stadiul actual al tehnologiilor de epurare a · pdf fileuniversitatea tehnica de constructii...

STADIUL ACTUAL AL STADIUL ACTUAL AL TEHNOLOGIILOR DE EPURARE A TEHNOLOGIILOR DE EPURARE A

APELOR UZATE APELOR UZATE ÎÎN ROMÂNIA.N ROMÂNIA.NNECESITĂECESITĂŢŢI OBIECTIVEI OBIECTIVE

UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUCŢII BUCUREŞTI

DATE GENERALE

I. SISTEMELE DE CANALIZARE ÎN ROMÂNIA

-Sisteme de canalizare urbane - mai mult sau mai puţin complete şi complexe-Sisteme de canalizare rurale - înca in fază incipientă, cunoscând o tendinţăde extindere

II. STADIUL ACTUAL AL REŢELELOR DE CANALIZARE

La nivelul anului 2002, lungimea totală a reţelelor de canalizare în România era de circa 17.000 km.

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI

DATE GENERALE

0.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

80.00%

90.00%

100.00%

Total lungime retele decanalizareLungime canalizare inlocalitati urbane

Lungime canalizare inlocalitati rurale

0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%

100.00%

Localitati urbane Localitati rurale

Total localitati

Localitati dotate cuRetele deCanalizare

Figura 1 - Ponderea lungimii reţelelor de canalizare a localităţilor

Figura 2 – Locuitori racordati la reţele de canalizare


REŢELE DE CANALIZARE

In prezent (majoritatea) sunt realizate din:- Tuburi din beton simplu, imbinate cu „cep si buza”.- Etansarea imbinarii se realiza cu manson de mortar, imbinarea rigida si dificil de executat la partea inferioara a imbinarii.

Dezavantaje:- Dificultatea asigurarii unei pante corespunzatoare,- Etanseitatea defectuoasa a retelei la imbinari

-exfiltrarea apelor de canalizare in sol - infiltarea apelor subterane in reteaua de canalizare

Se recomanda utilizarea unor materiale noi pentru retelele de canalizare-Tuburi PAFS - Figura 3, -Tuburi PVC - Figura 4, -Tuburi polietilena riflat - Figura 5

• Lungimea tuburilor de 6 - 9 m asigura panta,• Imbinarea acestor tuburi cu mufe si garnitura din cauciuc.

III. PROBLEME ALE REŢELELOR DE CANALIZARE



Figura 3 - Tuburi de canalizare din PAFS Figura 4 - Tuburi de canalizare din PVC



Figura 5 – Tuburi de canalizare din polietilena riflata


Conform studiilor existente, procedeul unitar devine o cale de poluare majora a apelor receptoare:

- Deversarile din reteaua unitara, contin cantitati importante de poluanti- Deversarile punctuale provoaca adevarate unde de poluare care se resimt pe distante apreciabile in aval.

Optiunea pentru viitor pare sa fie generalizarea procedeului divizor:

-Apele uzate menajere sa fie epurate corespunzator;-Apele meteorice sa fie evacuate, dupa o preepurare (decantare) gravitationala in bazine de retentie, in mai multe puncte, pentru evitarea socurilor de debit si poluanti in albia emisarilor.




O alta problema dificila in realizarea retelelor de canalizare este determinarea debitelor de ape de canalizare.

Metodele utilizate in prezent sunt depasite iar considerarea elementelor reale (corelari cu debitele de apa de alimentare, masuratori in retelele existente, utilizarea modelelor matematice) sunt acum la indemana inginerilor si specialistilor din domeniu.

Un exemplu elecvent este determinarea debitului de ape meteorice care in Romania se determina, in prezent, cu ajutorul curbelor IDF (Intensitate, Durata, Frecventa) ceea ce conduce la calculul unor debite fictive iar dimensionarea colectoarelor se face in consecinta.

Utilizarea modelarii matematice a ploilor reale, bazata pe masuratori, va conduce la determinarea unor debite mai exacte iar rezultatele se pot evalua cu usurinta.


REŢELE DE CANALIZAREOptimizarea retelelor de canalizare presupune eforturi mari, atat din punct de vedere al proiectarii cat al investitiilor. Pentru realizarea lor sunt necesare mai multe elemente cum ar fi:

- Formarea de baze de date referitoare la precipitatii, debite si poluanti;- Utilizarea informaticii in proiectarea retelelor de canalizare, in care modelarea si simularea sunt elemente de baza;- Considerarea reducerii debitelor colectate de ape meteorice prin infiltrare in sol;- Utilizarea de materiale moderne, care sa permita executia lucrarilor conform cerintelor proiectelor privind colectoarele si asigurarea unor retele de canalizare etanse.


