calitate de treapta a doua, dupa filtrele cu flux vertical.
1.3.3. Rolul macrofitelor.
Cu exceptia aspectului estetic si rolului mecanic, macrofitele contribuie indirect la
degradarea materiilor organice continute in apa uzata bruta.
Cresterea/dezvoltarea radacinilor si rizomilor permite mentinerea sau reglarea conductivitatii
hidraulice initiale. Compozitia granulometrica fina/marunta a nisipului sau pietrisului de rind cu
aportul esential al poluantilor organici insolubili conduse la colmatarea filtrelor. Cresterea partii
radiculare limiteaza aceste riscuri formind pori tubulari in lungul radacinilor care se dezvolta.
Totusi/cu toate acestea, nu trebuie sa se conteze pe o ameliorare a conductivitatii hidraulice a
materialului filtrant de origine.
Cantitatile neinsemnate de oxigen provenite din partile aeriene sunt transferate spre virfurilor
radacinilor plantelor indiferent de tipul lor si a filtrelor in care ele sunt inradacinate. In orice caz,
aceast aport este neglijabil. La filtrele cu flux vertical, fractiunea de oxigen introdusa prin
fotosinteza plantelor este si mai mica in raport cu aportul din contul convectiei si difuziei din
aerul atmosferic. In schimb, in filtrele orizontale, desi aportul plantelor este mic, el constituie
sursa principala de oxigen. Suprafata activa trebuie sa fie adaptata la aportul de oxigen potential
si, in cazul filtrelor orizontale, ea trebuie sa fie importanta.
Cresterea partii radiculare majoreaza suprafata atit de fixare a microorganismelor in
crestere/ dezvoltare, cit si a reactiilor de precipitare. La aceasta majorare a suprafetei active se
adaoga, bineinteles, si factorul foarte slab studiat si documentat de stimulare a activitatii prin
8
diversitatea si densitatea microorganismelor implicate in diferite moduri in procesele de epurare.
Este vorba de un concept bine cunoscut in agronomie si care se rezuma la faptul ca un sol plantat
si biologic bogat este mai activ decit un sol gol/steril si care este uneori mentionat cu termenul
„rizosfera”. Tesutul radicular si exudatul lui constituie, posibil, niste nise mai favorabile pentru
mobilitatea microorganismelor, decit substantele minerale inerte.
Metabolismul plantelor ( asimilarea substantelor nutritive) influenteaza mai mult sau mai
putin epurarea in functie de suprafetele implicate. Daca pentru fitofiltrele cu flux vertical
asimilarea substantelor nutritive este neglijabila ( mai putin de 1 % din incarcarea intiala pentru
fosfor) apoi suprafetele mult mai mari a filtrelor orizontale pot conduce la reduceri/ eliminari
care pot fi luate in seama, dar totusi constituie in jur de 5 % pentru azot si cu mult mai mici
pentru fosfor. Aceste substante nutritive nu sunt transferate/transportate direct in biomasa
cosita/secerata, dar se acumuleaza/stocheaza in sistemul radicular, insa ce se intimpla , cum revin
ele peste un timp indelungat ( in jur de vreo 15 ani) inca nu este prea studiat. In schimb
evapotranspiratia plantelor poate avea un impact esential asupra bilantului hidric, mai ales cind
sunt puse in joc suprafete mari unitare.
Invelisul foios protejeaza suprafata filtrelor de secare/ uscare pe timp de vara. El asigura de
asemenea umbra care permite bacteriilor sa se dezvolte, contrubuind astfel la mineralizarea
materiei organice. Evapotranspiratia estivala/in timpl verii conduce la o reducere puternica a
debitului de apa uzata efluenta.
Pe timp de iarna el atenueaza impactul negativ al temperaturilor joase in clima rece.
La un mod mai general mediul filtrant datorita radicinilor dispune de o diversitate mare
de specii ( bacterii, protozoare, nevertebrate) a caror activitate depinde strict de incarcarea
organica a apei uzate si conditiile de oxigenare. Toate aceste organisme participa de asemea in
calitate de predatoare la reducerea populatiei de bacterii fecale, dar aceasta reducere mai depinde
si de timpul de retentie a apei uzate in corpul filtrului.
9
10
11
1.4. Principiul de functionare a iazurilor biologice
Functionarea iazurilor biologice se bazeaza pe utilizarea culturilor microbiene, libere/
suspendate in apa de preferinta de tip aerob. Oxigenul provine din diferite surse in functie de
tipul instalatiei. Culturile bacteriene sunt ulterior separate de apa epurata prin intermediul
mecanismului de sedimentare intr-o instalatie specifica (decantoare secundare, iazuri de
decantare).
Epurarea este asigurata datorita unui timp indelungat de retentie a apei uzate , suficient
pentru desfasurarea proceselor naturale de autoepurare, in bazine etanse dispuse / plasate in
serie. Numarul bazinelor de cele mai multe ori este egal cu 3. Cu toate acestea utilizarea unei
configuratii din 4 pina la 6 bazine permite o dezinfectie mai puternica a apei uzate.
12
Mecanismul principal pe care se bazeaza iazurile biologice naturale este fotosinteza.
Stratul de apa de suprafata in bazine este expus luminii. Aceasta permite existenta algelor,
care produc oxigenul necesar dezvoltarii si mentinerii bacteriilor aerobe. Acestea la rindul lor
efectueaza degradarea materiei organice si produc bioxid de carbon, care, impreuna cu
sarurile minerale continute in apa uzata, conduc la dezvoltarea algelor. Astfel, au loc
concomitent proliferarea a doua populatii independente: bacteriilor aerobe si algelor
planctonice, care se mai numesc microfite. Acest ciclu se autointretineatit timp cit sistemul
este alimentat cu energie solara si materie organica.
La fundul bazinului, unde nu patrunde lumina, vietuesc bacteriile anaerobe care
descompun sedimentele provenite de la decantarea materiei organice insolubila. In aceasta
zona se produce degajarea bioxidului de carbon si a metanului. In iazurile cu adincimi mari
intre zona superioara – aeroba si cea inferioara/de fund se situeaza o zona facultativa –
aeroba-anaeroba.
In seria compusa din 3 iazuri biologice, de obicei, deasemenea se constituie diferite zone
din punct de vedere a prezentei oxigenului: primul iaz este anaerob datorita incarcarii
organice inalte a apei uzate brute si insuficientei din aceasta cauza a oxigenului, al doilea este
facultativ, in care la suprafata este zona aeroba, iar la partea inferioara – cea anaeroba, al
treilea iaz este predominant aerob si se mai numeste iaz de maturatie.
Diversitatea proceselor fizice, chimice si biochimice ce au loc in iazurile biologice
(sedimentare, biofloculare,oxidare aeroba, fermentare anaeroba, fotosinteza, etc) nu pot fi
complet controlate/dirijate in exploatare, deoarece desfasurarea lor este in functie de
conditiile climatice (temperatura, precipitatii,vint, luminozitate, strat de gheata la suprafata
iazului,etc), de timpul de retentie, de compozitia si debitul apei uzate, de grosimea stratului
de namol depus pe fundul iazului,etc. Iazurile biologice naturale datorita capacitatilor
inalte de tampon sint mai preferabile in localitatile rurale,decit instalatiile tehnice intense de
epurare a apelor uzate cu volume mici. Ele pot amortiza viiturile mari ale debitelor si a
poluantilor asupra lacurilor si riurilor si ofera prin efectul de retinere/oprire cea mai simpla
posibilitate de epurare in comun a apelor meteorice a localitatilor mici cu sisteme combinate
de canalizare. Alte avantaje ale iazurilor biologice naturale sint:
- posibilitatea de integrare a configuratiei/alaturarii in peisajul natural;
- constructii simple,ieftine;
- lipsa totala sau putina implicare a ultilajului mecanic;
- sumplimentar la controlul regulat al exploatarii numai o sarcina mica pentru intretinere;
- evacuarea/curatarea de namol foarte rara- la intervale de 1-2 ani si mai mult.
13
Iazurile biologice necesita o suprafata relativ mare. Emisiile de mirosuri sint posibile din
primul iaz dintr-o serie de bazine. Dezvoltarea algelor si plutirea lor in deriva poate fi de
asemenea o problema. In cazul unor soluri permeabile poate fi nevoie de o hidroizolare
costisitoare a fundurilor iazurilor.
Se deosebesc urmatoarele sisteme de iazuri biologice:
- iazuri naturale de mare volum, care au capacitate inalta, mare tampon/de amortizare,a
viiturilor hidraulice si poluante. In particular, in cazul unor inevitabile sisteme noi
combinate de canalizare( unitare) in localitatile mici rurale, iazurile biologice sunt unica
solutie viabila pentru epurarea apelor uzate. Din cauza suprafetele mari, pe care le
necesita, iazurile biologice sint aplicabile in principal pentru un numar de locuitori pina
la 1000;
- iazuri aerate, care sint avantajoase datorita suparafetei lor specifice mici,si pot fi aplicate
la un numar de peste 1000 de locuitori.
- combinari de iazuri cu instalatii intensive de epurare biologica artificiala (bazine de
aerare cu namol activ, sau biofiltre) , care produc oxigenul nesesar dezvoltarii si
mentinerii bacteriilor aerobe. Acestea la rindul lor efectueaza degradarea materiei:
oragnice si produc dioxid de carbon, care, impreuna cu sarurile minerale continute in apa
uzata, conduc la dezvoltarea algelor. Astfel, are loc concomitent proliferarea a doua
populatii independente, bacteriilor aerobe si algelor planctomice, care se mai numesc
„microfite”. Acest ciclu se autointretine atita timp cit sistemul este alimentat cu energie
solara si materie organica.
La fundul bazinului, unde nu patrunde lumina vetuiesc bacteriile anaerobe care
discompun sedimentele provenite de la decantarea materiei organice. In aceasta zona se
produce degajarea bioxidului de carbon si a metanului. In iazurile cu adincimi mari intre
zona superioara-aeroba si cea inferioara/ de fund se situeaza o zona facultativa-aerob-
anaeroba.
In seria compusa din 3 iazuri biologice, deobicei, de asemenea se constituie diferite zone
din punct de vedere a prezentei oxigenului: primul iaz este anaerob datorita incarcarii
organice inalte a pei uzate brute si insuficientei din aceasta cauza a oxigenului, al doilea este
facultativ in care la suprafata este zona aeroba, iar la partea inferioara cea anaeroba, al treilea
iaz este predominat aerob si se mai numaste iaz de maturatie.
14
1.4.1 Iazuri biologice anaerobe
Iazul anaerob de regula, este primul dintr-o serie de cel putin 3 iazuri/bazine. Functia
principala a iazurilor anaerobe este reducerea CBO, care constituie de la 40 pina la 85 %. In toata
complexitatea sa, procesul de epurare in iazurile anaerobe consta in:
- sedimentarea/ depunerea materiei nedigerate si solidelor nedegradabile sub forma de
namol de fund;
- dizolvarea/ hidroliza poluantilor organici;
- descompunerea/ degradarea materialului organic biodegradabil.
Eliminarea/ reducerea CBO in iazurile anaerobe este guvernata de aceleasi mecanisme /
procese care au loc si in alte bioreactoare anaerobe. Iazurile anaerobe, de regula, nu contin sau
foarte rar contin alge si in ele au loc acelasi procese ca in fosele septice sau in
decantoare/digestoare si constau din decantarea materiilor sedimentabile si fermentarea/
digerarea anaeroba ulterioara in stratul de namol format pe la fund, iar biogazul degajat poate fi
colectat acoperind suprafata iazului cu o membrana flotanta/plutitoare din material plastic.
Biogazul recuperat poate fi utilizat in calitate de sursa regenerabila de energie prin arderea lui si
obtinerea energiei termice si/sau electrice, daca cantitatile degajate sunt suficiente pentru
producerea energiei.
