Uni versitatea Politehnica Bucuresti Facultatea Ingineria Sistemelor Biotehnice

Proiect Sisteme de Depoluare

Profesor coordonator:Dr.Ing. SaftaViorel Viorel Student: Nicolae Eugenia-Mariana Grupa: 742

2015

Cuprins

TEMA DE PROIECT :...3

CAPITOLUL 1: STUDIU DOCUMENTAR CU PRIVIRE LA EPURAREA APELOR URBANE5

1.1 Apa introducere................5 1.2 Caracteristicile apelor uzate menajere................................................................61.2.1 Caracteristici organoleptice si fizice.....61.2.2 Caracteristici chimice ......................................................................................71.2.3 Caracteristici biologice.....................................................................................91.3 Epurarea apelor uzate...91.3.1 Procedee de epurare mecanica .......................................................................111.3.2 Procedee de epurare mecano chimica..........................................................121.3.3 Procedee de epurare mecono biologica........................................................15

CAPITOLUL 2: DETERMINAREA DEBITELOR CARACTERISTICE DE APA UZATA ALE LOCALITATII.202.1. Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului si cerintei de apa de alimentare din zona din zona rezidentiala a centrului populat..202.2 Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului si cerintei de apa de alimentare din zona industriala a centrului populat..242.3 Determinarea debitelor caracteristice ale nece sarului si cerintei de apa de alimentare din zona agrozootehnica a centrului populat . 272.4. Determinarea debitelor caracteristice ale cerintei totale de apa de alimentare a centrului populat ..312.5. Detrminarea debitelor caracteristice de ap e uzate evacuate din centrul populat .32

CAPITOLUL 3: DIMENSIONAREA PRINCIPALELOR OBIECTE TEHNOLOGICE ALE STATIEI DE EPURARE PE LINIA APEI ..343.1. Instalatie de sitare cu gratar cilindric fix si incarcare frontala..343.2. Deznisipator cu sectiune parabolica cuplat cu canal parshall.....................393.3. Separator de grasimi cu insuflare de aer la joasa presiune ........................433.4. Determinarea parametrilor principali ai decantoarelor primare radiale......483.5. Bazin cu namol activ cu aerare pneumatica................................................513.6. Determinarea parametrilor functionali si dimensionali ai decantorului secundar radial....................................................................................................................54

CAPITOLUL 4: PROIECTIA IN PLAN ORIZONTAL A STATIEI DE EPURARE (material grafic)...................................................................................................58Bibliografie..........................................................................................................59 TEMA DE PROIECT :

Sa se stabileasca structura si sa se dimensioneze principalele obiecte tehnologice de pe linia apei de pe statiile de epurare ale apelor uzate cu 70 000 locuitori.

1. Fabrica de mezeluri: - Productie: 9 t/zi - Personal: 200 oameni din care : - 20 oameni la birouri - 50 oameni grupa I - 70 oameni grupa II - 60 oameni grupa VI A - Cladiri : 7 - Volumul maxim: 21 000 m3

2. Fabrica de tesut: Productie: 7 t/zi Personal: 180 de oameni din care: - 10 oameni la birouri - 40 oameni grupa I - 60 oameni grupa II - 70 oameni grupa IV - Cladiri: 10 - Volumul maxim: 19 000 m3

3. Crescatorie de taurine:

550 de capete dintre care : - 300 vaci de lapte - 50 junici - 75 vitei - 50 tineret bovin - 75 tauri

- Personal 80 de oameni dintre care : - 5 oameni la birouri - 35 oameni grupa I - 40 oameni grupa II Cladiri: 21 Volumul maxim: 11 000 m3

4. Crescatorie rate: - 36 000 de capete din care: - 19 000 rate adulte - 17 000 tineret rate

- Personal: 60 oameni din care: - 35 oameni grupa I - 20 oameni grupa II

Cladiri: 5 Volumul maxim: 11 000 m3

Obiectele tehnologice ale statiei de epurare care se dimensioneaza sunt:

1. Instalatie de sitare cu gratar cilindric 2. Deznisipator cu sectiune parabolica cuplat cu canal Parshall3. Separator de grasimi cu insuflare de aer la joasa presiune4. Decantor primar radial5. Bazin cu namol activ cu aerare pneumatica 6. Decantor secundar radial

CAPITOLUL 1: STUDIUL DOCUMENTAR PRIVITOR LA EPURAREA APELOR UZATE MENAJERE

1.1 APA INTRODUCERE

Apa pura este combinatia chimica dintre hidrogen si oxigen H2O care la presiune atmosferica este de 760 mm Hg si temperaturi in intervalul 0 100 C se prezinta ca un lichid incolor, transparent fara miros si gust care in strat gros este usor colorat in albastru, avand densitatea de 1000 kg/m3 , greutatea specifica 9810 N/m3 , vascozitatea 10 C = 1,31 103 Ns/m2 si tensiunea specifica 0.077 N/m2 . Apa pura nu exista in natura ci doar in apa naturala care contine impuritati sub forma de particule de natura organica aflate sub suspensie sau dizolvate constituindu-se ca un sistem dispers cu concentratie mica. Pe Pmnt, apa exist n multe forme, n cele mai variate locuri. Sub form deap sratexist noceaneimri. Sub form deap dulcen staresolid, apa se gsete ncalotele polare,gheari,aisberguri,zpad, dar i caprecipitaiisolide, sauninsoare. Sub form de ap dulce lichid, apa se gsete nape curgtoare,stttoare, precipitaii lichide,ploi, iape freaticesau subterane. n atmosfer, apa se gsete sub formgazoasalctuindnoriisau fin difuzat n aer determinndumiditateaacesteia. Considernd ntreaga planet, apa se gsete continuu n micare i transformare,evaporareaicondensarea, respectivsolidificareaitopireaalternnd mereu. Aceast perpetu micare a apei se numeteciclul apeii constituie obiectul de studiu almeteorologieii alhidrologiei.

1.2 CARACTERISTICILE APELOR UZATE MENAJERE

Determinarea caracteristicilor apelor uzate orasenesti este necesara pentru proiectarea statiilor de epurarea dar si pentru controlul si operarea acestora in conditii optime. Prin caracterizarea apelor uzate se intelege determinarea parametrilor calitativi (indicatori de calitate) cu referire la: indicatori fizici; indicatori chimici; indicatori biologici.

1.2.1 CARACTERISTICI ORGANOLEPTICE SI FIZICE

Indicatori organoleptici

Culoarea real a apelor se datoreaz substanelor dizolvate n ap i se determin n comparaie cu etaloane preparate n laborator. Culoarea apelor naturale i a celor poluate poate fi o culoare aparent care se datoreaz suspensiilor solide uor de filtrat prin depunere i filtrare .

Mirosul apelor este clasificat n ase categorii, dup intensitate: fr miros ; cu miros neperceptibil ; cu miros perceptibil unui specialist ; cu miros perceptibil unui consumator; cu miros puternic i cu miros foarte puternic .

Gustul se clasific utilizindu-se denumiri convenionale ,cum ar fi : Mb - ape cu gust mineral bicarbonato-sodic ; Mg - ape cu gust mineral magnezic ; Mm - ape cu gust mineral metalic ; Ms - ape cu gust mineral srat ; Oh - ape cu gust organic hidrocarbonat ; Om - ape cu gust organic medical farmaceutic ; Op - ape cu gust organic pmntos ; Ov - ape cu gust organic vazos .

Indicatori fizici

Turbiditatea se datoreaz particulelor solide sub form de suspensii sau n stare coloidal. ntr-o definiie general se consider c suspensiile totale reprezint ansamblul componentelor solide insolubile prezente ntr-o cantitate determinat de ap i care se pot separa prin metode de laborator (filtrare,centrifugare,sedimentare).Se exprim gravimetric n mg/l sau volumetric n ml/l. Valoarea suspensiilor totale este deosebit de important pentru caracterizarea apelor naturale.n funcie de dimensiuni i greutate specific, particulele se separ sub form de depuneri(sedimentabile) sau plutesc pe suprafaa apei(plutitoare). Suspensiile gravimetrice reprezint totalitatea materiilor solide insolubile, care pot sedimenta, in mod natural ntr-o anumit perioad limitat de timp. Procentul pe care l reprezint suspensiile gravimetrice din suspensiile totale este un indicator care conduce la dimensionarea i exploatarea desnisipatoarelor sau predecantoarelor, instalaii destinate reinerii acestora. Suspensiile i substanele coloidale din ape reprezint totalitatea substanelor dispersate n ap, avnd diametrul particulelor ntre 1 i 10 m. Caracterizate prin proprieti electrice de suprafa, prezint un grad mare de stabilitate, care le face practic nesedimentabile n mod natural.

Eliminarea substanelor coloidale din ap a impus tratarea chimic cu reactivi de destabilizare n vederea coagulrii i precipitrii acestora. Relaia dintre substanele n suspensie (proprietate gravimetric) i turbiditate (proprietate optic) determin aa-numitul coeficient de finee al suspensiilor. Pentru aceeai surs de ap, coeficientul de finee variaz n limite bine determinate n cadrul unui ciclu hidrologic anual.

Indicele de colmatare reprezint puterea colmatant a unei ape i are drept cauza toate elementele din ap a cror dimensiuni permit reinerea lor pe filtre.

Temperatura apei variaz n funcie de provenien i de anotimp.

Radioactivitatea este proprietatea apei de a emite radiaii permanente alfa , beta sau gama. Conductivitatea apelor constituie unul dintre indicatorii cei mai utilizai n aprecierea gradului de mineralizare a apelor cel puin din urmtoarele considerente: - msurtorile de conductivitate (rezistivitate) a apei permit determinarea coninutului total de sruri dizolvate n ap ; - au avantajul diferenierii dintre sruri anorganice i organice (ponderal) pe baza mobilitilor ionice specifice; - elimin erorile datorate transformrii speciilor de carbonai/bicarbonai prin evaporare la 105 0 C (conform metodologiei de determinare gravitaional a reziduului fix, n cazul bicarbonailor pierderile sunt de circa 30%). Concentraia ionilor de hidrogen pH-ul apelor naturale este cuprins ntre 6,5 - 8 , abaterea de la aceste valori dnd indicaii asupra polurii cu compui anorganici . PH-ul i capacitatea de tamponare a acestuia constituie una din proprietile eseniale ale apelor de suprafa i subterane, pe aceast cale asigurndu-se un grad de suportabilitate natural fa de impactul cu acizi sau baze, srurile de Na+ , K+ , Ca2+ i Mg2+ jucnd un rol esenial n acest sens. De subliniat c aceast capacitate de tamponare a pHului este deosebit de important nu numai pentru echilibrele din faza apoas, dar i pentru cele de la interfaa cu materiile n suspensie, respectiv cu sedimentele.

1.2.2 CARACTERISTICI CHIMICE

Indicatori ai regimului de oxigen Oxigenul este un gaz solubil i se afl dizolvat n ap sub form de molecule O2 , prezena oxigenului n ap condiionnd existena marii majoriti a organismelor acvatice. Toate apele care se afl n contact cu aerul atmosferic conin oxigen dizolvat n timp ce apele subterane conin foarte puin oxigen. Solubilitatea oxigenului n ap depinde de presiunea atmosferic, temperatura aerului, temperatura i salinitatea apei.