STATII DE EPURARE

100.00%

80.00%

100.00%

0.05%

0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%

100.00%

Localitatiurbane

Localitati rurale

Total localitati

Localitati dotate cuStatii de epurare

Figura 6 - Ponderea localitatilor prevazute cu statii de epurare


IV. STADIUL ACTUAL AL STATIILOR DE EPURAREStatiile de epurare din Romania au cunoscut o dezvoltare foarte lenta in ultimii 15 ani. La nivelul anului 2002:

STATII DE EPURAREV. PROBLEME ALE STATIILOR DE EPURARE

Figura 7 - Schema unei statii de epurare clasice cu stabilizare anaeroba a namolului

Gratare Rare siDese Deznisipatoare

DebitmetruDecantoare

PrimareSeparatoare de

GrasimiEpurare Biologica(Bazin cu Namol

Activat) DecantoareSecundare

Concentrator Namol

Statie de Pompare Namol

RezervoareFermentare

Namol

Rezervoarede Gaz

DeshidratareNamol


Linia namolului - o treapta de concentrare si stabilizareanamolului prin fermentare anaeroba

Linia apei - epurare mecanica si biologica conventionala


STATII DE EPURARE

Gratare Rare siDese Deznisipatoare

DebitmetruDecantoare

PrimareSeparatoare de

GrasimiEpurare Biologica(Bazin cu Namol

Activat) DecantoareSecundare

Concentrator Namol


Stabilizatorde namol Deshidratare

Namol

Linia apei - epurare mecanica si biologica conventionala

Linia namolului - o treapta de concentrare si stabilizareanamolului prin oxidare aeroba

Figura 8 – Schema unei statii de epurare clasice cu stabilizare aeroba a namolului


STATII DE EPURARE

V.1 LINIA APEI – DEGROSISAREA APELOR UZATE

Gratarele rare au interspatii mari care permit trecerea unor materii cu dimensiuni de 50 – 100 mm. Curatarea lor este manuala (Figura 9). Se urmareste trecerea la gratare rare cu interspatii de maxim 20 mm si cu sistem de curatare mecanica (Figura 10).

Gratarele dese au, in general interspatii intre bare de 16 – 20 mm, iar curatarea lor se face manual sau mecanic. Acolo unde exista sistemele de curatare mecanica a gratarelor dese sunt ineficiente si nefiabile. Trecerea la gratare dese cu interspatiul de maxim 10 mm, mecanisme fiabile si eficiente, este absolut necesara. Solutiile moderne includ gratare dese din otel inoxidabil sau alte materiale rezistente la coroziune, prevazute cu dispozitive pentru deshidratarea retinerilor (Figura 11).


Figura 9 - Gratare rare si dese

STATII DE EPURARE


Figura 10 - Grătare rare curăţate mecanic şi instalaţie pentru presarea şi

deshidratarea reţinerilor

STATII DE EPURARE

Figura 11 – Grătare dese şi sistem de presare şi deshidratare a reţinerilor


Figura 12 – Deznisipator orizontal longitudinal cu sistem de spălare şi

deshidratare nisip

STATII DE EPURAREDeznisipatoarele sunt in general de tip orizontal cu sectiune parabolica.Deficiente majore: -sistemul cu air-lift pentru evacuarea nisipului depus pe radier;-drenarea apei din nisipul evacuat, pe platforme adiacente deznisipatorului.

Deznisipatoarele moderne sunt prevazute cu poduri racloare cu snec sau pompe pentru nisip, iar nisipul evacuat din deznisipator este spalat si deshidratatpentru utilizare (Figura 12).


Figura 13 –Separator de grăsimi cu insuflare de aer de joasă presiune cu sistem modern de aerare (difuzoare cu membrană elastică perforată)

STATII DE EPURARE

Separatoarele de grasimi cu insuflare de aer de joasa presiune clasice au ca dezavantaj sistemul de aerare cu placi Arcuda, care se colmateaza rapid, iar inlocuirea si curatarea lor se face extrem de dificil.

Sistemele moderne de aerare, in special cele cu dispozitive cu membrana elastica se dovedesc o solutie fiabila si eficienta (Figura 13).


Figura 14 – Deznisipator – separator de grăsimi cu lamă racloare pentru grăsimi

STATII DE EPURARE

In unele statii mari de epurare deznisipatoarele suntcuplate cu separatoarele de grasimi. Aceste obiecte tehnologice au, in general, deficiente similare cu deznisipatoarele si suporta acelasi tip de imbunatatiri.

Pentru colectarea grasimilor, deznisipatoarele –separatoare de grasimi moderne au prevazute lame racloare (Figura 14) mai eficiente decat sistemele clasice (deversoare, jgheaburi).


Figura 15 – Debitmetru tip Venturi cu îngustare uzinată

STATII DE EPURAREDebitmetrele clasice sunt canale logintudinale cu ingustare locala. Dificultatea de a realiza ingustari cu caracterisitici geometrice precise le reduce precizia de masurare a debitelor.