15
1.4.2 Iazuri biologice facultative
Iazurile biologice facultative sint cele mai simple si des folosite/intilnite si constau din
zone aerobe in cel mai apropiat strat de suprafata iazului, iar spre fund in adincime - din zone
anaerobe. Ele sunt menite predominant pentru reducerea CBO. Producerea oxigenului de catre
alge are loc in stratul de suprafata la o adincime limitata de penetrare (de obicei in jur de 500
mm). Cantitatea suplimentara de oxigen poate fi introdusa cu ajutorul vintului datorita
amestecului vertical al apei . Oxigenul este imposibil sa fie mentinut in straturile inferioare, daca
iazul este destul de adinc si culoarea apei este intunecata pentru ca lumina sa patrunda pina la
fund, sau daca valorile CBO si CCO in straturile inferioare sunt mai mari decit pot fi oxidate. In
rezultatul activitatii fotosintetice a algelor dezvoltate in iazurile biologice are loc o variatie
diurna a concentratiei de oxigen dizolvat. Valorile de virf/ maxim la concentratiile de oxigen au
loc in timpul radiatiei solare maxime si deci activitati fotosintetici maxime, pe cand la rasaritul
soarelui iazurile sunt predominant anaerobe. Iazurile biologice facultative servesc pentru:
- continuarea epurarii apei uzate prin sedimentare si oxidare aeroba a poluantilor organici;
- reducerea mirosurilor urite;
- reducerea unor microorganisme care provoaca boli infectioase daca pH-ul se ridica;
- depozitarea reziduurilor sub forma de namol de fund.
Iazurile biologice facultative degaja amoniac in atmosfera la valori ale pH-ului ridicate,
precipita/fixeaza unele cantitati de azot si fosfor in namol. Ele pot obtine reduceri ale CBO
de ordinul 80-95 % , iar in cazul unei combinari ale iazurilor anaerobe si facultative - o
eficienta totala de 95% ( in ambele iazuri). Eliminarea totala a azotului in sistemele de iazuri
biologice poate atinge 80 % sau mai mult, iar a azotului amoniacal chiar valori de 95 %.
Pentru a inlatura algele din iazul aerob pot fi utilizate oscilarile efluentului, parcelele de
ierburi, macrofitele plutitoare si pestii erbivori, dar mai preferabil este indreptarea fluxului de
apa uzata epurata in iazurile finale de maturatie.
16
1.4.3 Iazuri biologice aerobe/ de maturatie
Pe cind iazurile anaerobe si facultative sint destinate, pentru inlaturarea CBO, cele
aerobe, de maturatie sau de finisare sint prevazute in principal pentru eliminarea agentilor
patogeni si retinerea solidelor stabilizate. Dimensiunile si numarul iazurilor de maturatie/aerobe
depind de calitatea bacteriologica a efluentului final. Principalii factori pentru
indepartarea/eliminarea bacteriilor fecale ( coli-bacteriilor ) in iazurile facultative si de maturatie
sunt timpul de retentie a apei uzate in iazuri, temperatura, pH-ul mare (>9) si intensitatea inalta
de radiatie solara (luminozitate ). Trebuie de asemenea obtinuta eliminarea virusilor si a
microorganismelor. Daca este folosita in combinare cu algele si/sau recoltarea cu peste ( fish
harvesting), acest tip de iazuri este de asemenea eficient pentru eliminarea din efluent a celei mai
mari parti de azot si fosfor.
17
1.4.4. Iazuri biologice cu macrofite
Iazurile biologice cu macrofite reproduc zonele umede naturale ( balti, mlastini etc), care
comporta bazine de apa cu suprafata libera, incercind sa realizeze procesele ecosistemelor
naturale pentru a ameliora eficienta epurarii apelor uzate atit de eliminarea a CBO, cit si a
substantelor nutritive (N si P), a metalelor. Ele pot fi utilizate in calitate de treapta finala de
epurare urmind iazurile naturale, facultative sau cele aerate artificial. Utilizarea iazurilor de
finisare a epurarii cu macrofite are avantajul unui randament/eficienta mai buna si de intretinere
mai comoda.
In acest tip de iazuri sunt crescute macrofite emergente de doua tipuri: moi si rigide. La
cele moi se refera plantele care-si au radacinile in stratul de apa, plutesc in ea, fiind insa
emergente: lintita, broscarita (matasa broastei), cosarul, coada calului, zambila, etc. La
macrofitele rigide se refera trestia/ stuful, papura, pipirigul – cele mai intilnite plante iubitoare de
apa, care se inradacineaza in sol. Suprafata tijelor/tulpinelor imersate in apa este acoperita cu
microorganisme sub forma de biofilm, care asimileaza/ degradeaza eficient poluantii organici si
minerali. Toate tipurile de macrofite acvatice enumerate, incepind cu lintita si terminind cu
stuful, se dezvolta in apa uzata in prealabil epurata si de aceea, acest tip de iazuri prezinta, de
regula, treapta finala de epurare. Totusi, si aceste iazuri nu rezolva problema eliminarii definitiva
a nutrientilor (N si P), desi iazurile cu macrofite manifesta o mai mare biodiversitate fata de
fitofiltre.
18
1.4.5.Iazuri biologice aerate artificial
Iazurile biologice naturale sunt simple, ieftine si usoare in exploatare, dar pentru
asigurarea unei epurari eficiente a apelor uzate anul imprejur ele trebuie dotate cu sisteme de
aerare artificiala. In acest scop pot fi utilizate aerarea pneumatica ( cu aer comprimat) sau
mecanica (prin intermediul aeratoarelor/turbinelor cu ax vertical instalate pe pontoane flotante).
Aceste iazuri functioneaza similar bazinelor de aerare cu namol activ si doza/concetratia
microflorei active suspendate de zeci de ori mai mica din care cauza timpul de retentie a apei
uzate este mai mare, respectiv tot de atitea ori. Iazurile aerate trebuie sa fie urmate de iazuri
naturale cu functie de decantoare secundare sau chiar de decantoare. Eficienta epurarii apelor
uzate constituie 85-98% pentru CBO si 90-98% pentru materiile in suspensie. Datorita
intnsificarii proceselor de epurare si adincimii mai mari ale iazurilor aerate, ele sunt mai
compacte, ocupind suprafete de teren mai mici.
Ulterior in cazul extinderii statiilor de epurare si constructiilor instalatiilor intensive de
epurare biologica artificiala, iazurile biologice existente pot fi utilizate in calitate de instalatii de
epurare avansata/tertiara.
Avantajul iazurilor biologice este capacitatea lor inalta de tampon datorita volumelor lor
importante, ceea ce le permite sa protejeze emisarii in cazul unor eventuale avarii, stoparii sau
eficientei insuficiente ale instalatiilor de epurare intensiva. Tinind cont de aceasta proprietate,
iazurile biologice pot servi drept instalatii provizorii pentru prima etapa in cazul executarii
statiilor de epurare in etape, iar ulterior, dupa constructia instalatiilor intensive ( de exemplu, a
bazinelor de aerare cu namol activ), vor indeplini functia epurarii avansate.
19
2. Clauze generale
2.1 Domeniul de aplicare
In contextul tehnico-economic al R.Moldova filtrele plantate cu stuf/fitofiltrele sunt
aplicabile intr-o gama de capacitati ce nu depasesc citeva mii de locuitori, in general/ de obicei
pina la 2000 de locuitori conventionali. In conditii favorabile in locurile de turism estival, de
exemplu se poate justifica selectia acestui tip de instalatie de epurare si pentru capacitati mai
mari.
Fitofiltrele sunt destinate pentru epurarea apelor uzate menajere provenite din retele
publice de canalizare in sistem separativ si/sau unitar. Dimensionarea instalatiilor va trebui sa
tina cont de specificul apei uzate propriu fiecarui caz. Este permisa evacuarea limitata si a apelor
uzate industriale de la procesarea produselor agricole, tinind cont de gradul de poluare a
acestora.
2.2 Restrictii geotehnice
Datele geotehnice conditioneaza parametrii instalatiilor, care vor fi construite, si modul
de executare a acestora. Conceptia instalatiilor va tine cont de prezenta orizontului de apa
freatica, de inundabilitatea terenului/ zonei, de posibilitatea infiltrarii in sol si de caracteristicile
geotehnice. Pentru a aprecia restrictiile acestea, este nevoie de un studiu aprofundat al solului.
2.3. Topografia si terenurile disponibile
Topografia locului/terenului conditioneaza pozitionarea/amplasarea instalatiilor. Curgerea
fluxului de apa uzata trebuie sa urmeze panta/relieful natural al terenului, dupa posibilitate.
Pentru o statie de epurare in doua trepte constituita din fitofiltre cu flux vertical alimentata
gravitational trebuie sa se dispuna de cel putin 4 metri diferenta de cote intre punctul de intrare a
apei uzate in statie si punctul de deversare a efluentului in mediul natural. Aceasta denivelare
poate fi si mai mare (~6 metri) pentru statii de capacitate mare.
Pentru amplasarea unui fitofiltru cu flux orizontal trebuie prevazuta o denivelare/diferenta de
cote de cel putin in jur de 1 metru pentru configuratie constituita dintr-un gratar, un decantor si
un fitofiltru orizontal amplasate succesiv/in serie.
Deasemenea trebuie prevazuta o suprafata bruta suficienta ( paturile filtrelor + drumuri de
acces+ conducte de legatura + obiecte accesorii + diverse ) pentru implantarea instalatiilor.
Pentru calcule preliminare se va tine cont de datele urmatoare:
de la 4 pina la 8 metri patrati, pentru un locuitor pentru statiile compuse din fitofiltre
verticale la o suprafata utila de la 2 pina 2,5 metri patrati pentru un locuitor, modulate in
functie de fluxul hidraulic/debitul preconizat/calculat. In caz de un teren inclinat 20
suprafata totala necesara poate fi majorata tinind cont de influenta taluzurilor
platformelor/paturilor filtrelor. Suprafata bruta a unei statii compuse din 2 trepte va
evolua in functie de capacitatea ei. Aceste suprafete pot varia conform
topografiei/reliefului si geometriei parcelei disponibile.
de la 8 la 9 metri patrati pentru un locuitor la o suprafata utila a filtrelor in jur de 5 metri
patrati sint necesari pentru epurarea completa/in ansamblu cu fitofiltrele orizontale
precedate de o decantare primara.
Vehiculele de intretinere trebuie sa poata avea acces in vecinatatea filtrelor.
2.4. Clima
La conceperea instalatiilor se va tine cont de conditiile climatice in perioadele reci, a
frigurilor mari.
Fitofiltrele orizontale sunt mai compatibile cu clima severa/aspra. Filtrele verticale din
cauza alimentarii cu apa uzata la suprafata sint mai sensibile la frig.
Experienta arata ca prima treapta a statiei de epurare constituita din fitofiltre cu flux
vertical continua sa elimine eficient atit materiile in suspensie cit si materiile organice (CBO)
timp de citeva/mai multe saptamini de frig mare (-15 grade Celsius). La aceiasi temperetura
treapta a doua prinde gheata si trebuie prevazuta evacuarea efluentului primei trepte. Pentru a
retine inghetarea stuful cosit trebuie lasat pe paturi. Nu exista nici o restrictie specifica impusa de
clima in R.M.
2.5 Mediul receptor/Emisarii
Directiva UE nr.91/271 din 21 mai 1991 a devenit valabila si in R.M prin Hotarirea de
guvern nr…. din ____ si cerintele ei trebuie aplicate in cazul deversarii apei uzate epurate in
reteaua hidrografica de suprafata. Eventual, ar putea fi considerata utilizarea apei epurate pentru
irigare in agricultura tinind cont de cerintele specifice.