Coninutul n oxigen al apei rurilor este rezultatul urmtoarelor aciuni antagoniste: - reabsorbia oxigenului din atmosfer la suprafaa apei prin difuzie lent sau prin contact energic, interfaa apa-aer prezintnd o importan deosebit n acest sens. Acest transfer este serios perturbat de prezena poluanilor cum ar fi detergenii i hidrocarburile; - fotosinteza, care poate asigura o important realimentare cu oxigen a apei, ajungndu-se la valori care pot depi saturaia; - consumul biochimic de oxigen pentru biodegradarea materiilor organice poluante. Din aceast clas de indicatori fac parte oxigenul dizolvat (OD), consumul chimic de oxigen (CCO), consumul biochimic de oxigen (CBO) i carbonul organic total (COT).

Oxigenul dizolvat (OD) Cel mai important parametru de calitate al apei din ruri i lacuri este coninutul de oxigen dizolvat, deoarece oxigenul are o importan vital pentru ecosistemele acvatice. Astfel, coninutul de oxigen din apele naturale trebuie s fie de cel puin 2 mg/l, n timp ce n lacuri, n special n cele n care funcioneaz cresctorii de pete, coninutul de oxigen dizolvat trebuie s fie de 8 15 mg/l.

Consumul biochimic de oxigen (CBO) reprezint cantitatea de oxigen, n mg/l, necesar pentru oxidarea substanelor organice din ape, cu ajutorul bacteriilor. Mineralizarea biologic a substanelor organice este un proces complex, care n apele bogate n oxigen se produce n dou trepte. n prima treapt se oxideaz n special carbonul din substratul organic (faza de carbon ), iar n a doua faz se oxideaz azotul (faza de nitrificare). Din determinrile de laborator s-a tras concluzia c este suficient s se determine consumul de oxigen dup cinci zile de incubare a probelor (CBO5). Consumul chimic de oxigen (CCO) Deoarece CBO5 necesit un timp de cinci zile pentru determinare, pentru a depi acest neajuns se utilizeaz metode de oxidare chimic difereniate dup natura oxidantului i a modului de reacie. Se cunosc dou tipuri de indicatori: - CCOMn care reprezint consumul chimic de oxigen prin oxidare cu KmnO4 n mediu de H2SO4. Acest indicator se coreleaz cel mai bine cu CBO5, cu observaia c sunt oxidate n plus i cca 30-35% din substanele organice nebiodegradabile. CCOCr care reprezint consumul chimic de oxigen prin oxidare cu K2CR2O7 n mediu acid. Acest indicator determin n general 60-70% din substanele organice, inclusiv cele nebiodegradabile. Prin aceste metode, prezentate anterior nu se pot determina substanele organice volatile. Carbonul organic total (COT) reprezint cantitatea de carbon legat n materii organice i corespunde cantitii de dioxid de carbon obinut prin oxidarea totala a acestei materii organice . Se utilizeaz pentru determinarea unor compui organici aromatici, a cror randament de oxidare nu depete 60% cu metodele prezentate anterior. Pentru determinarea acestora se utilizeaz oxidarea catalitic la temperaturi ridicate (800-11000 C).

Aciditatea apei se datorete prezenei n ape a dioxidului de carbon liber, a acizilor minerali i a srurilor de acizi tari sau baze slabe, srurile de fier i de aluminiu, provenite de la exploatrile miniere sau din apele uzate industriale intrnd n aceast din urm categorie. Aciditatea total a unei ape exprim att aciditatea datorat acizilor minerali, ct i cea datorat dioxidului de carbon liber, n timp ce aciditatea mineral exprim numai aciditatea datorat acizilor minerali. Diferenierea aciditii totale de aciditatea mineral se poate face, fie prin utilizarea schimbtorilor de ioni, fie prin titrarea cu NaOH 0,1 N pn la puncte de echivalen diferite i anume pn la pH = 4,5 pentru titrarea acidului mineral i pH = 8,3 pentru titrarea aciditii totale. Alcalinitatea apei este condiionat de prezena ionilor dicarbonat, carbonat, hidroxid i, mai rar, borat, silicat i fosfat. Din punct de vedere valoric, alcalinitatea este concentraia echivalent a bazei titrabile i se msoar la anumite puncte de echivalen date de soluii indicator. Utilizarea fenolftaleinei duce la determinarea alcalinitii (p) a apei datorat hidroxidului i carbonatului, iar utilizarea indicatorului metiloranj duce la determinarea alcalinitii (m), datorat dicarbonatului.

1.2.3. CARACTERISTICI BIOLOGICE

Analiza hidrobiologic const n inventarierea microscopic a fito i zooplanctonului, organisme din masa apei, precum i analiza organismelor bentonice (situate pe fundul apei) i a perifitonului (organisme fixate pe diferite suporturi), din probele de ap prelevate n seciunea de control. Stabilirea gradului de curenie, sau poluare a unui ru sau lac se face prin compararea organismelor existente cu tabele standard cuprinznd grupe faunistice i numr de uniti sistematice de organisme indicatoare de ap curat sau murdar. Calitatea apei i modificrile datorate diverselor forme de poluare influenteaz compoziia biocenozelor acvatice (tip i numr de organisme), iar acestea pot reprezenta un mijloc de a diagnostica calitatea apei.

Analiza bacteriologic. Apa destinat utilizrii de ctre om trebuie s fie ct mai puin contaminat de bacterii sau virui patogeni, aceast regul fiind foarte strict dac apa este destinat consumului potabil sau este folosit n industria alimentar; n acest caz, ea trebuie s fie complet lipsit de germeni patogeni. Pe de alt parte, cantitatea mare de ap folosit n mod centralizat de populaie prezint pericolul c n condiiile polurii, apa s constituie un factor important de mbolnvire. Bolile rspndite prin ap pot cuprinde, n general, un numr mare de persoane, mbrcnd caracterul unor boli cu extindere n mas. n analiza bacteriologic a apei au fost adoptai ca indicatori bacteriologici numrul total de germeni i determinarea bacilului coli.

1.3 EPURAREA APELOR UZATE

Epurarea reprezinta un proces complex si/sau de neutralizare prin diferite mijloace a substantelor poluante aflate in apele uzate sub forma de suspensii in stare coloidala sau in stare dizolvata in scopul reintroducerii acestora in circuitul hidrologic prin deversarea intr-un emisar fara ca pentru aceasta sa se aduca prejudicii atat florei si faunei acvatice cat si omului. Epurarea apelor uzate, reprezinta ansamblul de masuri si procedee prin care impuritatile de natura chimica (minerala si organici) sau bacteriologice continute in apele uzate sunt reduse, sub anumite limite, astefl incat aceste ape sa nu dauneze receptorului in care se evacueaza si sa nu mai pericliteze folosirea apelor acestuia. Prin epurarea apei se obin produse reziduale, care se acumuleaz n cisterne sub form de nmol i gaze reziduale (un amestec de metan i bioxid de carbon); aceste produse rezult din procesele de fermentare a bacteriilor existente n nmol.Cisternele respective constituie de fapt staia productoare de biogaz. Dup nlturarea hidrogenului sulfurat, aceste gaze se folosesc n diferite scopuri: carburani pentru motoare, nclzire, producere de curent electric. Nmolul rezidual, dup un proces de deshidratare i eliminare a produilor toxici, se folosete ca ngrmnt n agricultur.In urma procesului de epurare rezulta: -apa epurata in diverse grade care se deverseaza in emisar sau poate fi verificata la irigatii sau alte categorii. -substantele poluante extrase, care poarta denumirea generica de namol, care pot fi depozitate sau prelucrate in vederea tratarii sau valorificarii. In concluzie, procesul de epurare a apelor uzate consta in doua mari grupe de operatii succesive: 1. Retinerea si/sau neutralizarea substantelor din apele uzate, avand ca rezultat namolul; 2 Prelucarea namolului. Pe parcusul procesului de epurare, procedeele si metodele de extragere a substantelor poluante sunt de natura mecanica, biologica si chimica. Alegerea unui anumit flux tehnologic de epurare este strans legata de natura substantelor poluante care se gasesc in apa uzata cat si de gradul de epurare care se urmareste a fi atins determinat atat din ratiuni ecologice cat si economice.

Epurarea apelor uzate se poate realiza prin metode ce se bazeaz pe procese fizice, chimice i biologice, care difer funcie de tipul poluanilor i concentraia lor n apa uzat. Se poate face o clasificare a acestor metode lund n considerare tipul procesului care st la baza metodei de epurare:1. Epurare mecanic1. Epurare chimic1. Epurare biologic1. Epurare avansatsau considernd operaiile i procesele unitare necesare pentru a realiza ndeprtarea poluanilor, ntr-un anumit stadiu al sistemului de epurare n:1. Epurare primar1. Epurare secundar1. Epurare teriar (avansat)

1.3.1 PROCEDEE DE EPURARE MECANICA

Asigura retinerea, prin procese fizice, a substantelor poluante sedimentabile din apele uzate, folosind in acest scop, constructii si instalatii in a caror alcatuire difera marimea suspensiilor retinute. Astfel, pentru retinerea corpurilor si suspensiilor mari se folosesc gratare si site; in unele situatii de scheme de epurare, aceasta operatie se numeste epurare preliminara. Pentru separarea, prin flotare sau gravitationala, a grasimilor si emulsiilor care plutesc in masa apei uzate, se folosesc separatoare de grasimi, iar sedimentarea sau decantarea materiilor solide, in suspensie separabile prin decantare, are loc in deznisipatoare, decantoare, fose septice etc. Acest procedeu de epurare este folosit frecvent in epurarea apelor uzate menajere, constituind o etapa intermediara de realizare totala a epurarii apelor, indeosebi pentru localitatile in care statia de epurare se construieste simultan cu canalizarea localitatii. In cazul cand in canalizarea oraseneasca sunt deversate mari cantitati de ape uzate industriale, pentru a proteja desfasurarea normala a proceselor de epurare in treapta mecanica, se prevede o epurare preliminara alcatuita din bazine de egalizare a debitelor de uniformizare a concentratiilor (in cazul apelor uzate industriale evacuate in sarje tehnologice), sau in bazine de neutralizare pentru apele puternic acide sau alcaline.

G/S grtare/site;DZ deznisipator;D.P. decantor primar.

Epurarea mecanic const n reinerea prin procedee fizice a substanelor insolubile care se afl n apele uzate. Metoda este larg folosit in epurarea apelor uzate menajere ca epurare prealabil sau ca epurare unic n funcie de gradul de epurare necesar impus de condiiile sanitare locale, adic dup cum ea trebuie s fie urmat sau nu de alte trepte de epurare. Se obinuiete ns ca la toate staiile de epurare indiferent de gradul de epurare necesar s se prevad epurare mecanic, deoarece prin aceasta se poate realiza o simitoare reducere a substanelor n suspensie i creterea productivitii instalaiilor de epurare. Reinerea substanelor din apele uzate se realizeaz prin construcii i instalaii, a cror alctuire difer dup mrimea suspensiilor i procedeelor utilizate i anume: grtare, site, deznisipatoare, separatoare de grsimi, decantoare. Prelucrarea suspensiilor reinute din apele uzate, adic nmolurile, care alctuiesc o mas vscoas, se realizeaz n funcie de condiiile sanitare locale: ele pot fi ndeprtate i depozitate n stare proaspt n care se obin, sau trebuie n prealabil supuse unor operaii care le modific o parte din caliti i anume: gradul de nocivitate, vscozitatea, mirosul, aspectul i umiditatea. Modificarea acestor caliti se obine prin fermentare i reducerea umiditii nmolurilor. Fermentarea are drept efect principal mineralizarea substanelor organice reinute i transformarea acestora n elemente mai simple cum ar fi: bioxidul de carbon, metan, azot, etc. Reducerea umiditii are drept scop crearea condiiilor pentru o mai uoar manipulare a nmolurilor care se depoziteaz sau se utilizeaz cu folos. Aceste operaii au loc att n spaiile prevzute la decantoarele in care au fost reinute nmolurile, rezervoare sau bazine de fermentare a nmolurilor, ct i pe platformele de uscare, n instalaii de deshidratare sub vacuum, instalaii de uscare termic, instalaii de incinerare, etc.Realizarea acestor procese tehnologice impune existena unor construcii i instalaii de deservire i anume: conducte i canale de legtur ntre elementele tehnologice de baz; dispozitive i aparate de reglri automate sau comandate, msur, control i semnalizri; rezervoare de nmagazinare a gazelor produse la fermentarea nmolurilor; central termic pentru producerea energiei calorice necesare prelucrrii nmolurilor; staii de pompare pentru ape uzate i pentru nmol; construcii pentru vrsarea n emisar a apelor epurate; platforme pentru depozitarea nmolului fermentat; reeaua de alimentare cu ap potabil i industrial; drum de acces i de exploatare; cldiri administrative; instalaii electrice exterioare i interioare de for i lumin; laborator (n funcie de mrimea staiei) plantaii, mprejurimi.