Adoptarea de ingustari uzinate (Figura 15) sau utilizarea sistemelor cu ultrasunete pe canale sau conducte imbunatatesc precizia masurarii debitelor.


Figura 16 – Decantor primar radial cu pod raclor cu flotoare

STATII DE EPURAREV.2 LINIA APEI – EPURAREA MECANICA

Decantoarele primare, (longitudinale si radiale), au probleme similare de functionare:- Distributia si uniformizarea curgerii la intrarea in decantor;- Eficienta si fiabilitatea podurilor racloare;Decantoarele moderne au prevazute sisteme optimizate din punct de vedere hidraulic pentru distributia apei la intrare, care utilizeaza de cele mai multe ori efectul Coanda.Podurile racloare moderne sunt pot fi submersate, sau li se reduce sarcina pe reazeme prin adoptarea de flotoare (Figura 16). UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI

STATII DE EPURAREV.3 LINIA APEI – EPURAREA BIOLOGICA

Epurarea biologica. Statiile de epurare existente din Romania utilizeaza epurarea biologica conventionala (reducerea substantelor organice) iar tehnologia utilizata frecvent este cea cu bazine cu namol activat. Deficientele principale sunt la sistemul de aerare care este preponderent mecanic.

Reabilitarea statiilor – trecerea la sistemele de aerare pneumatice-Difuzoare cu membrana elastica - Figura 17;-Tuburi - Figura 18;-Panouri - Figura 19.Procesul de aerare a apelor uzate - consumatorul major de energieelectrica al unei statii de epurare. Automatizarea aerarii functie de oxigenul dizolvat.


Figura 17 – Bazin cu nămol activat cu aerare pneumatică, cu difuzoare cu membrană elastică perforată

STATII DE EPURARE


Figura 18-– Bazin cu nămol activat cu aerare pneumatică cu tuburi cu

membrană elastică perforată

Figura 19-– Bazin cu nămol activat cu aerare pneumatică cu panouri cu

membrană elastică perforată

STATII DE EPURARE


Normele de protectia mediului impun introducerea epurarii avansate a apelor uzate:-Retinerea compusilor de azot-Retinerea compusilor de fosfor.

In acest context, extinderea rolului bazinelor de aerare la epurarea cu nitrificare – denitrificare si eventual pentru eliminarea fosforului, devine obligatorie.

Absenta unui concept global privind integrarea epurarii avansate in treapta de epurare biologica si absenta datelor sistematizate privind compusii de azot si fosfor ingreuiaza implementarea tehnologiilor corespunzatoare (Figurile 20 si 21).

Si din aceste motive expertii europeni au acceptat cu dificultate introducerea epurarii avansate a apelor uzate in cadrul programelor ISPA pentru reabilitarea unor statii importante de epurare.

STATII DE EPURARE


STATII DE EPURARE

a.n.r.

Zonaanaeroba

Zonaanoxica

Zonaaerata

n.a.r.

SPAN

SPN

DS

n.e. cu P

E

Fig. 20 – Schema pentru retinerea azotului si fosforului A2/O

I

a.n.r.

Zonaanaeroba

Zonaanoxica

Zonaaerata

n.a.r.

SP2

SPN

DS

n.e. cu P

E

Fig. 21 – Schema pentru retinerea azotului si fosforului tip UCT

Zonaanoxica

a.d.r.SP1

I


Figura 22 – Decantor secundarorizontal radial cu lalea Coandă şi

pod raclor cu flotoare

STATII DE EPURAREDecantoarele secundare au deficiente similare cu cele primare: - Distributia si uniformizarea curgerii la intrarea in decantor;- Eficienta si fiabilitatea podurilor racloare;

Adoptarea sistemelor optimizate hidraulic, poate rezolva distributia apei uzate in decantoare.Podurile racloare moderne au imbunatatit preluarea namolului de pe radier si sunt prevazute cu flotoare pentru reducerea sarcinii pe roata motrice si pe pivot sau podurile sunt de tip submersat (Figura 22).


V.4 LINIA NAMOLULUI

Concentrarea namolului.

Reducerea umiditatii namolului in statiile de epurare existente se realizeaza prin concentrare gravitationala. Aceasta tehnologie are doua mari dezavataje:- Reducerea de umiditate este de 1 – 2 %;- Degaja mirosuri neplacute poluand atmosfera.Concentrarea mecanica a namolului prin dispozitive cu snec sau prin centrifugare (aplicata de exemplu la SE Constanta Sud) rezolva, e adevarat cu costuri suplimentare, ambele probleme:- Reducerea de umiditate depaseste de cele mai multe ori 6 %;- Poluarea atmosferei este practic nula.