2.6 Restrictiile de mediu
In absenta utilajului mecanic afectiunile/nocivitatile sonore ( zgomotul) sunt inexistente.
Calitatea aerului in vecinatatea unei statii de epurare cu fitofiltre poate fi deteriorata in
prezenta unui decantor-digestor si in timpul unor episoade accidentale de stagnare a apei uzate.
Filtrele plantate cu curgere in flux vertical alimentate cu apa uzata bruta, de regula nu prezinta
riscuri de mirosuri dezagreabile, daca apa uzata insasi deversata din conductele de alimentare nu
miroase.
Prezenta stufului/trestiei permite o buna integrare in peisajul locului. 21
Apa uzata nefiind stagnata prezinta un mediu nefavorabil pentru dezvoltarea si raspindirea
larvelor de tintari.
3. Scheme tehnologice
3.1 Scheme tehnologice ale statiilor de epurare cu o singura treapta de epurare biologica
naturala/extensiva
Schema alaturata ne prezinta citeva configuratii posibile a statiilor de epurare in componenta
fitofiltrelor si iazurilor biologice. Selectarea configuratiilor potrivite se va face in functie de
context ( instalatii deja prezente, gradul de epurare necesar, terenul disponibil, relieful acestuia,
etc.). Numarul de trepte a fitofiltrelor si sensul fluxului/ de curgere ( vertical sau orizontal) va
depinde de preepurarile deja prezente in amonte ( decantoare, iazuri) si de influenta lor asupra
calitatii afluentului/apei uzate, care va intra in instalatiile proiectate. Configuratiile pot fi mai
complexe si in special sa includa o recirculare a apei supuse epurarii biologice naturala, extinsa.
Astfel, ii revine proiectantului sau persoanei care concepe sa analizeza coerenta
particularitatilor si functionarea fiecarei instalatii in raport cu ansamblul statiei de epurare, iar
constructorului/ antreprenorului sa le verifice.
22
23
3.2. Scheme cu 2 trepte
24
3.3. Scheme combinate
25
4.Date initiale de baza
4.1 Debite/ fluxuri hidraulice a apelor uzate
In lipsa datelor masuratorilor si prentu un sistem considerat separativ de canalizare poate
fi adoptat un debit conventional egal cu 150 litri/(om/zi)(100 de litri de apa uzata propriu zisa si
50l de apa parazite de toate felurile laolalta).
Dimensionarea instalatiilor de epurare biologica naturala se efectueaza luind in
considerare debitul zilnic maxim. Debitul orar maxim de ape uzate serveste numai pentru
dimensionarea instalatiilor de preepurare.
Pentru sisteme unitare de canalizare trebuie considerate debitele zilnice pe timp uscat si
separat pentru timpul ploios.
4.2 Fluxuri masice/ incacarile de poluanti
Dimensionarea instalatiilor de epurare biologica naturala in baza de incarcari ale apelor
uzate pe o unitate de suprafata se face inca empiric si se exprima in metri patrati pentru un
locuitor.
Numarul de locuitori racordati si variatiile populatiei sunt furnizate in caietul de sarcini
de catre beneficiar. Caracteristicile particulare ale apelor uzate precum si prezenta foselor
26
septice, septicitatea generala legata de timpul important de retentie in reteaua de canalizare,
prezenta evacuarilor de ape uzate de la fermele agricole, etc, vor fi de asemenea semnalate.
In caz de prezenta a interprinderilor industriei agro-alimentare caracteristicile apelor
reziduale vor fi date, fiind preconizata fractiunea solubila a poluantilor.
Capacitatea instalatiilor va fi definita/exprimata in termeni de fluxuri masice, de regula
incarcare masica masurata sau tradusa in numar de locuitori racordati la sistemul de canalizare.
In lipsa de date masurate se va utiliza cantitatea specifica de poluanti raportata la un
locuitor racordat: CBO-50 grame/(om/zi),
CCO – 120 grame/(om/zi),
Materii in suspensie – 50 grame/(om/zi) pentru sistemul separativ,
- 60 grame /(om/zi) pentru sistemul unitar,
N- 10 grame/(om/zi),
P- 2 grame/ (om/zi).
4.3 Gradul de epurare necesar/ performante de epurare
Calitatea apei uzate epurate variaza in functie de anotimpuri si respectiv, de conditiile de
temperatura. Statiile de epurare in componenta fitofltrelor si iazurilor biologice permit atingerea
unei performante de epurare conform cerintelor directivei UE si Hotaririi Guvernului … care se
exprima prin concentratiile efluentului egale cu:
CBO- 25 mg/ l,
CCO- 125 mg/l,
Materii in suspensie – 35 mg/l.
Trebuie de mentionat ca performantele reale sunt mai ridicate, dar la etapa actuala
defosfatarea si denitrificarea nu este garantata. Conform aceleiasi Directive a UE, statiile de
epurare cu capacitatea de pina la 10 mii de locuitori trebuie sa asigure reducerea numai a CBO si
a materiilor in suspensie si nu a subtantelor nutritive ( N si P).
Reducerea germenilor care dau dovada contaminarii fecale este limitata in fitofiltrele
verticale din cauza unui tranzit rapid a apei uzate supuse epurarii, dar in orice caz o reducere de 2
unitati logaritmice este realista . In fitofiltrele orizontale este posibila o reducere pe timp de iarna
a bacteriilor Coli de 2 unitati logaritmice si pina la 4- vara.
27
5. PROIECTAREA FITOFILTRELOR 5.1 Fitofiltre vertical/cu flux vertical 5.1.1 Preepurare Preepuarea constituie o componentă importantă a proceselor de epurare a apelor uzate
deoarece ea permite principalelor trepte situate în aval să funcţioneze corect. Preepurarea vizează
eliminarea materiilor grosiere plutitoare şi suspendate a nisipului, excendentelor de grăsimi şi
uleiuri. Daca unitatea de preepurare nu este concepută corect, variaţiile de debite pot provoca
probleme în funcţionarea procedeelor situate în aval.acesta este valabil mai ales pentru staţiile
mici de epurare. Care n-ar fi tipurile de fitofiltre, degrosisarea apei uzate prin intermediul
grătarelor este obligatorie. Pentru fitofiltrele verticale alimentate cu apă uzată brută alte procedee
de preepurare (deznisiparea, separarea de grăsimi) nu se justifică în majoritatea cazurilor. Însă
trebuie de ştiut că se vor forma îngămădiri / aglomerări de grăsimi/materii plutitoare/flotante în
camerele/rezervoarele de recepţiepompelor de ridicare a apei sau în camerele de stocare
/acumulare pentru funcţionarea sifoanelor. Dacă aceste aglomerări pot fi aspirate de pompe sau
sifoane fără riscul de a fiastupate/obturate, ele vor fi dispersate pe suprafaâa filtrelor şi unde
ulterior vor fi degradate progresiv fără să afecteze calitatea efluentului. O alimentare a apei sub
presiune poate fi favorabilă/necesară pentru a recurge uşor la nişte curăţiri epiyodice a stratului
filtrant, deoarece daca acesta nu se va face regulat în cazul lipsei unui separator de grăsimi
aglomerările de grăsimi îşi vor demonstra efectul negativ, după ce vorurma numaidecât
disfuncâionările respective.
Spaâiile dintre barele grătarului trebuie să fie racordate cu diametrele conductelor aflate în
aval pentru a evita obturarea/înfundarea acestora, dar nu trebuie să depăşească 50mm.
În cazul unei alimentări gravitaţionale a apei uzate degrosisarea trebuie efectuată în canalul
de aducţiune. La alimentarea staâiei prin pompare, sub presiune, prin conducta de
evacuare/racordare la camera/rezervorul de reacţie a pompelor se va monta un grătar- coş. Acesta
trebuie să fie prevăzut cu mecanisme pentru ridicarea la suprafaţa terenului. Spaţiile dintre
bare/deschizăturile ochilor se vor adopta egale cu 40....50mm. suplimentar la grătar se va
prevedea o derivaţieîn caz de colmatare a acestuia, un instrument de raclare adoptat la spaţiile
dintre baze şi un container de descărcare şi stocare a reţinerilor.o atenţie cun’venită se va acorda
riscurilor potenţiale pentru sănătate care pot surveni în timpul operaţiilor de întreţinere şi de
evacuare a reţinerilor pe grătare.
28
5.1.2 Alimentarea primei trepte cu apă uzată brută. În scopul asigurării unei bune repartiţii a apelor uzate brute cu conţinut de materii în
suspensie pe suprafaţa fitofiltrelor, alimentarea trebuie efectuată cu un debit net superior celui
intrat în staţia de epurare. Aceasta necesită o alimentare prin intermediul unui rezervor de
înmagazinare – stocare cu o durată relativ mare a apei uzate brute, care să fie urmată de perioade
scurte de aşimentare a filtrelor cu debite mari.
Dispozitivul de alimntare a filtrelor prin rezervoare de acumulare racordate gravitaţional
sau prin intermediul unei staţii de pompare trebuie să producă un debit instantaneu suficient
pentru:
- a asigura o bună repartiţie a apei uzate şi a materiilor în suspensie pe suprafeţe
fitofiltrelor în funcţiune;
- a asigura autocurăţirea conductelor de distribuţie.
Cu titlu indicativ, un debit egal sau mai mare de 0,5 m3/h pentru 1m2 de filtru alimentat
poate asigura o repartiţie corectă dacă sistemul de distribuţie a apei uzate este bine conceput. Nu
există limite superioare/maxime a debitelor de alimentare şi se poate considera că repartiţia este
cu atât mai bună cu cât debitul specific pe m2 de suprafaţă este mai mare.
Adoptarea debitelor specifice mai mici decât viteza de infiltrare a corpului filtrant nu va
asigura o submersiune/inundare a suprafeţei filtrelor şi deci, va induce o repartiţie mediocră a
apei uzate. Această repartiţie poate fi alimentată prevăzând un număr mare de difuzare, dar ea
totuşi nu va asigura inundarea filtrelor. Valoarea vitezelor de infiltra se situiază în jur de 0,4 m/h
cu o majorare în timp de vară.
În ce priveşte volumul epurat/adus/alimentat de fiecare porţiune, el trebuie să asigure o
lamă de apă de la 2 pân la 5cm grosime repartiyată cât se poate de uniform pe toată suprafaţa
fitofiltrului alimentat/în funcţiune. Efectiv, este dificil de obţinut o repartiţie cu o lamă de apă
mai mică de 2cm şi, din contra, o lamă mai mare de 5cm majorează viteza de infiltrare ceea ce
înrăutăţeşte eficienţa epurării.
Debitul instantaneu şi volumul porţiunilor de alimentare sunt legate reciproc: cu cât
volumul de alimentare este mai redus/mic cu atât mai mare va fi debitul instantaneu pentru a
„muia”/umezi/uda toată suprafaţa filtrului alimentat într-un timp scurt. Astfel, va trebuie să fie
justificat caracterul adecvat/pertinenţa sistemului de alimetare şi distribuţie a apei uzate.
Un sistem de vane/robineţi cu reglare manuală sau automată trebuie să asigure alternanţa
fayelor de alimentare şi de repaus a fiecărui fitofiltru care constituie prima treaptă. Acest sistem
va fi amplasat în aval de dispozitivul de alimentare în porţiuni.
29
Concomitent, sistemul de epurare trebuie prevăzute dispoyitive de măsurare a
debitelor/contoare pentru a putea fi evaluate atât debitele cât şi volumele de apă uzate
introduse/distribuite pentru epurare în fitofiltre. În sistemul gravitaţional un contor al porţiunilor
alimentate poate da nişte indicaţii. La pompare/refulare durata funcţionării pompelor eate sigură
atunci când ele sunt etalonate corect în condiţiile reale de funcţionare.