Schema de epurare mecanic

Aceast schem cuprinde n mod obinuit grtare, dezintegratoare de deeuri, deznisipatoare, separatoare de grsimi, decantoare, vrsarea apei n emisar i rezervoare sau bazine de fermentare a nmolurilor, instalaii de deshidratare a nmolurilor.

Fig. 3.1. Schema de epurare mecanic

1.3.2. PROCEDEE DE EPURARE MECANO CHIMICA

Epurarea mecano chimic const n reinerea substanelor n suspensie, coloidale i dizolvate prin tratarea apelor uzate cu substane chimice (reactivi). Procedeele folosite sunt: neutralizarea, diluarea, coagularea i altele care reduc concentraia substanelor coninute n apele uzate. Epurarea chimic este nsoit este de obicei i de o epurare mecanic, aceasta fiind alctuit din grtare, decantoare, centrifuge i de aceea metoda poart denumirea de epurare mecano chimic. La apele uzate menajere epurarea chimic se aplic la dezinfectarea apelor epurate parial prin alte metode, la coagularea nmolurilor, la dezinfectarea instalaiilor, etc. Tot printre aceste metode de epurare mecano chimice trebuie incluse i metodele electrolitice. Metoda const n trecerea unui curent electric prin apa uzat. Ionii de electrolit care se formeaz se colecteaz n mod corespunztor spre electrozi, care se fac din oel, i cu care intr n combinaie; se formeaz oxizi de fier care acioneaz ca un coagulant. Epurarea chimic se face cu clor gazos sau hipoclorit de calciu, ceea ce va duce la instalaii diferite. Amestecul clorului cu apa uzat se poate realiza n canalul de vrsare a apei epurate n emisar, sau ntr-un bazin de contact. Nmolurile reinute n bazinul de contact sunt conduse n decantoarele primare iar de aici, la instalaiile fermentare. Se aplica la apele uzate in compozitia carora predomina materii solide in suspensie, coloidale si dizolvate care nu pot fi retinute decat numai prin tratarea acestor ape cu reactivi chimici de coagulare. Pentru a creste eficienta procesului chimic, apele vor fi supuse, in prealabil, epurarii mecanice, de aceea acest procedeu poarta denumirea de epurare mecano chimica. La apele uzate menajere, acest procedeu se aplica la dezinfectarea apelor uzate, procedeul fiind aplicat frecvent in epurarea apelor uzate industriale. In mod obisnuit epurarea mecanica si epurarea mecano chimica constituie epurarea primara a apelor uzate, iar constructiile si instalatiile aferente alcatuiesc trepta mecanica a unei statii de epurare.Epurare mecano-chimic G/S grtare/site;Dz deznisipator;C-F separator grsimi;D.P. decantor primar;

Aceast schem cuprinde obiectele pentru epurarea mecanic, la care se adaug obiectele corespunztoare tratrii cu coagulani sau staia de dezinfectare.

Fig. 3.2. Schema de epurare mecano-chimic

1.3.3. PROCEDEE DE EPURARE MECANO BIOLOGICA

Epurarea mecano biologic folosete activitatea unor microorganisme pentru oxidarea i mineralizarea substanelor organice aflate n apa uzat.Epurarea biologic este precedat n mod obinuit de epurare mecanic, necesitatea acesteia nefiind impus de fenomenele biologice, ci de faptul c mrete productivitatea ntregii instalaii de epurare.Bacteriile folosite n epurarea biologic difer n funcie de tipul apei uzate. Astfel, pentru apele uzate menajere, epurarea biologic se bazeaz pe bacterii aerobe care preiau din aer sau din ap oxigenul de care au nevoie, ceea ce implic o bun aerare, capabil s furnizeze oxigenul necesar. Mineralizarea substanelor organice din apele uzate se poate realiza de asemenea n condiii anaerobe prin procese de reducere, ns necesit mai mult timp, se produc mirosuri neplcute i de aceea acest procedeu poate fi utilizat n locuri izolate care s nu creeze folosinelor vecine nociviti necorespunztoare.Epurarea biologic poate fi realizat prin dou grupe mari de construcii i anume: Construcii n care epurarea se petrece n condiii apropiate de cele naturale; ntre acestea se ncadreaz cmpurile de irigaii, iazurile biologice i cmpurile de infiltraii. Construcii n care epurarea biologic se realizeaz n condiii create artificial sub aciunea bacteriilor aerobe puternic alimentate cu oxigen i anume: filtre biologice numite biofiltre i bazine cu nmol activ numite i aerotancuri; la apele uzate menajere, aceast epurare se face ntr-una sau cel mult dou trepte. n construciile din prima treapt se realizeaz o epurare foarte naintat 99-99,5[%] astfel nct apele pot fi vrsate direct n emisari. n construciile de epurare din cea de-a doua treapt, apele rezultate conin cantiti importante de nmol activ, adic bogat populat n bacterii oxidante i care nu pot fi evacuate n emisar pentru c ar provoca acolo aproximativ aceleai pagube ca i apele uzate netrecute prin staia de epurare. Aceste nmoluri trebuie reinute n staia de epurare ntocmai ca i depunerile i nmolurile separate prin epurarea mecanic, operaie ce se realizeaz n decantoare, asemntoare decantoarelor folosite la epurarea primar. Pentru difereniere, decantoarele poart denumirea treptei de epurare din care fac parte. Astfel, la epurarea mecanic se numesc decantoare primare, la epurarea biologic cu o singur treapt decantoare secundare, iar cele de la epurarea biologic cu dou trepte decantoare teriare. Dup decantarea secundar apele uzate mai conin nc bacterii banale i patogene, ntruct construciile pentru epurarea mecanic i biologic nu asigur distrugerea total a acestora. Pentru distrugerea bacteriilor se folosete dezinfectarea apelor prin clorinare sau prin alte mijloace. n asemenea cazuri, epurarea mecano biologic se completeaz deci cu o epurare chimic. Nmolul reinut dup epurarea biologic este supus prelucrrii odat cu acela provenit de la epurarea mecanic. Cum ns el conine o mare cantitate mare de ap 98-99[%], nainte de a fi trimis la fermentare este uneori trecut prin bazine de concentrare a nmolului; se obine astfel o oarecare reducere a cheltuielilor pentru fermentare.Epurarea biologic cu nmol activat necesit pe lng construciile de baz indicate anterior i construcii i instalaii de deservire suplimentare celor indicate la epurarea mecanic i anume: instalaii pentru producerea sau introducerea artificial a aerului; staii de pompare i conducte pentru transportul i distribuia nmolului activ, a aburului; recipiente i dispozitive pentru condiionarea nmolului. Epurarea biologic asigur un grad nalt de epurare, adeseori fiind practic complet. Se bazeaza pe actiunea comuna a proceselor mecanice, chimice si biologice si pot avea loc in conditii naturale (campuri de irigare si de infiltrare, iazuri biologice etc), sau in bazine de aerare cu namol activ de mica sau de mare incarcare, cu aerare normala sau prelungita. Pentru apele uzate industriale in compozitia carora lipsesc substantele nutritive (azot si fosfor) necesare bacteriilor aerobe, se prevad bazine speciale pentru introducerea acestor substante chimice (este mai economica solutia de epurare in comun a acestor ape industriale cu apele uzate menajere, deoarece deseurile orasenesti contin suficiente cantitati de azot si fosfor). Constructiile si instalatiile in care se realizeaza procesele biochimice de epurare biologica, alcatuiesc treapta secundara a statiei de epurare, avand drept scop final, retinerea materiilor solide in solutii si in special a celor organice. Namolul produs in treapta biologica este retinut prin decantare, in decantoarele secundare, numite si bazine clarificatoare. In aceasta treapta de epurare sunt necesare, dat fiind complexitatea proceselor, unele constructii si instalatii de deservire (instalatii pentru producerea si introducerea artificiala a aerului, statii de pompare si conducte pentru transportul si distributia namolului activ etc). In conditiile functionarii normale a treptei de epurare primare si secundare, eficienta acestora exprimata prin gradul de epurare realizat in ceea ce priveste materiile organice si a materiilor in suspensie, separabile prin decantare, poate fi apreciat la 75 92 %. De exemplu, apele uzate menajere epurate complet ( primar si secundar), vor contine 15 20 mg CBO5 / dm si 20 30 mg suspensii / dm la deversare in receptor. Apele uzate orasenesti vor avea valori superioare acestora, marimea lor depinzand de incarcarea in poluanti a apelor uzate industriale. In acest caz obtinerea de valori mai mici presupune suplimentarea schemei clasice a statiei de epurare (de exemplu, introducerea da mai multe trepte de epurare biologica).Epurare mecano-biologica G/S grtare/site;Dz deznisipator;D.P. decantor primar;B.N.A. bazin cu nmol activ;D.S. decantor secundar.Aceast schem de epurare mecano biologic cuprinde o treapt de epurare mecanic i una de epurare biologic. Treapta de epurare mecanic este asemntoare celei precedente; ea poate fi completat cu biocoagulatoare, n cazul n care n staie exist nmol activ, sau n lipsa acestuia cu bazine de preaerare. O parte din instalaiile de epurare mecanic pot fi folosite i pentru recircularea i prelucrarea nmolurilor care fac parte din epurarea biologic. Epurarea biologic prin filtre biologice poate fi fcut n una sau dou trepte. Decantoarele secundare se prevd dup fiecare treapt de filtre sau numai dup ultima treapt. Pentru obinerea unui grad de epurare mai ridicat apa poate fi recirculat n cadrul fiecrei trepte de epurareEpurarea biologic prin bazine cu nmol activ (bazine de aerare) se realizeaz prin construcii de diferite tipuri i poate fi: complet sau parial. Dup bazinele de aerare se prevd decantoare secundare, nmolul reinut n aceste decantoare fiind trimis n concentratoare de nmol i apoi prin pompare ca nmol de recirculare n bazinele cu nmol activ, ceea ce prisosete (nmol n exces) fiind trimis n biocoagulatoare i decantoare primare.