Reducerea mai mare a umiditatii namolului conduce la o diminuare majora a volumului de namol ce este urmeaza sa fie prelucrat.

STATII DE EPURARE


Figura 23 – Rezervoare de fermentare a nămolului tip clasic

STATII DE EPURAREMajoritatea Rezervoarelor de Fermentare a Namolului de tip clasic (Figura 23) functioneaza ineficient din urmatoarele motive:- Deteriorarea rapida a structurii de rezistenta datorita deficientelor in executie a rezervoarelor de forma clasica (cilindru intre doua trunchiuri de con);- Eficientă si fiabilitate scazuta a echipamentelor de incalzire si recirculare a namolului;- Deznisiparea necorespunzatoare a apelor uzate care face ca nisipul ce trece de deznisipatoare sa ajunga in RFN, producand colmatarea rezervoarelor.


Figura 24 – Rezervoare de fermentare a nămolului tip pară

STATII DE EPURARE

Construirea de RFN-uri cu structura moderna, tip para, (Figura 24) dotarea cu echipamente cu randament ridicat si fiabile, corelate cu o deznisipare corespunzatoare a apelor uzate vor contribui la eficientizarea fermentarii namolurilor.

Cantitatile semnificative de biogaz obtinute vor putea fi utilizate ca sursa de energie iar namolurile stabilizate corespunzator pot fi folosite in agricultura dupa deshidratare.


Figura 25 –Rezervoare de gaz clasice – clopot metalic în cuva din beton armat

Figura 26 –Rezervoare de gaz sferice din membrană elastică

STATII DE EPURARERezervoarele de gazRezervoarele de gaz din statiile existente (clopot metalic amplasat intr-o cuva de beton - Figura 25) sunt de cele mai multe ori nefunctionale. Sistemul de culisare a clopotului la umplere si golire se blocheaza deseori iar clopotul se voaleaza. Remedierea este dificila, de durata si costisitoare.

Rezervoarele de gaz moderne (Figura 26) sunt sferice, realizate din membrana elastica din cauciuc special. Exploatarea lor este simpla si aparent mai putin periculoasa.


Stabilizatoarele de namol.

In statiile de epurare de capacitate medie si mica, stabilizarea namolului se realizeaza prin oxidare aeroba.

Problemele stabilizatoarelor de namol apar la sistemele de aerare.

STATII DE EPURARE

Deshidratarea namolului - probabil procesul in care s-au inregistrat progrese semnificative.

Statii in care deshidratarea se realizeaza sau se va realiza curand pe cale mecanica: Piatra Neamt, Constanta Sud, Arad, Iasi, Targu-Mures, Brasov. Deficientele deshidratarii naturale pe platforme de uscare (Figura 27) sunt resimtite de fiecare operator al statiilor in care acest procedeu este inca in operare.

Tehnologiile pentru deshidratarea mecanica a namolului sunt diversificate (filtre presa, echipamente cu snec, centrifuge). In cazul deshidratarii mecanice, apar si costuri suplimentare din conditionarea chimica a namolului.


STATII DE EPURARE

Figura 27 – Platforme de uscare pentru deshidratarea namolului


CONCLUZII

VI. CONCLUZII

Sistemele de canalizare din Romania sunt intr-o stare nesatisfacatoare.

Retelele de canalizare reabilitate sau noi trebuie realizate din materiale moderne, care sa le confere o calitate noua - etanseitatea.

Dezvoltarea retelelor de canalizare trebuie sa se faca la nivelul dezvoltarii retelelor de alimentare cu apa.

Procedeele de canalizare adoptate trebuie sa tina seama de posibilitatile de colectare, epurare si evacuare in emisari.


Statiile de epurare sunt, in general, intr-o stare nesatisfacatoare.

Tehnologiile in functiune in prezent nu prezinta eficienta corespunzatoare, majoritatea lor fiind uzate, fizic si moral. Este necesara adoptarea de tehnologii moderne, eficiente si fiabile.

Este necesar ca epurarea biologica sa fie extinsa si la retinerea din apele uzate a compusilor de azot si fosfor. Strategia de dezvoltare a epurarii avansate ar trebui sa se bazeze pe:

• Monitorizarea compuşilor de azot şi fosfor din apele uzate influente;

• Realizarea de staţii pilot pentru epurarea avansată;

• Aplicarea rezultatelor de pe staţiile pilot în staţiile de epurare;

• Extrapolarea tehnologiilor experimentate la alte staţii de epurare.

Pentru namolul rezultat din statiile de epurare trebuie gasite cai si mijloace pentru depozitarea si utilizarea lui in conditii de siguranta fata de mediu si sanatatea populatiei.

CONCLUZII


stadiul actual al tehnologiilor de epurare a · pdf fileuniversitatea tehnica de constructii...

Documents