B. Alimentarea gravitaţională. Alimentarea gravitaţională cu ape uzate brute a fitofiltrelor verticale include:
- lipsa conductelor şi clapetelor de diametre mici care pot fi înfundate/obturate de către
materii în suspensie şi grăsimi;
- necesitatea de golire integrală a rezervoarelor de înmagazinare/acumulare care servesc
pentru alimentarea filtrelor cu o viteză suficientă de antrenare a materiilor în suspensie.
- Utilajele mecanice care trebuie prevăzute în sistemele de alimentare gravitaţională
sunt:
- Sifoanele autoamorsante;
- Clapete de închidere/deschidere;
- Supape cu clape oscilante/pendulare.
Aceste utilaje se deosebesc prin debitele instantaneee pe care ele le pot livra (calculate în
funcţie de pierderile de sarcină în dispozitivele de repartiţia din aval) şi prin constanţa debitelor
pe durata de vidanjare/golire a rezervorului, îndeosebi spre sfârşitul funcţionării. Se va
urmări/supraveghea cu deosebită atenţie siguranţa/fiabilitatea acestor utilaje. Debitul de apă
uzată trebuie să fie nul în realitate între alimentări, iar pe parcursul alimentării vidanjarea trebuie
să fie completă pentru a evita acumularea materiilor în suspensie/formarea şi îngrămădirea
nămolului. Dintre aceste utilaje menţionate de alimentare a fitofiltrelor cu apă uzată brută,
sifoanele autoamorsante şi-au dovedit buna comportare pe teren fără riscuride colmatare.
C. Alimentarea prin pompare/refulare/staţii de pompare. Pompele şi conductele de legătură trebuie să fie adoptate la lichidul/apa uzată pe care o
transportă. Diametrul nominal minim alpompelor şi conductelor este de DN 80 mm. Diametre
mai mici pot fi acceptate în lipsa riscului de înfruntare/obturare, dar nu mai mici de DN 60mm.
Proiectantul va avea grijă în particular să se prevadă dispozitive de securitate care să
protejeze pompele în caz de lovitură de berbec/şoc hidraulic, de lipsa de lichid de suprapresiune
şi de încetare a refulării din cauza obturării/înfundării. Se va prevedea deasemenea izolarea
termică a instalaţiilor hidraulice/conductelor de legătură pentru a evita îngheţarea lor. Problemele
30
de mentenanţă vor fi prevăzute integrate la nivel de concepere. Este posibilă utilizarea utilajelor
electromecanice. Vanele cu acţionare electrică, dispoyitivele cu automatizare, etc. vor putea
complementa util sistemele de pomare.
Staţiile de pompare fac un ofocou comun/intergat cu sistemele de alimetare prin
porţiuni/porţionată.
Debitul de pompare trebuie să fie cât mai independent posibil de nivelul apei uzate în
bazinul de recepţie. Este de dorit să fie prevăzute contoare orare.
Staţia de pompare se echipează cu cel puţin 2 pompe, fiecare din ele fiind dimensionată
pentru debitul de alimentare. În cazul ieşirii din funcţiune a unei pompe, cealaltă trebuie să poată
fi pusă în funcţiune, în ajutor.
Este preferabil ca rezervorul de înmagazinare/acumulare a apei uzate brute să fie prevăzut
cu o ventilare eficace pentru a evita acumularea hidrogenului sulfurat (H2S) în mediul învecinat.
Radierul rezervorului de recepţie a staţieie de pompare trebuie prevăzut cu pantă spre o başă de
nămol
5.1.3 Repartizarea apei uzate brute pe suprafaţa fitofiltrelor primei trepte de epurare Repartizarea apei uzate brute trebuie efectuată în aşa mod ca ea să se refere/să ocupe toată
suprafaţa filtrului alimentat de către porţiunea alimentată şi să fie uniformă/omogenă.
Reţeaua de conducte care alimentează punctele de distribuţie/difuzoarele trebuie concepută
astfel ca să poată fi golită integral/global/în întregime şi să excludă astfel riscul stagnării apelor
(depunerea de materii în suspensie, apariţia mirosurilor şi posibilitatea de îngheţ). Ansamblu de
utilaje şi armături trebuie să fie accesibil pentru inspectare şi curăşire.
Dat fiind că este vorba de repartizarea apelor uzate ca conţinut de materii în suspensie,
sistemul de repartizare trebuie să funcţioneze în toate punctele cu o viteză de autocurăţire egală
cu cel puţin 0,6...0,7 m/s la circularea apei.pentru alimentarea cu apă uzată brută a primelor
trepte de fitofiltre verticale se utilizează următoarele dispozitive de reparizare.
Jgheab de repartiţie de revărsare/debordare: sistem utilizat pentru dispozitivele de
epurare prin infiltrare – perolare. Acesta necestită un debit mare de alimentare şi este un sistem
adaptat pentru suprafeţe mici (S<50m2). Există un risc de acumulare a materiilor în suspensie în
imediata apropiere de jgheab.
Difuzoare punctuale/concentrate. Acest sistem este preferabil dacă numărul punctelor de
alimentare/injectare este suficient de mare şi sunt distribuite riguros simetric pentru a asigura o
repartiţie uniformă/omogenă (se calculeayă în funcţie de grăsimea lamei de apă şi de suprafaţa
filtrelor alimentate). Proiectantul trebuie să se asigure de uniformitatea repartizării debitelor şi de
31
riscul de decantare. Se va considera minimum/cel puţin un punct de injectare la cca 50 m2 de
suprafaţă a fitofiltrelor.
Se vor prevedea deasemenea dispozitive antierozive, cum ar fi plăcile rezistente la
eroziune sau gabioane la nivelul difuzorilor punctuali/concentraâi.
Pentru a facilita evacuarea depunerilor/nămolului câd grosimea lui încurcă funcţionarea
fitofiltrelor trebuie prevăzută posibilitatea demontării provizorie a conductelor de distribuţie şi a
difuzorilor.
5.1.4. Alimentarea cu apă uzată epurată a treptei a doua de epurare cu fitofiltre verticale
Treapta a doua de epurare este alimentată cu apă uzată efluentă din prima treaptă a
fitofiltrelor. Regulile de concepere/proiectare în cele ce se referă în termenide volume şi debite
instantanee sunt la modul general aceleeaşi ca cele de alimentare cu apă uzată brută a primei
trepte de fitofiltre.
5.1.5. Repartiţia apei uzate pe fitofiltrele din treapta a doua
Repartizarea efluentului pe fitofiltrele treptei a doua, ca şi pentru prima treaptă, trebuie să
se facă într-o manieră ca ea să acopere integral toată suprafaţa fitofiltrului pentru fiecare porţiune
în mod uniform. Faţă de concentraţia mică de materii în suspensie în apa ce alimentează treapta
a doua şi cu toate că materialul filtrat este compus din nisip, putînd reduce viteza de infiltrare,
numărul de puncte de injectare în această treaptă trebuie să fie majorat faţă de cel pentru prima
treaptă.
O reţea superificială de conducte perforate neîngropate în stratul filtrat poate să asigure o
difuzie omogenă a apei parţial epurată. Ea este necesară deoarece conductele funcţionează sub o
presiune suficientă pentru a compensa diferenţele de pierderi de sarcina între orificiile mai
apropiate şi cele mai îndepărtate de punctul principal de intrare a apei de alimentare.
Este recomandabil să nu se îngroape conductele perforate de alimentare avînd în vedere
riscul de astupare/obstrucţie a orificiilor cu rădăcinile şi rezomii plantelorde stuf.
Difuzoarele punctuale/concentrate: Acest sistem este proiectat dacă numărul punctelor de
alimentare este destul de mare şi dacă debitul fiecărui difuzor este suficient pentru a asigura o
reprezentare omogenă. Trebuie considerat/prevăzut cel puţin un punct de injecţie la 5 m2 de
suprafeţe a filtrelor.
Dispozitivele de distribuţie prin intermediul sprinklerelor sunt incompatibile cu
dezvoltarea sulfului care poate să blocheze funcţionarea corectă a sprinklerelor.
Componenţa selectării diferitor componente trebuie justificată printr-o notă de calcul şi,
respcetiv cu o aplicare informatică adaptată.
32
5.1.6. Paturile fitofiltrelor A. Dimensiunile Practica actuală este de a determina aria totală a suprafeţei fitofiltrelor/filtrelor plantate în
funcţie de numărul de locuitori racordaţi de preferinţă în funcţie de fluxul masic al CBO şi CCO.
Volumul zilnic al apei uzate supuse epurării de obicei nu se ia în cont.
În rezultatul lucrărilor recente a devenit posibilă cuantificarea capacităţii hidraulice a
intalaţiilor.
Cum a mai fost semnalat în 1.3.A., numărul filtrelor paralele este determinat de raportul
”timpul de alimentare/timpul de repaus” care se administrează prin rotaţia alimentării filtrelor.
Prima treaptă este în general constituită din 3 filtre, iar a doua – numai din 2 filtre.
Regulile de bază frecvente/obişnuite de dimensionare sunt prezentate în tabelul de mai
jos:
Suprafaţa utilă totală, din care 2... 2,5 m2/locuitori Suprafaţa primei trepte (3 filtre paralele) 1,2... 1,5 m2/locuitori Suprafaţa treptei a doua (2 filtre paralele) 0,8... 1,0 m2/locuitori Dimensiunile menţionate se aplică populaţiei permanente. Ele au fost stabilite astfel cu
performanţele necesare să fie atinse în sezonul de iarnă mai puţin favorail pentru activitatea
biologică.
Performanţele obţinute în sezonul de vară dovedesc că instalaţiile pot să reziste la
încărcări cu mult mai mari, suprafaţa specifică putînd fi redusă pînă la 1 m2/locuitor. Deaceea s-a
convenit folosirea termenuui de populaţie estivală.
Pe timp uscat aceste reguli admit pentru filtrele în funcţiune o lamă de apă egală cu 300
cm/d. Cu toate acestea o astfel de dimensionare se dovedeşte posibil pe timp de ploaie să se
admită lame de apă diluată net superioare. Recomandările formulate definesc, în funcţie de
înălţimea/grosimea depunerilor acumulate lame zilnice şi ..... de apă admisibile pentru perioade
săptămînale sau lunare. Ele necesită totuşi confirmarea pentru un număr mai mare instalaţii:
Stratul de depuneri 0 – 10 cm 10 – 25 cm
Lame de apă admisibile
m/zi 1,8 3,5 0,9 1,8 dacă
frecvenţa este de
o dată în săptămînă o dată în lună o dată în
săptămînă o dată în lună
m/oră 0,25 0,11 O revanşă de 30 cm cel puţin se poate prevedea pentru prima treaptă ţinînd cont de o
grosime de stocare a nămolului de ordinul a 20 cm, care permite o încărcare a suprefeţei filtrului
fără riscul de revărsare pe filtrele adiacente.
33
În cazul reţelelor de canalizare non-separative sau parţial unitare (mixte) o grosime
suplimentară ttrebuie prevăzută, în funcţie de intensitatea şi de durata ploii, care este necesară
pentru conservarea/paza şi epurarea acelui debit. O grosime/înălţime de revanşă de 50 cm pentru
prima treaptă poate fi un bun compromis în această configuraţie. În acest caz, în ipoteza unei
reduceri anormale a permeabilităţii, trebuie prevăzute conducte de ocolire (by-pass) fitofiltrelor
pentru a evita perioadele prea lungi de submersie/înecare a stratului filtrat.
Pereţii despărţitori/ de delimitare a filtrelor/paturilor în cadrul unui bazin trebuie să fie
îngropate la o adîncime de cel puţin de 30 cm. Ei trebuie să fie din materiale rigide şi rezistente
la radiaţia UV.