Pentru dezinfectarea apelor la care se folosete clorinarea, ca bazine de contact la filtrele biologice pot folosi decantoarele secundare; la bazinele cu nmol activ trebuie construite bazine de contact speciale deoarece n cazul utilizrii decantoarelor secundare speciale, bacteriile aerobe ar fi distruse prin clor pierzndu-se calitile nmolului activ.

Fig. 3.3. Schema de epurare mecano biologic.

CAPITOLUL 2: DETERMINAREA DEBITELOR CARACTERISTICE DE APA UZATA ALE LOCALITATII

Aspecte generale:

Statiile generale de epurare a apelor uzate au rolul de a purifica totalitatea apelor uzate colecatatede sistemul de canalizare aferent unui centru populat si a unitatilor industriale si agrozootehnice conectate la acesta.

Fluxul de ape uzate preluat si prelucrat de statiile de epurare generale este caracterizat prin mai multe valori tipice, pe baza carora se stabilesc valorile debitelor de dimensionare si verificare pentru echipamentele si instalatiile acestora, si anume: debitul zilnic mediu de ape uzate Qu zi med [ m3/zi, m3/s], debitul zilnic maxim de ape uzate Qu zi max[ m3/zi, m3/s], debitul orar maxim de ape uzate Qu orar max[ m3/zi, m3/s] si debitul minim orare de ape uzate Qu orar min [ m3/zi, m3/s]. Debitele caracteristice ale fluxului de ape uzate se stabilesc in functie de valorile caracteristice similare ale cerintei de apa ale centrului populat si unitatilor industriale si agrozootehnice aferente.

2.1 Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului si cerintei de apa de alimentare din zona rezidentiala a centrului populat

Necesarul de apa de alimentare pentru zona rezidentiala a centrului populat se exprima prin urmatoarele marimi caracteristice: debitul necesarului zilnic de alimentare Qzi med[ m3/zi], debitul necesarului zilnic maxim de apa de alimentare Qzi max [ m3/zi ] si debitul necesarului orar maxim de apa de alimentare Qorar max [ m3/h ]. Valorile caracteristice ale necesarului de apa de alimentare din zona rezidentiala a centrelor populate se determina cu urmatoarele relatii:

in care:i indice referitor la necesarul de apa in functie de zonele diferentiate ale localitatiidupa gradul de dotare al cladirilor cu instalatii de apa calda si rece; i are valori intre 1 5;

j indice referitor la categoria de necesar de apa si anume: apa pentru nevoi gospodaresti, apa pentru nevoi publice, apa pentru stropit spatiile verzi, apa pentru stropit strazi si spalat piete, j are valori intre 1 4;

N(i) numarul de locuitori care locuiesc in zona i a localitatii;

qj(i) [ l/om.zi] debitul zilnic mediu specific din categoriile j ale necesarului de apa pentru locuitorii din zona i a localitatii, si anume: -qg(i) debitul mediu zilnic specific pentru nevoi gospodaresti ale populatiei;-qp(i) debitul mediu zilnic specific pentru nevoi publice;-qsv(i) debitul mediu zilnic pentru stropit spatiile verzi care se poate aprecia global ca o ploaie efectiva (25 l/m2) la doua saptamani si 10 m2 spatiu verde/om conducand la o valoare qsv(i) = 17,91 l/om.zi;- qsp(i) debitul mediu specific pentru stropit strazi si spalat piete se poate calcula analitic sau se poate aprecia global la 5 % din debitul zilnic mediu specific pentru nevoi publice qp(i).

Qci [ m3/zi ] debitul necesarului de apa pentru combaterea incendiilor;

Kzi coeficientul de neuformitate a debitului zilnic;

Ko coeficientu de variatie orara care se adopata pentru fiecare din zonele diferentiate ale localitatii dupa gradul de dotare a cladirilor cu instalatii de apa calda si rece; cand nu sunt alte valori justificate, pot fi adoptate valori.

21 000 locuitori locuieste in zona II 49 000 locuitori locuieste in zona V

Numrul total de locuitori ai centrului populat (N)KoNumrul total de locuitori ai centrului populat (N)Ko

5002,8150001,35

10002,2250001,30

15002,0500001,25

30001,751000001,20

70001,5 2000001,15

Debitul Qci [ m3/zi ] al necesarului de apa pentru combaterea incendiilor, in cazul in care se folosesc hidranti exteriori si nu au fost realizate studii speciale, se poate aprecia cu relatia:

Qci = 86,4 ninc qhe

in care: -ninc numarul de incendii simultane din zona rezidentiala; -qhe[l/s] debitul unui hidrant exterior.

Avem: -1 incendiu in zona rezidentiala; -1 incendiu in zona industriala.

Consideram ca avem cladiri cu 2 4 etaje qhe = 25 l/s

Qci = 86,4 1 25 = 2160 m 3/zi

-qg 80 m 3/zi - pentru zona I-qp 30 m 3/zi

-qg 280 m 3/zi - pentru zona V-qp 100 m 3/zi

Qzi med m3/zi

Qzi max129,4 m3/zi

Pentru calculul coeficientului Ko se foloseste interpolarea:

Q orar maxm3/h

Am considerat: Kp Ks

Qs zi medKpKszi med 1,155 24619,528440 m3/zi

Qs zi max m3/zi

Qs orar max m3/h

Exprimarea valorilor caracteristice Q zi med , Q zi max i Q orar max ale debitului cerinei de ap de alimentare pentru centre populate n [m3/s] se face pe baza urmtoarelor relaii de transformare:

Qs zi med[m3/s]-5 m3/s

Qs zi max m3/zi

Qs orar max [m3/s]m3/s.

2.2. DETERMINAREA DEBITELOR CARACTERISTICE ALE NECESARULUI SI CERINTEI DE APA DE ALIMENTAREALE ZONEI INDUSTRIALE

Necesarul de ap de alimentare pentru zona industrial a centrului populat se exprim prin urmtoare mrimi caracteristice: debitul necesarului zilnic mediu de ap de alimentare pentru zona industrial QnI zi med [m3/zi], debitul necesarului zilnic maxim de ap de alimentare pentru zona industrial QnI zi max [m3/zi] i debitul necesarului orar maxim de ap de alimentare pentru zona industrial QnI orar max [m3/h]. Structura fiecruia dintre debitele caracteritice ale necesarului de ap QnI pentru alimentarea unitilor industriale este urmtoarea:

n care: QnIt [m3/zi] debitul necesarului de ap tehnologic debitul necesarului de ap tehnologic QnIt [m3/zi] trebuie s includ apa pentru fabricarea produselor (ap inclus n produsul finit); rcirea utilajelor, aparatelor, agregatelor, produselor, etc.; rcirea rezervoarelor de fluide tehnologice sau combustibile; producerea aburului i a apei calde; splarea materiei prime, a subproduselor i produselor finite, a instalaiilor tehnologice; prelucrarea materiei primei, prepararea soluiilor, a unor substane, etc.; transportul hidraulic al materiei prime, al subproduselor i produselor finite, etc. (care se recomand a se evita);QnIg [m3/zi] debitul necesarului de ap pentru nevoi igienico-sanitare debitul necesarului de ap pentru nevoi igienico-sanitare trebuie s includ ape pentru funcionarea instalaiilor sanitare din unitatea respectiv, ntreinerea cldirilor i spaiilor de producie i administrative (splarea pardoselii, pereilor, etc.), precum i pentru funcionarea cantinelor, punctelor medicale, spltoriilor de rufe, etc.;QnIi [m3/zi] debitul necesarului de ap pentru incendii debitul necesarului de ap pentru incendii care trebuie s includ apa pentru prevenirea i stingerea incendiilor;QnIn [m3/zi] debitul necesarului de ap pentru alte utilizri, care este un termen apare in relatii numai daca exista necesitati specifice de apa ale unitatilor industriale, altele decat cele definite in termenii anteriori si care se determina analitic. Relatiile de calcul ale debitelor caracteristice ale necesarului de apa de alimentare din zona industriala a centrelor populate pentru cazurile uzuale sunt urmatoarele:

n care: l indice referitor la numrul categoriilor de produse industriale fabricate;Utl numrul de uniti din mrimea caracteristic a categoriei de produse industriale: tone, m3, buci, etc. (producie finit, materie prim sau dup caz producie intermediar) n perioada considerat (n cazul de fa pe zi); ntl - unitate caracteristic a categoriei de produse industriale necesarul de ap specific corespunztor unitilor de capacitate a categoriei de produse industriale; mI indice referitor la numrul de ntreprinderi industriale care realizeaz categorii de produse; m indice referitor la numrul de folosine;Ugm numrul de uniti din mrimea caracteristic a folosinei: persoane, cldiri, schimburi, vehicule, etc. sau combinaii: persoaneschimburi, vehiculeschimburi, etc. n perioada considerat (n cazul de fa pe zi);ngm [l/unitate sau combinaii de uniti caracteristice ale folosinei] necesarul specific de ap corespunztor unitilor sau combinaiilor de uniti ale folosinei; Kzi, Ko coeficieni de neuniformitate a debitului zilnic , respectiv coeficientul de variaie orar; ninc indice referitor la numrul de incendii simultane la uniti industriale; n indice referitor la numrul cldirilor din unitatea industrial atins de incendiu; Qinc [l/s] debitul specific de ap pentru stingerea din exterior a incendiilor din cldiri, inndu-se seama de volumul Vn [m3] al cldirii n atins de incendiu i gradul de rezisten la foc al cldirilor, cu valori orientative.

Am considerat necesarul de apa: Nt (fabrica de mezeluri) Nt1

; Kzi-1,15

;Ko

.

QsI zi med Ks Kp QnI zi med7097,3 m3/zi

QsI zi max Ks K QnI zi maxm3/zi

QsI orar max Ks Kp QnI orar max297,84 m3/zi

QsI zi med [m3 / s] 1,157 105 QsI zi med [m3 / zi] m3/sQsI zi max[m3 / s] 1,157 105 QsI zi max[m3 / zi] m3/sQsI orar max[m3 / s] 2,778104 QsI orar max[m3 / h] m3/s

2.3. Determinarea zonelor caracteristice ale necesarului si cerintelor de apa de alimentare din zona agrozootehnica

Relatiile de calcul al debitelor caracteristice ale necesarului de apa de alimentare din zona agrozootehnica a centrlor populate pentru cazurile uzualesunt urmatoarele:

n care:o indice referitor la categoriile de animale;qZo [m3/1000animalezi] necesarul specific total de ap, care ia valori n funcie de categoria i de animale i de tipul sistemului de evacuare a dejeciilor corespunztor fiecrei categorii de animale; NZo numrul de animale din categoria o;KpiZo coeficient care ine seama de acoperirea pierderilor admisibile de ap n incinta unitilor zootehnice n funcie de categoria de animale;KziZo coeficientul de neuniformitate a debitului zilnic care este n funcie decategoria o de animale;KoZo coeficientul de neuniformitate a debitului orar care este, de asemenea, nfuncie de categoria o de animale;pZ indice referitor la numrul de uniti agrozootehnice din zona agrozootehnic ;p indice referitor la numrul de folosine;Ugm numrul de uniti din mrimea caracteristic a folosinei: persoane, cldiri,schimburi, vehicule, etc. sau combinaii: persoaneschimburi, vehiculeschimburi, etc. n perioada considerat (n cazul de fa pe zi);ngm [l/unitate sau combinaii de uniti caracteristice ale folosinei] necesarulspecific de ap corespunztor unitilor sau combinaiilor de uniti ale folosinei;Kzi, Ko coeficieni de neuniformitate a debitului zilnic, respectivcoeficientul de variaie orar;rinc indice referitor la numrul de incendii simultane la uniti agrozootehnice;r indice referitor la numrul cldirilor din unitatea agrozootehnic atins deincendiu;Qinc [l/s] debitul specific de ap pentru stingerea din exterior a incendiilor dincldiri, inndu-se seama de volumul Vn [m3] al cldirii r atins de incendiu i gradul de rezisten la foc al cldirilor, cu valori orientative .