B. Materiale de umplutură/filtrante
Trebuie de deosebit materialele granule/ granuloase ale filtrelor primei trepte de nisipul
utilizat în treapta a doua de epurare a apelor uzate. Este de dorit ca materialele aluvionare
(netede, rotungite) să fie preferabile pentru ambele trepte, dar pînă în prezent nu sunt informaţii
că materialul concasat prezintă ceva incoveniente.
În schimb, pentru nisipuri, la etapa actuală de cunoştinţe, sunt preferabile materialele
netede/rotungite.
Care n-ar fi granulaţiile materialelor filtrante (prundiş, nisip), de trebuie spălate şi să
conţină matrial fin d < 80 𝜇m în capactăţi mai mici de 3% masice.
La asamblarea straturilor de material filtrant, pentru a evita amestecul lor şi asigurarea
particulelor, se vor respecta regulile TERZAGHI. Aceste reguli definesc condiţiile de
tranziţie/granulometrică. Ele sunt elaborate pentru învelişul rutier supus diferitor forţe de
tasare/îndesare/compactare. Ele se utiizează pentru drenarea barajelor de reţinerile colinare.
Constructorii va trebui să justifice alegerea componenţei granulometrice a diferitor materiale
disponibile.
Prima treaptă a fitofiltrelor verticale va fi constituită din 3 straturi de prundiş/pietriş:
- Stratul filtrant: prundiş fin cu dimensiuni de 2...8 cm, grosimea de cel puţin 30 cm.
- Stratul intermediar/de tranziţie: prundiş ajustat/adaptat cu compoziţia granulometrică
de la 3 pînă la 20 mm, cu grosimeade la 10 pînăla 20 cm;
- Stratul drenant: prundiş cu granulometrie adoptată de la 20 la 60 mm, cu grosimea de
la 10 pînă la 20 cm.
Grosimea primului strat de 30 cm poate fi majorat în funcţie de obiectivele epurării.
Materialul stratului superior al fitofiltrelortreptei a doua va fi nisipos. El are funcţia de
reţinere a materie în suspensie. Dacă se urmăreşe un grad înalt de nitrificare se poate preleva un
strat suplmentar de 30 cm de prundiş fin cu dimensiunile particulelor de la 2 pînă la 8 mm.
34
Compoziţia nisipului trebuie să fie predominant silicioasă şi de origine/provenienţă
aluvoinară. Nu este de dorit utilizarea nisipurilor concasate/zdrobite şi celor cu conţinut de
particule mai mici de 80 µm, pentru a evita riscul colmatării filtrului. Astfel se vor respecta
recomandările şi indicaţiile de urmează mai jos.
Compoziţia fitofiltrelor de treapta a doua va fi următoarea:
- Stratul filtrant: nisip aluvionar silicios cu dimensiunile particulelor
0,25 mm < d10 < 0,40 mm, conţinutul de material fin să nu depăşească 3% masice,
grosimea minimă de la 30 la 60 cm (în funcţie de obiectivul epurării), conţinutul
calcarului (Ca CO3), să nu depăşească 20% masice;
- Stratul intermediar/de tranziţie: prundiş cu o granulometrie adaptată de la 5 la10 mm
cu grosime de la 10 la 20 cm;
- Strat drenant: prundiş cu granulometria adaptată de la 20 la 40 mm cu grosimea de la
10 la 20 mm.
5.1.7. Evacuarea apei epurate
Pentru colectarea efluentului epurat în zona de fund a fitofiltrelor se folosesc drenuri
din tuburi din mase plastice cu fante crestate, diametrul cărora este de cel puţin 100 mm.
Utilizarea tuburilor de clasă de rezistenţă înaltă va preîntîmpina riscul deteriorării sistemului de
drenare. Se va evita utilizarea coturilorcu unghi drept.
Fundul bazinelor menite pentru fitofiltre trebuie prevăzut ca pantă deoparte şi de alta
a drenurilor de colectare pentru a evita formarea unor zone de stagnare a apei.
Orificiile drenurilor (fantele largi de 5 mm pe o treime a circumferenţei plasate la o
distanţă de 15 cm) vor fi orientate spre partea interioară.
Capetele drenurilor vor fi conectate cu aerul atmosferic prin tuburi etanşe cu
răsuflătoare acoperite cu capac de sită pentru a evita/proteja de căderea unor obiecte în
conductele de aerare şi drene. Tuburile de aerare şi răsuflătoarele vor fi cu diametrele similare şi
compatibile cu cele ale drenurilor. Drenurile trebuie să fie inspectabile şi curabile/accesible
pentru curăţire.
5.1.8. Evacuarea nămolurilor Evacuarea nămolului din prima treaptă a fitofiltrelor verticale se face cu o
periodicitate în jur de o dată la 10... 15 ani. Acest nămol este bine mineralizat/stablizat şi nu mai
este fermetescibil, cum ar fi cele tratate prin alte procedee.
Curăţireaa stratului de nămol depus şi stabilizat poate fi efectută cu ajutorul unei
lopeţi cu tracţiuneechipată cu o cupă/benă de curăţit şanţri cu lamă ascuţită (sau a unui
excavator cu şenile pentru filtrele cu suprafeţe mari). Aceste mecanisme pot pătrunde pe filtre de
35
la periferie. Un acces în interiorul filtrelor va conduce la compactarea amestecului de nămol cu
prundiş care va afecta puternic aerarea şi prin urmare filtrabilitatea sistemului. În orice caz, este
necesar să se prevadă spaţii de circulaţie suficent de largi pentru a primi mecanisme de evacuare
a nămolului (tractoarelor cu remorcă sau a camioanelor, în funcţie de distanţele de acces la
parcelele prevăzute pentru distribuţia apei uzate).
Aceste restricţii de acces pot condiţiona suprefeţele unitare ale filtrelor/paturilor. Este
posibilă ridicarea unor rampe de alimentare pe perioada de evacuare a nămolului de pe fitofiltre.
5.2. Fitofiltre orizontale cu flux/curgere orizontală 5.2.1. Preepurarea Punctul 5.1.1. care se referă la fitofiltrele verticale este valabil şi pentru fitofiltrele
orizontale iar degrosisarea este unicul procedeu de preepurare. 5.2.2. Epurarea primară/mecanică În cazul fitofiltrelor orizontale epurarea primară are menirea de e evita/preîntîmpina
colmatarea lor. Alimentarea cestor filtre cu apă uzată brută va conduce în scurt timp la
colmatarea filtrelor de către materiile în supensie conţinute care se vor acumula în primul rînd
sub formă de nămol în şanţul de alimentare care nu va putea fi evacuat fără a afecta integritatea
sistemlui de filtrare.
Epuarea primară a apei uzate brute poate fi efectuată în două moduri:
a) Prevăzînd în calitate de prima treaptă fitofiltrelor verticale. Această soluţie este
preferabilă deoarece ea permite concomitent filtrarea şi mineralizarea nămolului,
contribuind în acelaşi timp la ameliorarea epurării secundare;
b) Prevăzînd un decantor, digestor vertical sau respectiv fose septice (aceste instalaţii
vor fi dimensionate conform normaivelor respective). Prezenţa unui decantor sau
a unei fose septice conduce la o septicitate/putresescibilitate a apei uzate de care
va trebui ţinut cont la conceperea lor (inclusiv corozia etc.). deasemenea va trebui
o atenţie/vigilenţă referitoare la amplasarea/localizarea staţiei de epurare în raport
cu vecinătatea cu vînturile dominante.
De menţionat că prezenţa decantoarelor primare va conduce la formarea nămolului
brut, care necesită o tratare/gstiune potrivită. În orice caz, proiecatrea unor asemenea instalaţii
impune controlul/supravegherea stăpînirea/dominarea manipula, modula a debitelor de apă uzată.
Este inevenită şi instalarea unei instalaţii de tip prefiltr. În cazul reţelelor de canalizare în sistem
unitare este oportună prevederea unui deznisipator.
36
37
5.2.3. Alimentarea cu apă uzată a filtrelor orizontale
În mod normal alimentarea cu apă a filtrelor orizontale este continuă/neîntreruptă.
Poate fi prevăzută utilizarea mijloacelor de alimentare discontinuă (alimentarea prin porţiuni)
gravitaţională sau prin intermediul staţiilor de pompare. Acestea unt preferabile pentru fitofiltre
cu suprafeţe mari şi cu alimentarea prin mai multe puncte.
În caz că fitofiltrele orizontale sunt amplasate în paralel, o camerăde
distribuţi/repartiţie plasată în aval de decantor va permite o modulare/reglare a debitelor pentru
fiecare filtru/pat.
38
5.2.4. Reparizarea/ distribuţia apei uzate
Rolul distribuitorului este de a introduce/aduce fluxul de apă uzată în mod
omogen/uniform pe ansamblul şanţului de alimentare prin curgere. Omogenitatea stratului filtrat
condiţionează în cea mai mare măsură curgerea apei şi echirepartiţia ei.
Întreg ansamblu de dispozitive de alimentare şi repartizare a apei uzate trebue să fie
accesibil pentru inspectare şi curăţire.
Se pot prevedea următoarele 2 soluţii de repartizare a apei uzate:
- Un şanţ cu o rigolă uşor supraumplută în raport cu nivelul apei în filtru, care
distribuie apa uzată prin şanţul de repartizare (cazul a în fig. ...)
- O rampă de alimentare (cazul b în fig. ...) plasată pe muchia bazinului cu o
multitudine de puncte de injecţie/alimentare astfel încît repartizarea pe
ansamblul/întregul fîşiei/secţiunii transversale să fie pe cît posibil omogen/uniform.
În acelaşi timp se va urmări ca să se evite îngroparea în materialul filtrat ca să nu aibă
loc posibila colmatare de către rizomii plantelor/sufului.
39
40
5.2.5. Paturile filtrelor orizontale A. Dimensionarea
a) Dimensionarea ariei paturilor
Aria/suprafaţa (S) fitofiltrelor este dependentă de încărcarea apei uzate supuse epurării.
Soluţia de origine constă în a defini o suprafaţă necesară dependentă de concentraţiile de
poluanţi la intrare (Cin) şi la ieşire (Cant), de debitul zilnic al apei uzate (Q), fiind acceptată
viteza de degradare a poluanţilor de ordinul 1 (asimilarea fitofiltrului cu un reactor tip piston) cu
o constantă de degradare (K) la o temperatură (T), K depinde de parametrul poluantului (CCO,
materii în suspensie – MS...) care trebuie eliminat, de temperatură şi de porozitatea materialului
filtrant. 41
Astfel, se poate scrie: 𝐶𝑎𝑛𝑡𝐶𝑖𝑛
= 𝑒−𝐾𝑆𝑄
sau:
𝑆 =𝑄 ln( 𝐶𝑖𝑛𝐶𝑎𝑛𝑡
)
𝐾
Ţinând cont de incertitudinile care există pebtru determinarea valorilor constantelor,
având în vedere diversitatea caracteristicilor fizice şi ecologice a mlaştinilor precum şi
caracteristicile apei uzate, s-a acceptat abordarea empirică care conduce la dimensionarea
suprafeţelor conform unei norme de „suprafaţă specifică raporată la un locuitor racordat”.
Se va reţine pentru două tipuri curente de epurare primară valorile următoare care au fost
stabilite empiric:
Epurarea primară Suprafaţă specifică a fitofiltrului orizontal
pentru un locuitor
Fitofiltre cu flux vertical
Decantor-digestor
2...3 m2/locuitor
5 m2/locuitor
b) Determinarea geomentriei paturilor bazată pe pearmibilitatea materialului filtrant.
Dat fiind că suprafaţa fitofiltrelor este determinată rîmâne de proiectat geometria paturilor
care se bazează în principal pe permeabilitatea materialului de umplutură.
Funcţionând în mediul saturat, această permeabilitate poate fi aproximată de permeabilitatea
materialelor Ks elaborată în baza legii lui Darcy.
Ecuaţia care exprimă această aproximaţie este următoarea:
𝑄 = 𝐴 ∙ 𝐾𝑠 ∙ (𝑑𝐻𝑑𝑙
)
unde: Q – debitul zilnic exprimat în m3/s;
A – aria secţiunii transversale a fitofiltrului/patului în m2:
A= H × l (H – înălţimea stratului de apă în filtru şi l - lăţimea);
Ks – conductivitatea hidraulică a materialului filtrant nativ/neîntinat/curat/virgin în
m/s;
dH/dl – gradientul hidraulic (m/m) folosit conceptual, care corespunde pantei nivelului de
apă la curgerea ei prin materialul filtrant: de la suprafaţa filtrului la intrate până la cca 10 cm a
înălţimii totale la cota de ieşire.
42
Efectiv/într-adevăr, evacuarea apei uzate în zona superioară la ieşirea din filtru este căutată în
scopul acceptării/permisiunii/asigurării inundării sau înecării a unei părţi cât mai mare a
materialului filtrant.
Adâncimea maximă a paturilor se poate adopta 0,6 m. Ea corespunde adâncimii atinse de
rizomii stufului/trestiei în mediul saturat. IWA recomandă o valoare cuprinsă între 45 şi 60 cm.
În realitate se va putea menţine o grosime a stratului filtrant de 0,6 m ştiind că nivelul apei şla
ieşire este ajustabil. Suprafaţa stratului filtrant trebuie să fie plană.
Panta de fund/ radier este recomandabilă în vederea unei eventuale goliri a bazinului
fitofiltrului. IWA recomandă să se stabilească o denivelare între amontele şi avalul fundului
bazinulu echivalentă cu cca 10 % din adâncime: o diferenţă de cote ale fundului bazinului în
şanţul de alimentare şi cel de evacuare egală cu 6 cm ar putea fi cosiderată rezonabilă pentru
fitofiltrele cu lungimea de vre-o 15 m. În orice caz, pata fundului/radierului trebuie să fie mai
mare de 0,5%.
Valorile Ks utilizate pentru dimensionarea fitofiltrelor sunt de ordinul valorilor
filtrabilităţii/permeabilităţii materialului de funcţiune. Această permeabilitate este direct legată
de compoziţia granulometrică a materialului filtrant şi evoluiază cu colmatarea progresivă a
stratului filtrant. Se poate aştepta ca efectul/fenomenul de colmatare cu materiile în suspensie şi
cu biomasă microorganismelor care se dezvoltă în interiorul stratului filtrant va fi redus de
efectul decolmatant al rizomilor şi rădăcinilor. De exemplu, pentru un prundiş în mediu de 5
mm, a cărui permeabilitate iniţială este de ordinul 10-2 m/s, în final după funcţionare ea va
constitui în jur de 5×10-3 m/s. Pentru informaţii nisipul cu caracteristicile descrise în p.5.1.8 are o
permeabilitate de ordinul 5×10-4 m/s, iar prundişul cu particulele de 20...30 mm – 1m/s.
Calculul iterativ al geometriei bazinului fitofiltrelor se va efectua în felul următor:
- În baza ecuaţiei precedente se va calcula aria secţiunii transversale A adoptând o
primă valoare a gradientului hidrauluic dH/dl. Ştiind adâncimea/grosimea stratului
filtrant (0,6m) se calculează lăţimea l1. Se deduce apoi lungimea L1, pornind de la
suprafaţa orizontală S. Se poate apoi determina înălţimea apei la ieşire din fitofiltru
H1=( dH/dl) × L1;
- Se reiterează apoi acest calcul prin varierea valorilor ( dH/dl) până la obţinerea unei
cote a nivelului de apă la ieşire în jur de 10 cm de la suprafaţa stratului filtrant.
43
c) Finalizarea concepţiei/proiectului fitofiltrelor
După ce s-a stabilit lăţimea secţiunii transversale compatibilă cu debitul apei uzate supuse
epurării, trebuie să se asigure că ea va putea fi distribuită la nivelul şanţului de alimentare prin
intermediul dispozitivelor prezentate în p. 5.2.4.
B. Materialele filtrante.
Normele austriece ONORM B 2505 propun să fie utilizată o granulometrie de la 4 până la
8 mm atunci când fitofişltrele sunt alimentate cu apă uzată decantată. Pentru fitofiltrele plasate în
aval de fitofiltrele cu flux vertical se va putea utiliza o granulometri e mai fină – de la 1 la 4 mm.
În unele cazuri se poate merge până la granulometrii de 6...12 mm.
De asemenea, urmând aceste recomandări, se va atrage atenţia proiectanţilor asupra unei
dificultăţi inerente provocate de materiale filtrante foarte fine. Aceasta este, în particular, esenţial
pentru fitofiltrele în flux orizontal în care materialul fltrant este imposibil de spălat. Colmatarea
în acest caz nu prea are soluţii eficiente, deoarece n fitofiltrele se colmatează irevesibil. În
consecinţă materialul iniţial trebuie spălat înainte de umplerea filtrelor. Astfel se va abţine de la
utilizarea nisipului fiind (d10 ~0,2 mm).
C. Evacuarea aei uzate epurate.
Dispozitivele de evacuare a apei uzate epurate trebuie să permită fixarea nivelului apei în
stratul filtrant la 5 cm sub suprafaţa materialului filtrant. Se va conveni să se ajusteze nivelul de
ieşire conform împrejurărilor (cotei hidraulice, reducerea/îmbătrânirea permeabilităţii) pentru a
evita curgerea superficială/la suprafaţa filtrului. Şi invers, se va supraveghea ca nivelul apei să
fie compatibilă cu dezvoltarea plantelor.
Drenele din tuburi sintetice cu diametrul maxim de 100 mm vor fi utilizate pentru
colectarea efluentului epurat vor fi amplasate în şanţul de evacuare. Acestea pot fi înlocuite cu 44
un şanţ drenant umplut cu granule mari (de la 60...80 mm) pe toată lăţimea filtrului. În fig. ...
este prezentată o secţiune a dispozitivului de colectare dotat cu o mufă cu cot rotativ şi un tub
sau cu un filtru flexibil cu capatul superior agăţat la diferite înălţimi.
6. Executarea/construirea fitofiltrelor
6.1. Documentaţia justificată furnizată de contructor la executarea lucrările de construcţie
este prezentată în lista ce urmează:
Caracteristicile materialelor
şi provenienţa lor, precum
şi schema amplasării
straturilor filtrante:
Pentru nisip: analiză granulometrică (prin cernere);
d10; coeficientul de uniformitate (d60/ d10); conţinutul de
calcar, argilă şi pulbere; coeficientul de
permeabilitate/filtrabilitate (Ks, m/s).
Pentru prundiş: analiza granulometrică, conţinutul de
particule fine.
Pentru geomembrane: grosimea, rezistenţa.
Pentru geotextile anti-perforatoare: rezistenţa la tracţiune,
alungirea la solicitări maxime, rezistenţa la perforare.
Materiale de mentenanţă
(mai ales, modul de
exploatare în caz de
disfuncţionare):
Pentru coşurile-grătare a staţiilor se pompare: condiţiile de
pompare şi de curăţire.
Pentru instalaţiile de epurare primară: producţia de nămol,
proporţia de umplere a bazei de nămol pornind de la care se
va efectua vidanjarea/golirea, condiţiile de realuare a
nămolului.
Pentru toate echipamentele şi instalaţiile: corespunderea
caracteristicilor cu cele proiectate şi respectarea restricţiilor
de montare/aşezarea şi de utilizare/folosinţă.
Calculele tehnologice şi
tehnice, hidraulice
îndeosebi a treptelor
biologice de epurare:
În particular, ele vor preciza conceperea/proiectarea
elementelor următoare:
- Bazine;
- Dispozitive de alimentare;
- Dispozitive de distribuţie;
- Dispozitive de evacuare;
- Alte elemente aferente funcţionării staţiei de
epurare.
Calculul şi proiecatrea
costurilor:
Costuri de construcţie (capitale);
Costuri de exploatare.
45
6.2. Recomandări tehnice 6.2.1. Etanşietatea
Atunci cînd etanşietatea instalaţiilor nu este realizată artificial (cu geomembrane), trebuie
efectuată o analiză sistematică a solului.
Bazinele îngropate trebuie să fie etanşate la apă cu soluri avînd un coeficient de
permeabilitate Ks egal cu 10-8 m/s la o adîncime de 0,3 m.
Filtrele verticale caracterizate de o funcţionare în condiţii de nesaturare şi alimentate
porţionat ocupă o suprafaţă mai mică şi este logic/natural să necesite o etanşietate mai slabă decît
filtrele eflate permanent în apă.
Astfel, recomandările adoptate sunt următoarele:
- Ks ≤ 10-8 m/s pentru filtrele primei trepte prevăzute cu o îmagazinare a elfuentului în
stratul drenant;
- Ks ≤ 10-8 m/s pentru filtrele primei trepte neprevăzute cu stocarea apei şi pentru
filtrele treptei a doua.
Restricţiile de etanşeizare a filtrelor orizontale sunt mai importante ca cele ale filtrelor
verticale deoarece esle se află sub încărcarea hidraulică permanentă şi posedă suprafeţe utile mai
mari. În consecinţă, dacă fitofiltrele cu flux orizontal sunt executate în sol natural acesta din
urmă trebuie să aibă, dacă e cazul, după compactare o permeabilitate mai mică de 10-8 m/s.
Grosimea solului compact este de cel puţin 30 cm, iar etanşietatea la apă să fie testată la fiecare
pat după umplerea cu apă.
Dacă etanşietatea la apă este asigurată printr-un sistem de acoperire/îmbrăcare din
materiale sintetice (granulomembrane) care trebuie să fie opace, rezistente la uzură prin frecare şi
la razele UV. Ele trebuie să asigure o rezistenţă suficientă contra perforării de către rizomii
stufului/trestiei. Alegerea materialelor sintetice pentru acoperirea fundului/ radierului bayinelor
pentru fitofilte trebuie să se facă luându-se în considerare riscul perforării de către mecanisme şi
de materialul granular la faza de executare a construcţiei. De regulă, un geotextil trebuie să
protejeze geomembrana contra perforării atât din interiorul cât şi din exteriorul filtrului.
Comitetul francez de Geotextile şi Geomembrane a emis recomandări importante în acest
sens. Grosimile maxime a geomembranelor sunt funcţie de componenta de bază. Ele sunt de 1
mm pentru PVC şi PP (polipropilenă), de 1,5 mm pentru PEHD, de 1, 14 mm pentru EPDM şi de
3 mm pentru bitum.
Testările la etanşietate trebuie să fie efectuate după plasarea materialelor filtrante, dar
pentru constructori este prudent a le efectua şi înainte de plasarea umpluturii.
În cazul ridicării nivelului apelor freatice trebuie luate măsuri protejării etanşietatea la
apă a fitofiltrelor.
46
47
48
6.2.2 Umplutura fitofiltrelor.
Alegerea materialelor filtrante se apreciază în 2 etape:
- Alegerea bazată pe informaţia colectată din cariere: granulometria, conţinutul de
material fin, minorologia (conţinutul de calcar);
- Verificarea pe şantier a conformităţii livrării în rapor cu materialele definite de cariera
selecţionată, pe baza măsurărilor granulometrice şi a curăţeniei, determinării
permeabilităţii (testarea la permeabilitate).
Pentru prundiş nu există precauţiuni deosebite, care trebuie luate, afară de faptul că el
este bine spălat şi să nu fie amestecat cu solul când este stocat.