Categorii de animaleCoeficieni

KpiZKziZKoZ

Porcine112 2,5

Gte 1,11,12

Rae i boboci122

Celelalte categorii1,11,12 2,5

m3/zi;

m3/zi;

m3/h.

QsZ zi med Ks Kp QnZ zi med m3/s QsZ zi max Ks Kp QnZ zi max m3/sQsZ orar max Ks Kp QnZ orar maxm3/sQsZ zi med [m3 / s] 1,157 10 QsZ zi med [m3 / zi]QsZ zi med [m3 / s] 1,157 10-5 QsZ zi med = 0,001 m3/sQsZ zi max[m3 / s] 1,157 10 QsZ zi med [m3 / zi]QsZ zi max[m3 / s] 1,157 10 177,698QsZ zi max = 0,002 m3/sQsZ orar max[m3 / s] 2,77810 QsZ orar max[m3 / h]QsZ orar max[m3 / s] 2,778 10 15,131QsZ orar max = 0,004 m3/s.

2.4. Determinarea debitelor caracteristice ale cerintei totale de apa de alimentare a centrului populat Valorilor caracteristice ale debitului cerinei totale de ap de alimentare a centrului populat, respectiv debitul total zilnic mediu Qs tot zi med [m3/zi, m3/s], debitul total zilnic maxim Qs tot zi max [m3/zi, m3/s] i debitul total orar maxim Qs tot orar max [m3/h, m3/s], se determin cu urmtoarele relaii:

Qs tot zi med Qs zi med +QsI zi med +QsZ zi med Qs tot zi med = 27936,6+ 7097,3+ 110,38Qs tot zi med =35144,28,28 m3/zi = 0,406 m3/sQs tot zi max = Qs zi max +QsI zi max +QsZ zi max Qs tot zi max =30844,5+ 7100,18+ 162,78Qs tot zi max =38107,46 m3/zi = 0,447 m3/sQs tot orar max = Qs orar max + QsI orar max + QsZ orar max Qs tot orar max = 1596,7+ 297,84+ 13,88Qs tot orar max =1908,48 m3/h = 0,535 m3/sn care:

Qs zi med [m3/zi, m3/s], Qs zi max [m3/zi, m3/s], Qs orar max [m3/h, m3/s] debitele zilnic mediu, zilnic maxim i orar maxim ale cerinei de ap de alimentare pentru zona rezidenial a centrului populat;QsI zi med [m3/zi, m3/s], QsI zi max [m3/zi, m3/s], QsI orar max [m3/h, m3/s] debitele zilnic mediu, zilnic maxim i orar maxim ale cerinei de ap de alimentare pentru zona industrial a centrului populat;

QsZ zi med [m3/zi, m3/s], QsZ zi max [m3/zi, m3/s], QsZ orar max [m3/h, m3/s] debitele zilnic mediu, zilnic maxim i orar maxim ale cerinei de ap de alimentare pentru zona agrozootehnic a centrului populat.

2.5 Determinarea debitelor caracteristice de apa uzata ale localitatiiValorile caracteristice ale debitului de ape uzate evacuate din centrul urban, respectiv debitul de ape uzate zilnic mediu Qu zi med [m3/zi, m3/s], debitul de ape uzate zilnic maxim Qu zi max [m3/zi, m3/s], debitul de ape uzate orar maxim Qu orar max [m3/h, m3/s] i debitul de ape uzate orar minim Qu orar min [m3/h, m3/s] se stabilesc n funcie de valorile caracteristice similare ale cerinei totale de ap de alimentare a centrului populat, cu urmtoarele relaii:

Qu zi med =0,8 *35144,28 Qu zi med = 28115,4m3/zi = 0,33 m3/s

Qu zi max 0,8 38107,46Qu zi max = 30486 m3/zi = 0,358 m3/s

Qu orar max 0,8 1908,48Qu orar max = 1541,78 m3/ora = 0,428 m3/s

Qu orar = Qu orar min = 778,25 m3/h = 0,251 m3/s

n care: Qs tot zi med [m3/zi, m3/s], Qs tot zi max [m3/zi, m3/s] i Qs tot orar max [m3/h, m3/s] sunt valorile caracteristice ale debitului cerinei totale zilnice medii, zilnice maxime, respectiv orare maxime de ap de alimentare ale centrului populat i unitilor industriale i agrozootehnice aferente;p coeficient adimensional n funcie de numrul de locuitori ai centrului populatNumrul de locuitori< 10001001 - 1000010001- 5000050001 100000> 100000

P0,180,250,350,600,75

Capitolul 3: DETERMINAREA PARAMETRILOR PRINCIPALI DIMENSIONALI SI FUNCTIONALI AI OBIECTELOR TEHNOLOGICE DE PE LINIA APEI DIN STATIA DE EPURARE

3.1. Instalatie de sitare cu gratar cilindric fix si incarcare frontala

La intrarea n treapta mecanic a staiilor de epurare a apelor uzate urbane sunt prevzute echipamente pentru reinerea suspensiilor grosiere. Prin suspensii sau impuriti grosiere se neleg frunze, gunoaie, materiale textile, materiale plastice, materiale metalice, hrtii, crengi, etc. acestea fiind transportate de apele uzate plutind la suprafa sau n interiorul curentului. Suspensiile grosiere reprezint cca. 3 5% din totalul suspensiilor transportate de apa uzat. Echipamentele actuale pentru reinerea suspensiilor grosiere, denumite i echipamente de sitare, sunt agregate complexe care realizeaz reinerea, transportul, deshidratarea-compactarea i evacuarea suspensiilor grosiere avnd procese de lucru mecanizate sau automatizate i asigurnd o funcionare precis, sigur i igienic.

Avndu-se n vedere varietatea naturii, formei i dimensiunilor suspensiilor grosiere, n cele mai multe cazuri, aceste echipamente au suprafeele active de reinere formate din reele de bare paralele, denumite grtare, rezultnd orificii de trecere ale apei uzate sub form de fante. n anumite cazuri, n care apa uzat are o ncrctur cu impuriti grosiere cu dimensiuni mai mici sau se dorete o sitare mai accentuat a apei uzate suprafeele active pot fi sub forma unor site din mpletitur de srm, estur textil sau tabl perforat, avnd orificii de trecere sub form de ochiuri. Indiferent dac sunt grtare sau site, forma suprafeei lor active de reinere a impuritilor poate fi plan sau curb, iar din punct de vedere cinematic, suprafaa activ de reinere poate fi fix sau mobil.

Echipamentul de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontal [7] este compus din urmtoarele subansambluri principale (vezi figura 2.10): grtarul cilindric cu mecanism de curare cu grebl rotativ (poziia I), transportorul-compactor (poziia II), instalaia de splare a reinerilor (poziia III) i instalaia de automatizare.

Grtarul cilindric este format din urmtoarele pri componente:

- cadrul 1 care este compus din dou rame cilindrice, una deschis, n partea anterioar, i una opac n partea posterioar, legate ntre ele prin mai multe traverse care se constituie ca suporturi de fixare pentru barele grtarului;

- grtarul propriu-zis 2 care este format din rame cilindrice cu seciune dreptunghiular (vezi detaliul din figura 2.11) dispuse paralel n lungul axei cadrului, astfel nct s se asigure distanele impuse dintre bare, (la varianta constructiv din figura 2.10 n zona superioar a grtarului cilindric barele sunt ntrerupte);

sistemul de curare a grtarului format din grebla 3, acionat prin intermediul braului 4 de la arborele melcului transportorului-compactor i curitorul 5 care are rolul de a degaja grebla de impuritile transportate i de a ale dirija n gura de alimentare a transportorului-compactor.

Fig3.4. Echipament de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontal [7]

Fig.3.5 Dispunerea i profilul barelor grtarului fix [7]

Fig 3.6. Instalaie de sitare cu grtar cilindric orizontal1 - grtar cilindric orizontal propriu-zis; 2 - transportor orizontal;3 -transportor-compactor.

Funcionarea echipamentului de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontal este urmtoarea: apa uzat intr n interiorul grtarului cilindric pe direcie axial, prin rama cilindric anterioar a acestuia i iese pe direcie radial prin zona submers a suprafeei cilindrice a grtarului, impuritile grosiere din apa uzat fiind reinute pe suprafaa activ interioar a grtarului cilindric. De aici, acestea sunt raclate de grebla rotativ a sistemului de curare, care le antreneaz ctre partea superioar a grtarului cilindric de unde sunt deversate n gura de alimentare a transportorului-compactor prin intermediul curitorului greblei. n zona gurii de alimentare a transportorului-compactor reinerile sunt splate energic cu jeturi dirijate de ap sub presiune, pentru ndeprtarea fecalelor i substanelor organice solubile, dup care, n interiorul transportorului-compactor, sunt transportate, deshidratate i compactate, i apoi evacuate n pubele, containere sau instalaii de transport. Funcionarea acestui echipament este comandat de instalaia sa de automatizare astfel: dac diferena dintre nivelele apei, din amontele, respectiv avalul grtarului, n canalul n care acesta este montat, are valori superioare unei valori de referin, nseamn c suprafaa activ a grtarului este mbcsit cu reineri i este comandat punerea n funciune a greblei de curare i a transportorului-compactor; dac diferena dintre nivelele apei din amontele, respectiv din avalul grtarului are valori inferioare valorii de referin, nseamn c suprafaa activ a grtarului cilindric este curat, instalaia de automatizare comandnd oprirea mecanismul de curare cu grebl i a transportorul-compactor.

Pentru instalare, echipamentele de sitare cu grtar cilindric fix i ncrcare frontal necesit canale (uzual, cu seciune dreptunghiular), cu radierul orizontal sau cu pant de 1%, n care sunt plasate pe direcia longitudinal a canalului, cu o nclinare a axei grtarului i transportorului compactor cu un unghi de 30 35 fa de orizontal.Dimensionare gratar cilindric cu incarcare frontala

Fig.3.7.Schema de poziionare a grtarelor cilindrice cu ncrcare frontal

Pentru calculul parametrilor de functionare si pentru dimensionare s-a folosit un Soft specializat de proiectare rezultand urmatoarele valori :

Parametri functionali:-Qc [m3/h] - debitul de calcul (dimensionare) de ap uzat care ptrunde n instalatiile de sitare ale statiei de epurare:Qc= 3054 m3/ora

-Qv [m3/h] - debitul de verificare de ap uzat care ptrunde n instalatiile de sitare ale statiei de epurare indiferent de sistemul de canalizare la care este racordat aceasta:Qv= 768,25 m3/ora

-Qvrzi [m3/zi] - debitul volumic zilnic de retineri pe suprafetele active ale instalatiilor de sitare:Qvrzi=10,75 m3/zi

-Qmrzi [kg/zi] - debitul masic zilnic de retineri pe suprafetele active ale instalatiilor de sitare:Qmrzi=9137 kg/zi

-Vruzi [m3/zi] - volumul zilnic de substanta uscat (cu umiditate 0 ) din retinerile de pe suprafetele active ale instalatiilor de sitare:Vruzi=1,015 m3/zi

Parametri dimensionali ai gratarului:

-sb [mm] - grosimea profilului barelor grtarului:sb=10 mm

-lb [mm] - ltimea profilului barelor grtarului:lb=50 mm

-Dgr [mm]a diametrului suprafetei active a grtarului:Dgr=1600??? mm

-Diametrul Dg [mm] al suprafetei active a grtarului:Dg=1400 mm

-Numarul de gratare active:ig = 1 gratar active (1 gratar de rezerva)

-Ltimea B [mm] a canalului n care se monteaz grtarul:B = 1700mm

Inltimea hc [mm] a curentului de ap uzat din canalului n care se monteaz grtarul,corespunztoare debitului de calcul:

-hc=623 mm

-Hc [mm] - nltimea canalului n care este montat grtarul:Hc =1124 mm

-Lg [mm] - lungimea grtarului cilindric:Lg = 1140 mm

-nb - numrul de bare ale grtarului cilindric:nb = 56

-Diametrul melcului:Dm=250 mm

-Lungimea totala a transportorului:Ltot=4000 mm

3.2. DEZNISIPATOR CU SECTIUNE PARABOLICA CUPLAT CU CANAL PARSHALL

Deznisipatoarele sunt instalaii utilizate pentru separarea din apele uzate a particulelor minerale cu dimensiuni mai mari de 0,2 0,25 mm, care n timpul procesului de lucru se depun pe radierul echipamentului, i care poart denumirea generic de nisip (trebuie menionat faptul c nisipul rezultat n deznisipatoarele staiilor de epurare a apelor uzate menajere conine pe lng particule minerale i mici cantiti de substane organice care i confer acestuia un ridicat grad de nocivitate) [3, 7]. Deznisipatoarele fac parte din treapta mecanic a staiilor de epurare a apelor uzate fiind amplasate n mod curent dup echipamentele de sitare i naintea separatoarelor de grsimi, sau dac acestea nu sunt utilizate, a decantoarelor primare.

Fig.3.8.Deznisipator longitudinal cu seciune parabolic, cu colectare mecanic i evacuare hidraulic a nisipului

n avalul fiecrui compartiment de deznisipare cu seciune parabolic este recomandabil s fie prevzut cte un canal Parshall care are urmtoarele roluri foarte importante: s menin constant viteza de curgere a curentului de ap uzat care strbate deznisipatorul n cazul n care debitul curentului de ap uzat variaz (variaia debitului este limitat superior de o valoare maxim, i anume valoarea debitului Qc de calcul, situaie n care nivelul apei n deznisipator se gsete la limita superioar a zonei parabolice a pereilor); s permit o determinare uoar i precis a valorii debitului de ap uzat care strbate deznisipatorul.

Determinarea parametrilor principali dimensionali si functionali ai deznisipatorului cu sectiune parabolica cuplat cu canal Parshall se face utilizand un soft specializat din care rezulta urmatoarele valori ale parametrilor:

Qc [m3/h] - debitul de calcul (dimensionare) de ap uzat care ptrunde n deznisipatorul din cadrul statiei de epurare;Qc =3054 m/h

Qv [m3/h] - debitul de verificare de ap uzat care ptrunde n deznisipatorul din cadrul statiei de epurare indiferent de sistemul de canalizare la care este racordat aceasta;Qv = 768,28 m/h Cniszi [m3/zi] - cantitatea zilnic de nisip evacuat din deznisipator= 3,049 m/zi mniszi [kg/zi] - masa zilnic de nisip evacuat din deznisipator= 8079 kg/zi L[m]= lungimea deznisipatoruluiL= 15 m B[m]= latimea deznisipatoruluiB=2,459 m idez - numrul de compartimente active necesare n deznisipator =1 (se prevede unul de rezerva) H-[m] inaltimea compartimentelor deznisipatorului H=2,1 mDimensiunile caracteristice ale canalului Parshall:

BP[m] - ltimea canalului Parshall=1,933 m bP [m] - dimensiunea ngustrii canalului Parshall =0,488 m eP [m] - latimea bombrii peretilor canalului Parshall n zona ngustrii =0,677 m CD [m] - lungimea ngustrii CD=2,633 m CE [m] - lungimea zonei bombrii anterioare ngustriiCE= 1,933m CF [m] - lungimea zonei bombrii posterioare ngustrii CF= 4,189 m Co [m] - distanta dintre iesirea din deznisipator si cminul de msurare Co= 2,925 m Cm [m] - distanta dintre cminul de msurare si intrarea n zona bombata a peretilor canalului Parshall Cm =5,119 m R1 [m] - raza bombrii anterioare ngustrii =3,1 m R2 [m] - raza bombrii posterioare ngustrii 4,93 m L0 [m] - lungimea zonei dintre intrarea n canalul Parshall (iesirea din deznisipator) si sfrsitul zonei bombate a peretilor canalului Parshall =12,61 m L1[m] lungimea zonei bombate a peretilor in canalul Parshall L1= 8,755 m L2 [m] - lungimea zonei dintre intrarea n deznisipator si orificiul de msurare=17,925 m L3 [m] - lungimea zonei din avalul zonei bombate a canalului Parshall= 15,467 m

Parametrii dimensionali ai platformei pod rulant:

[mm]= latimea platformei podului rulant=1500 mm

Determinarea parametrilor principali ai jgheaburilor de dezhidratarea a nisipului evacuate din deznisipator:

-=numrul de compartimente n lungul jgeaburilor de dezhidratarea nisipului =4 [m] - lungimea compartimentelor jgheaburilor de dezhidratare a nisipului=3,625 m [m]= latimea compartimentelor jgheabului de deznisipare=0,43 m = nltimea total a compartimentelor jgheabului de dezhidratare a nisipului=0,997 [m] - distanta recomandat dintre compartimentele de deznisipare si jgheaburile de dezhidratare a nisipului = 0,95 m

3.3. Determinarea parametrilor principali dimensionali si functionali ai separatorului de grasimi cu insuflare cu aer de joasa presiune

Flotaia este procesul de deplasare ctre suprafaa apei a particulelor aflate n suspensie n curentul de ap uzat, cu densitate mai mic dect a apei, pe cale natural, datorat diferenei de densitate sau pe cale artificial prin intermediul bulelor de aer, introduse n curentul de ap uzat, care ader la particule.n scopul eficientizrii procesului de flotaie a substanelor grase, apa uzat poate fi n prealabil tratat cu reactivi chimici, n scopul distrugerii emulsiilor, spre a favoriza coalescena particulelor de grsime i separarea acestora la suprafaa apei.Echipamentele n care se realizeaz separarea grsimilor din apele uzate menajere poart numele de separatoare de grsimi, i sunt plasate n treapta mecanic a staiilor de epurare a apelor menajere, ntre deznisipatoare i decantoarele primare. Prezena separatoarelor de grsimi n fluxul tehnologic al staiilor de epurare a apelor uzate menajere este absolut obligatorie atunci cnd concentraia grsimilor din apa uzat exprimat prin substane extractibile n eter de petrol este mai mare sau egal cu 20 mg/dm3 [2] sau cnd staia de epurare are treapt biologic artificial sau natural.n staiile de epurare a apelor menajere se utilizeaz frecvent urmtoarele tipuri de separatoare de grsimi:- separatoare de grsimi cu insuflare de aer la joas presiune (0,5 0,7 atm.);- separatoare de grsimi cu plci paralele sau tuburi nclinate;- echipamente mixte de deznisipare i separare a grsimilor cu insuflare de aer.n cadrul prezentului capitol va fi prezentat algoritmul de calcul al principalilor parametrii dimensionali, cinematici, dinamici i energetici al separatoarelor de grsimi cu insuflare de aer la joas presiune.Separatoarele de grsimi cu insuflare de aer la joas presiune sunt compuse din urmtoarele componente principale): bazinul separatorului de grsimi (poziia I), instalaia de insuflare a aerului (poziia II). Bazinul separatorului de grsimi este construit din beton armat, fiind compus din dou sau mai multe compartimente 1 cu seciune transversal de form trapezoidal. Apa uzat este introdus n compartimente pe sub ecranele scufundate 2. Compartimentele separatoarelor de grsimi sunt mprite n trei zone (o zon central 3 i dou zone laterale 4) prin intermediul pereilor separatori 5, care sunt prevzui la partea inferioar, pe toat lungimea, cu ferestre de trecere a apei. n zona central, se insufl aer la joas presiune, fiind locul n care apa este puternic agitat i n care se realizeaz procesul de flotaie a grsimilor. Apa i grsimile din partea superioar a zonei centrale ptrund n zonele laterale prin grtarele 6, realizate din ipci de lemn, bare de metal sau plastic (cu lumina dintre bare de 20 50 mm) i fixate pe pereii separatori n zona oglinzii apei, care au scopul disiprii energiei apei agitate din zona central la trecerea n zonele laterale. Zonele laterale, n care apa uzat nu se afl sub aciunea bulelor de aer, sunt zone de linitire n care grsimile se acumuleaz la suprafa sub form de pelicul. Pe prile laterale ale zonelor de linitire sunt prevzute jgheaburile de colectare a grsimilor 7, n care grsimile sunt evacuate prin deversare n urma realizrii unui remuu pozitiv n compartimente sau ca urmare a nchiderii gradate a stvilarelor din aval 8 aferente compartimentelor respective.

Fig3.9.Separator de grsimi cu insuflare de aer la joas presiune cu evacuarea grsimilor prin remuu pozitiv

Pentru colectarea uniform a grsimilor, se recomand ca n lungul pereilor deversani ai jgheaburilor de colectare a grsimilor s fie prevzute lame deversante metalice sau din material plastic cu dini triunghiulari sau trapezoidali, reglabile pe vertical.Apa separat de grsimi iese din compartimente pe sub ecranele scufundate 9.n scopul eventualei izolri a compartimentelor, pentru intervenii n caz de avarii sau revizii, pe canalul/conducta de admisie a apei 10 a fiecrui compartiment este prevzut stvilarul (din amonte) 11.Dispozitivul 12 de insuflare a aerului comprimat de joas presiune (0,5 0,7 atm.) n ap este plasat n partea inferioar a zonelor centrale ale compartimentelor, asigurnd introducerea n ap a aerului sub form de bule fine (cu diametrul ntre 1- 3 mm).Insuflarea aerului n ap poate fi realizat cu urmtoarele tipuri de dispozitive:a plci poroase de tip Arcuda, acoperite cu dou straturi de pietri sortat, stratul inferior de 10 cm grosime din pietri cu granule de 15 30 mm, iar stratul superior de 5 cm grosime din pietri cu granule de 7 15 mm;b blocuri M acoperite cu dou straturi de pietri sortat, identice cu cele recomandate la soluia precedent;c plci poroase din sticl sinterizat cu diametrul porilor de 200 400 m;d difuzoare, tuburi sau panouri cu membran elastic perforat.n practic, mai exist o variant constructiv de separatoare de grsimi cu insuflare de aer la joas presiune (vezi figura 4.2) la care compartimentele au o construcie similar din punct de vedere al realizrii zonelor, central i laterale, dar care nu sunt prevzute cu jgheaburi laterale de colectare a grsimilor, ci au n componen un pod rulant prevzut cu lame de antrenare a grsimilor, plasate n zonele de linitire [3]. Astfel la cursa activ a podului rulant, grsimile sunt deplasate dinspre amonte ctre aval de unde sunt evacuate prin dispozitive de tip jgheab oscilant sau alte construcii similare.