Pentru aşezarea stratului filtrant de nisip se recomandă confecţionarea de straturi
succesive a câte 15...20cm pentru a elimina probleme de stratificare/segregare.
Cele mai multe precauţiuni trebuie luate în legătură cu circularea maşinilor şi uneltelor cu
şenile (în exclusivitate) pentru a nu deteriora granulele şi drenurile.
O bună/corectă umplerea fitofiltrelor cu material filtrant condiţionează în mare măsură
comportamentul hidraulic ulterior al filtrelor.
6.2.3 Plantarea macrofiltrelor Macrofiltrele pot fi plantate oricând cu excepţia perioadelor de îngheţ sau de caniculă.
Asta ar fi între lunile martie şi septembrie.
O densitate minimă de 4 plante/ m2 trebuie respectată. Se poate deasemenea planta şi
rizomuri (2 noduri) având în vedere 5 bucăţi pe m2. Se plantează, de regulă, partea umidificată a
asuprafeţei filtrelor, iar celelalte zone sunt cuprinse/năpădite de rizomi pe măsura majorării
debitelor de apă uzată şi suprafaţa umidificată se întinde/extinde.
Pentru filtrele orizontale se recomandă să fie lăsată o lamă de apă de câţiva centimetri sub
suprafaţa stratului filtrant pe timpul dezvoltării plantelor (3...4 luni) pentru a evita dezvoltarea
buruienelor.
49
6.2.4 încercările/testările la diverse etape - Mai jos se prezintă o listă de recomandări ţinând cont de particularităţile acestui
procedeu de epurare a apei uzate.
A. În timpul executării lucrărilor de construcţie – montaj
- recunoaşterea/explorarea solului pe teren: studiile geotehnice se efectuiază cu mult
timp înainte de executarea lucrărilor.
- Efectuarea analizei granulometrice a materialului filtrant
- Verificarea îmbinărilor membranelor
- Controlul vizual a conductelor şi drenurilor
- Verificarea conformităţii amplasării/ poziţiei organelor de alimentare şi distribuţie
(cotele şi volumele) în raport cu nota de calcul a proiectului, în deosebi pentru
sistemele care funcţionează gravitaţional
- Verificarea cotelor şi conformităţii debitelor cu curbele de funcţionare a
producătorului de pompe şi debitelor prevăzute de proiect
- Verificarea aparatelor şi dispozitilelor de măsură şi control.
B. Înainte de punere în funcţiune
- Funcţionarea instalaţiilor hidraulice ale staţiei de epurare cu apă curată cu efectuarea
măsurătorilor: debitelor pompelor şi/sau a sifoanelor, verificarea vizuală a sistemelor
de distribuţie (toete sosirile/intrările trebuie să curgă la debite echivalente)
- testările/ăncercările drenurilor şi conductelor
- testările/încercările de etanşietate
- verificarea planităţii suprafeţelor de infiltrare.
C. În perioada demarării
- Supravegherea distribuţiei şi rectificarea defectelor de planitate dacă este necesar.
- Studiul şi fotografierea vegetaţiei (procentul de prindere aparentă, aspectul)
- Supravegherea formării stratului superficial de nămol pe paturile primei trepte a
fitofiltrelor cu flux vertical
- Supravegherea prinderii plantelor şi stăpânirea buruienelor
- Informarea personalului de întreţinere în legătură cu sarcinile lor particulare
complementare altor operaţii de funcţionare normală, ca şi necesitatea de a
studia/învăşa încă de la început manualul de operare/exploatare. 50
D. În timpul de observare/examinare
- Supravegherea permeabilităţii, în deosebi a filtrelor orizontale şi a celor verticale din
treapta a doua
- Studiul şi fotografierea vegetaţiei (procentul de prindere aparentă a plantelor,
aspectul lor)
- Supravegherea formării stratului superficial de nămol pe paturile primei trepte a
filtrelor verticale
- Supravegherea prinderii plantelor şi stăpânirea buruienilor.
E. Încercările de garanţie
- Măsurarea permeabilităţii dacă sunt probleme evidente
- Inspectarea vegetaţiei
- Măsurarea performanţelor printr-un bilanţ zilnic (24 ore)
- Punerea la punct a biomasei epuratoare care se dezvoltă lent, îndeosebi a florei
nitrifiante, nu mai devreme de 6 luni după demararea epurării
F. După expirarea garanţiei
- Supravegherea permeabilităţii locale şi globale (în raport cu ansamblu suprafeţei unui
sau mai multor filtre)
- Urmărirea cotelor piezometrice la baza filtrului atunci când efluientul treptei a doua
este infiltrat direct în solul de pe loc
- Studiul vegetaţiei
- Urmărirea nămolului (valorificarea grăsimii de acumulare a depunerilor şi asigurarea
echipartiţiei lor, în caz contrar prevederea intervenţiei necesare pentru a nu pune în
pericol funcţionarea sistemului de epurare)
- Reglarea nivelului apei la ieşirea din filtrele orizontale astfel ca nivelul apei să fie cât
mai înalt în acelaşi timp evitând inundarea totală a stratului filtrant
G. Înainte de evacuarea /curăţirea nămolului
- Analize chimice a depunerilor (nămolului) superficiale pentru determinarea gradului
de uscăciune/umedităţii şi conţinutului de substanţă organică/raportului organic
mineral la nivele omogene 2-3 repartizate judicios. Se va recurge de asemenea la o 51
analiză globală în vederea exigenţelor faţă de microelemente şi a compatibilităţii cu
utilizarea nămolurilor pe terenurile agricole.
7. Exploatarea filtrelor
Ca şi în toate staţiile de epurare, instalaţiile de acest tip trebuie să constituie obiectul unei
supravegheri şi mentenanţe/întreţinere regulată/periodică. Observaţiile şi intervenţiile vor fi
înregistrate în jurnalul de bord/registrul staţiei de epurare. Ţinând cont de
ritmul/cadenţa/desfăşurarea regulată a alternanţei stabilită pentru alimentarea paturilor
fitofiltrelor verticale, este nevoie de o urrmărire cel puţin săptămînală. Afară de recomandările
constructorului de manualul de exploatare, principalele operaţiuni de întreţinere se referă la
instalaţiile de pretratare, alimentare şi de distribuţie.
7.1 Întreţinerea/mentenanţa generală
- Întreţinerea/mentenţa dispozitivelor de degrosisare (grătare);
- Evacuarea crustei de nămol din decantorul primar, dacă e cazul;
- Vidanjarea/evacuarea nămolurilor din dezmisipator şi fermentator/digestor, dacă e
cazul;
- Rotaţia paturilor fitofiltrelor;
- Inspectarea instalaţiilor (degradarea terasamentelor, îmbinările başelor, starea
construcţiilor de beton, conductelor de ditribuţie, trecerea/străbaterea flexibilelor de
alimentare porţională etc.)
- Inspectarea funcţionării (observarea vegetaţiei, repartizării apei, formării stratului de
nămol pe suprafaţa filtrelor verticale, colmatării, etc.)
- Plivirea manuală a buruienilor survenite pe suprafaţa filtrelor la debutul funcţionării
staţiei de epurare;
- Curăţirea instalaţiilor hidraulice (başilor de stocare/pompare, silfoanelor, reţelelor de
distribuţie şi a căminelor de colecatre, etc.);
- Întreţinerea căilor de acces.
7.2 Sarcini particulare/specifice: cositul/secerişul
A. Fitofiltre verticale
Începînd cu anul care urmează după plantare, în fiecare toamnă trebuie să se efectueze
cositul/secerişul plantelor. Dacă iernile sunt severe, după cosit/seceriş (mai uşor de realizat după
culcarea la pămînt a vegetaţiei ofilite/vestejite) litiera (brazda de plante cosite) să fie lăsată pe loc
52
pentru izolarea termică a filtrelor pînă la apariţia primelor ramuri noi (în general, înainte de luna
martie) pentru a nu le deteriora ca călcare.
Utilajul cel mai adaptat pentru tăiere este de tipul cositoarei de grad viu (foarfece). Ca o
măsură de precauţie nu se vor tăia tijele stufului mai jos de 30 cm pentru a evita pătrunderea apei
în ţesutul plantelor prin secţiunea de tăiere.
Faptul de lipsă de cosire nu afecteză performanţa epurării, dar degradarea/descompunerea
pe loc a întregii părţi aeriene a stufului contribuie la majorarea vitezei de acumulare a
depunerilor/nămolului deacum/deja depus din materiiile în suspensie ale apei uzate supuse
epurării.
B. Fitofiltre orizontale
Pentru funcţionarea corectă a fitofiltrelor orizontale nu este necesar ca ele să fie
cosite/secerate. Aceasta permite deasemnea de a asigura o protecţie termică pe timp de
iarnă/rece. Însă au apărut unele cazuri de acumulare a litierei pe suprafaţa filtrelor cînd este
favorizată creşterea plantelor nitrofile nedorite (urzică, de exemplu).
7.3 Evacuarea nămolului Nămolurile formate în prima treaptă a fitofiltrelor verticale trebuie evacuate cu o
frecvenţă de peste 10 ani. Conţinutul de solide al lor este de ordinul a 20 – 30% şi conţinutul
organic se situează la nivelul de la 35% (la fund, nămolul mai vechi) pînă la 60% la suprafaţă.
Evacuarea se poate efectua cu ajutorul unei lopeţi mecanice sau excavator echipat cu cupă/benă
suficient de larg/lată şi ascuţită (de tipul celor utilizate pentru curăţarea foselor septice), pentru a
evita destabilizarea stratului filtrant prin smulgerea sistemului radicular al stufului/trestiei.
Prinderea stufului este destul de rapidă începînd cu rizomii rămaşi pe loc în stratul filtrant
(la vre-o 10 săptămîni de primăvară este greu de observat diferenţa de la un filtru necurăţat).
8. Proiectarea iazurilor biologice
Epurarea apelor uzate în iazuri biologice (lagune) este o tehnologie bine cunoscută şi larg
răspândită în toată lumea, îndeosebi în zonele rurale. Metodele de epurare în iazuri biologice au
o performanţă ridicată, costuri scăzute, consum mic de energie (uneori chiar egal cu zero) şi este
un procedeu cu necesităţi mici de întreţinere.
8.1. Iazuri biologice naturale (de stabilizare)
Epurarea apei uzate în iazuri naturale sau de stabilizare se face în câteva bazine situate
succesiv.
53
Sistemul este alcătuit de obicei din 3 iazuri cuplate în serie: un iaz facultativ (cu 6
m2/locuitor) şi 2 iazuri de maturare (câte 2,5 m2/locuitor). Unirea/legarea în serie a celor 3 iazuri
permite înlăturarea eficientă a materiilor organice (CBO şi MS), eliminarea parţială a nutrienţilor
şi o dezinfectare parţială a apei uzate epurate. Pentru îndepărtarea sigură a azotului şi/sau
dezinfectare sunt necesare iazuri adiţionale cu până la 6 iazuri în serie.
Înainte de primul iaz este obligatoriu să se prevadă un dispozitiv pentru înlăturarea
substanţelor solide plutitoare grosiere – degrosisarea în grătare şi/sau site. În staţiile mici care
deservesc mai puţin de 500 locuitori convenţionali este posibilă folosirea unei bariere mobile
pentru reţinerea substanţelor solide plutitoare.
Primul iaz are rolul de a elimina majoritatea materiilor organice, atât celor în suspensie
cât şi celor solubile. Parametrii folosiţi de obicei sunt 6 m2/locuitor, ceea ce corespunde
încărcării organice de suprafaţă/superficială de aproximativ 89 CBO/m2. În cazul variaţiilor
sezoniere, din cauza turismului, de exemplu, proiectarea trebuie calculată pe baza încărcării
lunare de vârf. Adâncimea primului iaz este de 1 – 2 m.