Eficiena reinerii grsimilor din apele uzate urbane, pentru acest tip de echipamente, este de 50 85 %.

Fig4.0.Separator de grsimi cu insuflare de aer la joas presiune cu evacuarea grsimilor cu pod raclor (seciune transversal)

Determinarea parametrilor principali dimensionali si functionali ai separatorului de grasimi cu insuflare cu aer de joasa presiune se face cu un soft specializat din care rezulta urmatoarele valori:

Qc [m3/zi]- debitul de calcul de ap uzat care ptrunde n separatorul de grsimi

33049 m/zi Qv [m3/h] - debitul de verificare de ap uzat care ptrunde n separatorul de grsimi din cadrul statiei de epurare= 3054 m/h Qaer [m3/h] - debitul de aer care trebuie insuflat n bazinul separatorului de grsimi= 762,17 m/h [m/h]= viteza de ridicare a particulelor de grasime=12 m/h Qvsp [m3/zi] - debitul volumic zilnic de substante plutitoare din apa uzat=0,767 m/zi

Dimensiunile caracteristice ale compartimentelor separatorului de grasimi:

b [m] - ltimea compartimentului la partea inferioar b= 1 m H [m] - adncimea apei n compartimentele separatorului de grsimi H= 2 m [m] - ltimea compartimentului separatorului de grsimi=3 m g[rad] - unghiul de nclinare a peretilor laterali ai compartimentului, fat de verticalag =26,565

[m] =lungimea util a separatorului de grsimi = 35,285 m = numrul de compartimente active ale separatorului de grsimi=3 (mai punem inca 3 de rezerva) [m] - lungimea util a unui compartiment activ al separatorului de grsimi = 11,762 m [m3] - volumul separatorului de grsimi= 141,139 m t [h] - timpul mediu de trecere a apei prin separatorul de grsimit= 0,111 h [m/s] - viteza longitudinal de curgere a apei prin separatorul de grsimi=0,03 m/s [m] - supranltarea peretilor jgheaburilor de colectare a grsimilor peste nivelul aferent debitului de calcul= 0,83 m

Dimensiunile platformei podului rulant:

[mm] - lungimea platformei podului rulant = 4300 mm [mm] - ltimea platformei podului rulant, cu valori uzuale ntre 900 - 1500 mm= 1500 mm

3.4.Determinarea parametrilor principali ai decantoarelor primale radiale

n decantoarele primare sunt reinute din apele uzate urbane, industriale i din agrozootehnie, substanele n suspensie, sedimentabile gravimetric, care au trecut de deznisipatoare i separatoare de grsimi. Substanele reinute poart numele de nmoluri primare. n nmolurile primare sunt coninute preponderent substane anorganice, dar i substane organice. Orientativ, eficiena reinerii prin decantare primar este de 40 60% pentru materii n suspensie i de 20 30% pentru CBO5.

Fig4.1.Decantor radial cu colectare mecanic a nmolului cu pod rulant pivotant de raclare [2]

Decantoarele primare radiale cu pod rulant de raclare a nmolului (vezi figura 3.29) sunt constituite din urmtoarele componente principale: compartimentele decantorului (poziia I) i podurile rulante pivotante de raclare a nmolului (poziia II). Compartimentele 1 ale decantorului sunt realizate din beton armat i au n plan orizontal form circular. Apa uzat este introdus ntr-un compartiment prin conducta de admisie 2 prevzut la debuare, n zona central a compartimentului, cu plnia (sau difuzorul) 3 avnd muchia superioar a gurii de evacuare la cca. 0,2 0,3 m sub oglinda apei.Circulaia apei n compartimentul de decantare se face orizontal i radial de la centru ctre periferie, apa ieind din difuzor pe sub peretele cilindric semiscufundat 4 care are muchia inferioar situat sub planul apei la o adncime egal cu 2/3 din nlimea zonei de sedimentare. Pentru o distribuie ct mai uniform i ct mai linitit a apei uzate, n alte variante se folosesc deflectoare practicate n peretele cilindric semiscufundat, grtare de uniformizare cu bare verticale sau prin intermediul unui dispozitiv de tip lalea Coand care prezint avantaje hidraulice i tehnologice deosebite [7].Apa decantat este colectat n rigola de colectare 5 aflat pe circumferina compartimentului, n afara suprafeei de decantare, n acest caz fiind amplasat n exteriorul peretelui vertical al compartimentului, sau n interiorul suprafeei de decantare, n acest caz fiind amplasat la 1 1,5 m de peretele compartimentului i fiind susinut pe console fixate pe acesta. n primul caz apa decantat este deversat nenecat prin ferestre practicate n peretele compartimentului, prevzute cu deversoare metalice cu dini triunghiulari, reglabile pe vertical. n faa acestor deversoare, la cca. 0,3 0,5 m distan, se prevede un perete semiscufundat de form circular n plan orizontal, a crui muchie inferioar este la minim 0,25 0,3 m sub oglinda apei i care are rolul de a opri spuma sau grsimile de la suprafaa apei s fie antrenate mpreun cu apa decantat.

Fig.4.2. Decantor radial

Pentru determinarea parametrilor functionali si dimensionali ai decantorului primal radial s-a folosit un software specializat,rezultand urmatoarele valori: - debitul de calcul (dimensionare) de ap uzat care ptrunde n decantorul primar dincadrul statiei de epurare exprimat n [m3/zi]: Qc = 30490 m3/ zi;- debitul de verificare de ap uzat care ptrund n decantorul primar din cadrul statiei de epurare: Qv = 3054 m3/h;- volumul de nmol primar retinut zilnic n decantor: Vnp=138,181 m3/ zi;- numrul de evacuri zilnice de nmol din decantorul primar: iev=6;- volumul de nmol primar depus n decantor ntre dou evacuri succesive: Vev=22,364 m;- viteza de sedimentare n decantor : u=1,1 m/h;- viteza orizontal de curgere a apei n decantor, cu valori recomandate pn la maximum: vo=0,01 m/s;- timpul de decantare corespunztor debitului de calcul, cu valori recomandate de minimum 1,5 h: tc=1,5 h;- timpul de decantare corespunztor debitului de verificare: tv=0,5 h;- numrul de compartimente active necesare n decantor: icd=1;- diametrul compartimentelor decantorului: D=45 m;- diametrul cii de rulare a trenului de roti ale podului radial de raclare: D1=35,14 m;-diametrul interior al rigolei de evacuare a apei limpezite: D2=42,7 m;- diametrul gurii de distributie a apei uzate n decantor: d1=6 m;- diametrul coloanei centrale de sustinere a podului raclor radial: d2=5,6 m;- diametrul superior al basei de colectare a nmolului:d3=6 m;- nltimea util a compartimentelor decantorului: hu=2,5 m;- nltimea de sigurant a compartimentelor decantorului: hs=0,4 m;- diferenta de nltime dat de nclinarea radierului compartimentelor decantorului: hd= 1 m;- adncimea compartimentelor decantorului, la perete: Hp=2,9 m;- nltimea nmolului din compartimentele decantorului ntre dou evacuri consecutive: hnamcomp=0,016 m;- volumul minim al basei de colectare a nmolului din compartimentelor decantorului: Vbmin=22,4 m;-al basei de colectare a nmolului din compartimentele decantorului: Vb=13 m;- nltimea basei de colectare a nmolului din compartimentele decantorului, cu valori recomandate ntre 2 - 3 m: hb=2,298 m;- adncimea compartimentelor decantorului, la centru: Hc=6,498 m;- latimea coamei peretilor compartimentelor decantorului: b=0,6 m;- volumul util al compartimentelor decantorului: Vu=3518 m;

Dimensiunile platformei podului rulant

- ltimea platformei podului radial raclor, cu valori uzuale ntre 0.8 - 1.2 m: Bprr=1,5 m;- lungimea platformei podului raclor radial: Lprr=22,97 m.

3.5. Bazin cu namol active cu aerare pneumatica

Bazinele cu nmol activ sunt construcii n care epurarea biologic aerob a apei are loc n prezena unui amestec de nmol i apa uzat, agitat n permanen i aerat. Epurarea apei n aceste bazine poate fi asemuit cu autoepurarea care se produce n apele de suprafa; n bazinele cu nmol activ ns n afar de agitarea i aerarea amestecului, se realizeaz i accelerarea procesului de epurare, ca urmare a mririi cantitii de nmol prin trimiterea n bazine a nmolului de recirculare. Influentul cu coninut de impuriti organice este pus n contact ntr-un bazin cu namol activ cu cultur de microorganisme care consum impuritile degradabile biologic din apa uzat. Apa epurat se separ apoi gravitaional de namol activ n decantorul secundar. O parte din nmolul activ, separat n decantorul secundar este recirculat n bazinul de aerare, iar alta parte este evacuat ca nmol n exces n decantorul primar n aa fel nct n bazinele de aerare se menine oconcentratie relativ constant de nmol activ; n bazinul de aerare cultura de microorganisme este meninut n condiii de aerare printr-un aport permanent de aer sau oxigen.

Bazinul de nmol activ, are ca principal scop principal degradarea sau eliminareasubstanelor organice din apele uzate prin procese biochimice care conduc la scderea CBO5 i a materiei solide coloidale preponderent de materie organic. Procesul epurrii biologice n bazinul de nmol activ este asemntor celui care se dezvolt n locurile sau cursurile naturale cnd se produce autoepurarea apei, aici aplicndu-se un complex de msuri care contribuie la intensificarea proceselor: mrimea concentraiei nmolului activ, aerarea artificial a operaiei, pentru intensificarea oxigenrii acesteia, agitarea artificial a apei n vederea dispersrii n apa uzat brut a nmolului recirculat. Avantajele folosirii bazinului cu nmol activ sunt: realizarea unei eficiene mai ridicate, att iarna ct i vara, sunt lipsite de mirosul neplcut i de prezena mutelor, suprafeele specific constituente sunt mai reduse, permite o mai bun adaptare a procesului tehnologic din staia de epurare la modificri de durat ale caracteristicilor apelor uzate, etc. Marele inconvenient al acestui proces este de ordin energetic deoarece necesit un consum specific de energie mai ridicat, aceast energie fiind absorbit de utilajele care furnizeaz oxigenul necesar proceselor aerobe. Un bazin de aerare se prezint sub forma unui bazin rectangular din beton armat, unde epurarea biologic are loc n prezena unui amestec de nmol activ i ap uzat. Pentru asigurarea 79 unui contact intim i continuu a celor doi componeni ai amestecului, se impune o agitare permanent a acestora cu ajutorul aerului care asigur, n acelai timp i oxigenul necesar coloniilor de microorganisme aerobe existente n compoziia nmolului activ, sub form de flocoane. n bazin se urmrete a se menine o concentraie cvasiconstant a nmolului activ n decantorul secundar. Simultan cu eliminarea substanei organice impurificatoare, se obine creterea nmolului activ sub forma materialului celular insolubil i sedimentabil n decantoarele secundare. O parte din acest nmol este utilizat n scopuri tehnologice proprii (nmolul activ de recirculare), iar diferena numit nmolul activ n exces, este dirijat n decantoarele primare pentru a le mri productivitatea de eliminare a suspensiilor datorit prezenei flocoanelor care au efectul unui coagulant. Pentru apele uzate cu concentraii mari n CBO5, viteza reducerii materiilor organice, raportat la unitatea celular va rmne constant pn la o anumit limit de concentraie a substratului, dup care, pentru valori ale acestuia mai reduse, viteza variaz numai n funcie de concentraia materiilor organice i va fi descrectoare. Apele uzate intr n bazinul de nmol activ apoi intr n decantorul secundar de unde o parte din nmol este eliminat n exces sau este recirculat. Ipoteze pentru proiecterea bazinelor cu nmol activ i a decantoarelor secundare :1- bazinul de nmol activ este asimilat cu un bazin cu amestecare perfect ncare se consider c n orice punct din bazin concentraia substratului ct i a nmolului activ este egal cu cea de la ieirea din bazin;2- epurarea biologic se realizeaz n ansamblul format din bazinul de nmolactiv i decantorul secundar;3- procesul biologic de degradare a materiei organice care are loc numai nbazinul de nmol activ, n decantorul secundar se realizeaz separarea flocoanelor biologice de apaepurat i recircularea unei pri a nmolului activ n bazinul de nmol activ;4- n decantorul secundar, nmolul activ trebuie meninut n stare proasptprin evacuarea excesului i recircularea unei pri de nmol activ n bazinul de nmol activ nconformitate cu raportul de recirculare;5- principalele caracteristici ale nmolului activ ce sunt avute n vedere nproiect n treapta biologic, sunt:- indicele volumetric a nmolului IVN;- ncrcarea organic a nmolului ION;- indicele de ncrcare organic a bazinului IOB.