Ca prim iaz se recomandă de asemenea un iaz anaerob care poate fi de adâncime mai
mare de peste 3 m. pentru a evita emisiile de metan acest iaz trebuie acoperit, iar biogazul produs
se poate colecta.
Al 2 şi 3 iazuri de maturare sunt destinate înlăturării progresive a materiilor organice,
eliminării nutrienţilor (N şi P) şi a agenţilor patogeni. Suprafaţa pentru fiecare dintre ele este de
2,5 m2/locuitor. Adâncimea lor este de obicei de 1 m. forma bazinelor de maturare poate fi
proiectate astfel încât să se încadreze armonios în peisaj.
Eficienţa înlăturării/reducerii materiilor organice este de peste 75% CCO, ceea ce
corespunde unei concentraţii de CCO filtrat în efluentul epurat mai mic de 125 mg/l.
Concentraţia totală a azotului în apă uzată este foarte mică şi poate îndeplini standardele pentru
zonele sensibile în perioada de vară, dar din cauza temperaturii scăzute în timpul iernii
rezultatele sunt mai puţin bune, însă acest lucru se observă şi la procedeele intensive. Fosforul se
reduce ca peste 60% în primii 10 – 20 ani şi are loc reducerea datorită acumulării de fosfor în
nămolul sedimentat. Dezinfectarea este considerabilă mai ales în perioada de vară, rezultatul
obţinut este de peste 5 log şi e mai bun decât în cazul sistemelor intensive de epurare a apelor
uzate datorită timpului de retenţie mare şi impactului razelor solare ultraviolete.
8.1.1. Bazele dimensionării
54
Încărcarea superficială de substanţe organice biodegradabile a iazurilor naturale este de
ordinul 4,5 g CBO5/(m2×zi) ceea ce corespunde unei suprafeţe specifice în plan de ordinul
10…15 m2/locuitor convenţional. O astfel de încărcare necesită un timp de retenţie în jur de 70
zile.
Primul caz dintr-o serie de 3 iazuri se calculează pentru o suprafaţă specifică de 6
m2/locuitor ceea ce corespunde unei încărcări nominale de 8,3 g CBO5/( m2×zi). Este
recomandabil raportul L/B≤3. Adâncimea iazului trebuie să fie în jur de 1 m (±0,2m). De obicei,
este prevăzută o adâncime a zonei de alimentare cu apă uzată brută de maxim 1 m pentru
acumularea nămolului. Această zonă poate ocupa câteva zeci de metri şi trebuie să fie accesibilă
pentru curăţire de pe dig sau de pe o pasarelă construită în acest scop.
Al doilea şi al treilea iaz de maturare se va proiecta de aceleaşi dimensiuni, iar suprafaţa
totală se va calcula reieşind din suprafaţa specifică egală cu 2,5 m2/locuitor pentru fiecare iaz.
Adâncimea acestor iazuri va fi de asemenea egală cu 1 m (±0,2m). Forma lor generală poate fi
variabilă în funcţie de condiţiile topografice şi de regulile de bună integrare în peisaj.
Pentru alimentarea iazurilor apa brută trebuie supusă unei degrosisări şi, eventual, unei
degresări elementare, cum ar fi prin utilizarea unui sifon imersat la 30 … 40 cm.
Iazurile trebuie amplasate în locurile joase pentru a se asigura aducţiunea gravitaţională a
apei uzate astfel ca vânturile dominante să contribuie unei aerări superficiale.
8.1.2. Construcţia iazurilor
Lucrări de terasament. Panta digurilor etanşate natural trebuie să respecte un raport de
H/B de cel puţin 1:2,5.
Pentru a evita erozia taluzurilor şi, eventual, degresarea de către rozătoare este util
înierbarea (îngazonarea) înainte de umplerea cu apă sau să fie utilizate dale/plăci de beton
autoblocante, geotextile sau alte materiile de consolidare a taluzurilor.
Digurile trebuie să fie clădite prin compactare succesivă a tranşelor de 15 … 20 cm
pentru a se asigura o tasare/compostare omogenă până la miezul rambleului.
Compactarea radierului/fundului iazului trebuie efectuată după compactarea digurilor.
Este posibilă pozarea unei geomembrane pentru hidroizolarea iazurilor, dar aceasta prezintă un
55
dezavantaj de ridicare a investiţiilor în lucrare. În acest caz panta digurilor va putea fi mai mare –
până la 1:1,5, ceea ce reduce suprafaţa totală a instalaţiilor.
Trebuie prevăzute legături sifonate între bazine/iazuri pentru a bloca accesul
hidrocarburilor şi formarea lentilelor.
Este preferabil să fie prevăzute conducte fixe de ocolire (by-pass) a fiecăruia din
iazuri/bazine pentru a facilita operaţiile de golire şi curăţare.
Ultima etapă de realizare a lucrărilor este umplerea cât mai rapidă a bazinelor cu apă
curată/limpede pentru a asigura o permeabilitate cât mai durabilă evitând toate riscurile de
secare/uscare a instalaţiilor, verificând etanşeitatea şi dezvoltând/favorizând dezvoltarea
ecosistemului.
Pentru a evita apariţia mirosurilor urâte legate de fenomenul de anaerobioză, îndeosebi la
schimbarea anotimpurilor, care este prezentă în primul iaz la concentraţii înalte a apei uzate,
trebuie prevăzută posibilitatea de recirculare a apei din ultimul bazin sau diluarea apei uzate cu
apă curată. Pentru a asigura etanşeitatea naturală a iazurilor este absolut necesară efectuarea
unor studii prealabile pedologice şi hidrologice.
8.1.3. Exploatarea iazurilor
Lucrările de exploatare a iazurilor biologice prevăd:
1) Supravegherea generală cu o frecvenţă de o dată în săptămână care prevede următoarele
operaţii de control:
- Prezenţa rozătoarelor;
- Astuparea conductelor şi comunicaţiilor;
- Apariţia şi dezvoltarea lentilelor pe suprafaţă a apei;
- Absenţa materiilor plutitoare;
- Culoarea apei;
- Absenţa apei;
- Starea digurilor.
2) Mentenanţa instalaţiilor de preepurare – o dată în săptămână.
3) Cositul/seceratul digurilor, taluzurilor şi centurilor vegetale (sau păscutul de oi/capre) –
de 2 … 4 ori pe an;
4) Curăţatul başelor de nămol (la intrarea în primul iaz) – 1 … 2 ori pe an;
56
5) Curăţarea iazurilor – fiecare 5 … 10 ani pentru primul iaz şi fiecare 20 ani pentru iazurile
următoare, pe măsura obţinerii unei acumulări de nămol de 30% a volumului din bazin
8.2. Iazuri biologice aerate artificial
Pentru îmbunătăţirea/ameliorarea metodei de epurare se poate introduce în sistemul de
iazuri o aerare artificială prin intermediul aeratoarelor mecanice de suprafaţă sau a unui sistem
de aerare pneumatică ca suflante sau compresoare.
Astfel, sistemul de iazuri aerate artificial devine similar celui intensiv în componenţa
bazinelor de aerare cu nămol activ, cu unica diferenţă că lipseşte recircularea nămolului activ.
Consumul de energie poate fi la fel de ridicat ca al bazinelor de aerare cu nămol activ, dar cu
eficienţa de epurare mai joasă.
Sistemul de epurare cu utilizarea iazurilor aerate artificial este de obicei alcătuit din 2
iazuri legate în serie şi numără în totalitate 3 iazuri: un iaz aerat şi două de decantare. Înainte de
iazul aerat trebuie prevăzută înlăturarea substanţelor solide plutitoare.
Epurarea apei uzate în iazul principal – aerat este asemănătoare epurării intensive, însă
densitatea/concentraţia biomasei de microorganisme este mult mai mică şi timpul de retenţie este
mai mare cu cca 20 zile. Capacitatea totală se va calcula reieşind din suprafaţa specifică egală cu
3 m2/locuitor, adâncimea este de 2 – 3,5 m dacă se foloseşte aerator mecanic de suprafaţă şi de
peste 4 m, dacă se foloseşte aerarea pneumatică cu suflante.
Cerinţa de oxigen este de 2 kg O2/kg CBO. Pentru amestecarea volumului şi pentru
evitarea creşterii microalgelor este necesară o putere între 3 şi 6 kW/m3.
Iazurile de decantare se folosesc pentru limpezire secundară prin sedimentarea materiilor
solide în suspensie. Nămolul decantat pe măsura acumulării trebuie evacuat prin pompare în mod
constant pentru garantarea unui grad înalt de epurare a apei uzate. Treapta de sedimentare se face
într-un iaz de decantare dreptunghiular (lungime x lăţime – 3 x 1), este indicată legarea iazurilor
în paralel pentru evacuarea nămolului. Capacitatea lor se calculează reieşind din suprafaţa
specifică între 0,6 şi 1 m2/locuitor pentru fiecare iaz de decantare.
Eficienţa de epurare exprimată prin înlăturarea materiilor organice este foarte ridicată –
peste 80%. Pentru eliminarea eficientă a azotului este necesară o recirculare, în caz contrar nu se
obţine decât o nitrificare. Reducerea fosforului este limitată, dar se poate asigura prin adîugarea
de iazuri de precipitare (coagulanţilor minerale). 57
8.2.1. Bazele dimensionării
Pentru iazurile aerate artificial trebuie prevăzute suprafeţe cuprinse între 1,5 şi 3
m2/locuitor, ceea ce ar construi un timp de retenţie în jur de 20 zile. Volumul iazului aerat se va
calcula din volumul specific de 3 m3/locuitor.
Adâncimea iazurilor va fi cuprinsă între 2 şi 3,5 m în cazul utilizării aeratoarelor
mecanice de suprafaţă (turbinele rapide cu puterea de 4 kW corespund adâncimilor de ordinul a
2,5 m, iar cele de 5,5 kW sunt utilizate la adâncimi cuprinse între 2,5 şi 3 m.
Adâncimi mai mari de 4 m sunt posibile la insuflare de aer comprimat. Capacitatea
specifică de aerare se va calcula reieşind din necesarul de oxigen în jur de 2 kg O2/kg CBO5.
Pentru a nu permite depunerile de nămol va trebui supradimensionate aeratoarele astfel ca să fie
prevăzute puterii între 5 şi 6 W/m3.
Pentru iazurile de decantare se vor prevedea suprafeţe specifice de la 0,6 până 1
m3/locuitor (2 bazine a câte 0,3 … 0,5 m3/locuitor). Forma decantorului va fi apropiată de cea
drept unghiulară cu raportul lungime/lăţime egal cu 2/1 sau 3/1. Adâncimea iazurilor de
decantare va fi prevăzută de 2m, ţinând cont de 1m de adâncime de apă liberă înainte de
extragerea nămolului acumulat, care va fi cu o frecvenţă de 2 ani în alternanţă.
8.2.2. Construcţia iazurilor
Se va prefera asigurarea etanşeităţii cu ajutorul geomembranelor pentru a limita riscurile
de degradare a taluzurilor de apa în mişcare în iazurile aerate artificial.
8.2.3. Exploatarea iazurilor
Pentru mentenanţa iazurilor aerate trebuie prevăzute diferite lucrări enunţate în cele ce
urmează:
1) Mentenanţa instalaţiilor de preepurare – o dată în săptămână
2) Inspectarea generală a bazinelor – o dată în săptămână
3) Extragerea nămolului din iazurile de decantare
4) Reglarea, monitorizarea aerării – de 2 ori pe an
5) Cositul şi/sau secerişul – de la 2 până la 5 ori pe an
6) Verificarea şi înregistrarea indicaţiilor contoarelor – o dată în săptămână
7) Ţinerea registrelor – o dată în săptămână
58