Determinarea parametrilor principali, dimensionali si functionali ai bazinului de namol activ cu aerare pneumatica se face utilizand un software specializat rezultand urmatoarele valori: Qc [m3/zi]- debitul de calcul de ap uzat

Qc = 30490 m3/ zi Qch [m3/h]- debitul de calcul de ap uzat care ptrunde n bazinul de aerare cu nmol activ din cadrul statiei de epurare Qch = m3/h QRmax [m3/h] - debitul maxim admis n exploatare de recirculare a nmolului activat preluat din decantorul secundar si reintrodus n bazinul de aerareQR max = 889,175 m3/h Qv [m3/h] - debitul de verificare, de ap uzat care ptrunde n bazinul de aerare cu nmol activ din cadrul statiei de epurare Qv= 2159 m3/h L5 [kg/zi] - cantitatea de substant organic (exprimat n CBO5) care intr n statia de epurare ntr-o zi L5=10590 kg/zi L5B [kg/zi] - cantitatea de substant organic (exprimat n CBO5) care intr n treapta biologic a statiei de epurare ntr-o zi prin apa uzat influent L5B=7774 kg/zi IOB [kg/m.zi] - ncrcarea organic a bazinului de aerareIOB =2,029 kg/m.zi GN [kg] - cantitatea total de nmol activat care se gseste n bazinul de aerare GN= 9578 KG QR [m3/zi] - debitul de nmol activat recirculatQR = 18290m3/zi Nex [kg/zi] - cantitatea de nmol biologic activat n exces Nex= 7558 kg/zi Qch [m3/h]- debitul de calcul de ap uzat care ptrunde n bazinul de aerare cu nmol activ din cadrul statiei de epurare Qch = 50 m3/h

V [m3] - volumul util al bazinului de aerareV=3831 m t [h] - timpul de aerare corespunztor debitului de calcult=3,016 hCaracteristicile dimensionale ale bazinului de aerare: Bp=latimea bazinuluiBp =7 m Lp=lungimea bazinuluiLp = 109,464 m Lj=lungimea a jheaburilor de distributie fractionat a apei uzate si nmolului recirculatLj = 73 m Hptot= nltimea total a bazinului de aerare n cazul echiprii acestuia cu siteme de aerare pneumatic Hp tot = 5,52 m Qaer = cantitatea necesar de aer n cazul sistemelor de aerare pneumatic Qaer = 10360m3/h

3.6. Determinarea parametrilor functionali si dimensionali ai decantorului secundar radial

Decantoarele secundare sunt construcii descoperite care au rolul de a reine nmolul biologic produs n bazinele cu nmol activat sau n filtrele biologice. Decantoarele secundare orizontale longitudinale i radiale, se proiecteaz n conformitate cu prevederile STAS 4162/2Canalizri. Decantoare secundare. Prescripii de proiectare.Decantoarele secundare sunt amplasate n aval de bazinele cu nmol activat sau de filtrele biologice, n funcie de schema deepurare adoptat. Substanele reinute n decantoarele secundare poart denumirea generic de nmol biologic, iar n cazul n care decantoarele secundare sunt amplasate dup bazinele de aerare, substanele reinute poart denumirea de nmol activat. Decantoarele secundare nu pot lipsi din schemele de epurare biologic, acestea funcionnd n tandem cu bazinele de aerare sau cu filtrelebiologice.

Decantoarele secundare se clasific astfel:- dup direcia de curgere a apei prin decantor : decantoare orizontale longitudinale; decantoare orizontale radiale; decantoare verticale; decantoare de tip special (cu module lamelare, cu recircularea stratului de nmol, etc.);

- dup modul de evacuare a nmolului: decantoare cu evacuare hidraulic pe principiul diferenei de presiune hidrostatic; decantoare cu evacuare hidraulic cu ajutorul podurilor racloare cu suciune. Numrul de decantoare va fi minimum dou uniti (compartimente), ambele utile, fiecare putnd funciona independent.Pentru funcionarea corect a unitilor de decantare se impune distribuia egal a debitelor ntre unitile respective, lucru care se realizeaz prin prevederea n amonte de decantoarele secundare a unei camere de distribuie a debitelor (denumit i distribuitor).Decantoarele secundare sunt alctuite n principal din: compartimente pentru decantarea propriu-zis; sistemele de admisie i distribuie a apei epurate biologic; sistemele de colectare i evacuare a apei decantate; echipamentele mecanice necesare colectrii i evacurii nmolului, precum i dispozitivele de nchidere pe accesul i evacuarea apei n i din decantor, necesare izolrii fiecrui compartiment n parte n caz de necesitate (revizii, reparaii, avarii, etc.); conducte de evacuare a nmolului activat i de golire a decantorului ; pasarela de acces pe podul raclor . nlimea de siguran a pereilor decantoruluideasupra nivelului maxim al apei va fi de minim 0,3 m. Nu se recomand a se prevedea decantoare secundare radiale cu diametre mai mici de 15 m i nici mai mari de 60 m. Sunt bazine cu forma circular n plan, n care apa este admis central prin intermediul unei conducte prevzut la debuare cu o plnie (difuzor) a crei muchie superioar este situat la 20 30 cm sub nivelul apei.Apa limpezit este evacuat printr-o rigol perimetral sau prin conduct inelar submersat prevzut cu orificii ( fante ). Circulaia apei se face orizontal i radial, de la centru spre periferie. Din conducta de acces, apa iese pe sub un cilindru central semiscufundat, cu muchia inferioar situat la o adncime sub nivelul apei egal cu 2/3 din nlimea zonei de sedimentare hu .n alte variante, apa iese din cilindrul central prin intermediul unor orificii cu deflectoarepracticate n peretele acestuia sau printr-un grtar de uniformizare cu bare verticale.Distribuia uniform a apei de la centru spre periferie se poate realiza i prin intermediulaltor dispozitive care prezint avantaje hidraulice i tehnologice deosebite (de tipul Lalelei Coand). Cilindrul central, al crui diametru este de 2035% din diametrul decantorului, sprijin pe radierul bazinului prin intermediul unor stlpi. Disiparea energiei apei din conducta de admisie trebuie s asigure condiiile optime de floculare.La partea superioar o cilindrului central se prevede o structur de rezisten capabil spreia forele generate de podul raclor, al crui pivot este amplasat pe structura de rezisten respectiv.Podul raclor poate fi de dou tipuri: radial sau diametral. El este alctuit dintr-o grindsolid ce sprijin pe structura de rezisten central prin intermediul unui pivot, iar extremitile 84 sprijin prin intermediul unor roi echipate cu bandaje din poliuretan pe peretele exterior al bazinului. Calea de rulare poate fi realizat i din in metalic, roile fiind prevzute n mod corespunztor acestui tip de rulare.Determinarea parametrilor principali, dimensionali si functionali ai decantorului secundarradial se face utilizand un software specializat rezultand urmatoarele valori:

- debitul de calcul (dimensionare) de ap uzat care ptrunde n decantorul secundar din cadrul statiei de epurare exprimat n [m3/zi]: Qc=30490 m/zi;- debitul maxim de recirculare care ptrunde n decantorul secundar din cadrul statiei de epurare: QR=889,175 m/h;- debitul de verificare, de ap uzat care ptrunde n decantorul secundardin cadrul statiei de epurare: Qv=2159 m/h- numrul de compartimente active necesare n decantor: icd=1 impunem unul de rezerva- cantitatea zilnic de materii n suspensie din decantorul secundar: Csds=129600 kg/zi- volumul de nmol secundar retinut zilnic n decantor:Vns=12830 m/zi- numrul de evacuri zilnice de nmol din decantorul secundar: iev=80 - volumul de nmol secundar depus n decantor ntre dou evacuri successive: Vev=160,353m

Determinarea parametrilor dimensionali

- diametrul compartimentelor decantorului: D=45 m- diametrul cii de rulare a trenului de roti ale podului de raclare: D1=45,14 m- diametrul deversorului rigolei de evacuare a apei limpezite: D2=42,7 m- diametrul difuzoruluide admisie a apei uzate n decantor: d1=3 m- diametrul coloanei centrale de sustinere a podului radial: d2=0- diametrul superior al basei de colectare a nmolului: d3=0- nltimea de sigurant a compartimentelor decantorului: hs=0,4 m- nltimea total a compartimentelor: H=3,9 m- nltimea utila a compartimentelor: hu=3,5 m- latimea rigolei de evacuare a apei clarificate: b=1 m- volumul util al compartimentelor decantorului: Vu=4984 m- nltimea nmolului din compartimentel decantorului ntre dou evacuriconsecutive: hnamcomp=0,113 m- timpul de decantare corespunztor debitului de calcul: tdc=3,182 htdv= 1,667 h- lungimea platformei podului radial : Lprr=22,97m-ltimea platformei podului radial, cu valori uzuale ntre 0.8 - 1.5 m: Bprr=1,5 m

CAPITOLUL 4: PROIECTIA IN PLAN ORIZONTAL A STATIEI DE EPURARE(material grafic)

Bibliografie:

1. V.V. Safta, MagdalenaLaura Toma - Elemente de proiectare a echipamentelor i instalaiilor din treapta mecanic a staiilor de epurare a apelor uzate Printech, 2003 (Medeea Company)1. Florea Julieta, Robescu D. - Hidrodinamica instalaiilor de transport hidropneumatic i de depoluare a apei i aerului, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1982

1. Negulescu, M. Epurarea apelor uzate industriale, Bucuresti, Editura Tehnica, 1987.

1. STAS 1342/2-89 Determinarea cantitilor de ap de alimentare pentru uniti industriale.

1. STAS 1478-90 Alimentarea cu ap la construcii civile i industriale. Prescripii fundamentale de proiectare.1. STAS 12431-86 Grtare pentru staiile de epurare a apelor uzate oreneti. Prescripii generale de proiectare.

1. http://www.google.ro/images

1. http://biblioteca.regielive.ro/cursuri/ecologie/tehnologii-si-echipamente-de-epurare-a-apelor-uzate-75177.html

1. http://www.adiss.ro/ro/produse/echipamente-de-proces-137

9

56