tbe.docx

CUPRINS:1. Tema de proiectare........................................................................21. Memoriu tehnic...............................................................................41. Considerente generale privind epurarea apelor uzate municipale......72. poluanti caracteristici si impactul acestora asupra mediului........82. conditii de calitate pentru factorul de mediu. Normative tehnice.122. Caracateristicile apelor uzate municipale..................................141. Tehnologia adoptata pentru epurarea apelor uzate .........................233. variante tehnologice de epurare a apelor uzate municipale........233. factori care influenteaza selectia operatiilor si proceselor unitare.....................................................................................243. determinarea gradului de epurare necesar................................283. alegerea variantei tehnologice optime......................................343. calculul concentratiilor intermediare realizate pentru etapele de epurare mecanica si biologica.................................................353. elaborarea schemei bloc tehnologice.......................................473. materii prime si energie..........................................................483. subproduse materiale si energetice, deseuri............................501. proiectarea tehnologica a utilajelor4. debite de calcul si de verificare utilizate in statiile de epurare municipale..............................................................................524. calculul utilajelor din cadrul treptei mecanice de epurare..........524. calculul utilajelor din cadrul treptei biologice de epurare...........644. tratarea namolurilor................................................................731. plansa schema tehnologica e epurare a apelor uzate municipale1. bibliografie...................................................................................90

1. TEMA DE PROIECTARE

S se elaboreze proiectul tehnologic al unei staii de epurare a apelor uzate urbane. Se dau urmtoarele date:A. Debite de calcul:Qzi, med = 0,275 m3/sQzi, max = 0,325 m3/sQor, min = 0,235 m3/sQor, max = 0,350 m3/sB. Compoziia fizico-chimic a apelor uzate care intr n staia de epurare este:Solide in suspensie: Ciss = 310 mg/lSubstane organice: CBO5 = 350 mgO2/l CCOCr = 370 mg/l Azot total: CNi = 14 mg/lTemperatura apei uzate: 200C pH = 7Constanta de consum a oxigen: k1 = 0,1 zi-1

1. Analize de laborator ale emisarului n care se deverseaz apele epurate:Concentraia de oxigen dizolvat: COr = 6 mgO2/l (din receptor)Substane organice: CBO5 =20 mg/l CCOCr = 50 mg/lSolide in suspensie: CfSS = 50 mg/lAzot total: CfN= 2,5 mg/lTemperatura medie a apei: 100CConstanta de oxigenare a apei: k2=0,2 zi-1

1. Studiile hidrologice ale emisarului indic:Viteza medie a apei: v = 1,5 m/sDebitul emisarului: Qe = 5 m3/sCoeficientul de sinuozitate al rului: = 1,2Constanta vitezei de consum a oxigenului din apele uzate: k1r = 0,1 zi-1

1. Utilaje ce urmeaza a fi proiectate:Treapta mecanica:Gratar,Deznisipator,Decantor primar.

Treapta biologica:Bazin de aerare cu namol activ,Decantor secundar.

2. MEMORIU TEHNICEpurarea apelor uzate urbane i industriale este o necesitate a societii contemporane n permanen dezvoltare. Creterea populaiei i industrializarea continu indispenabil modernizrii societii au condus la creterea consumului de ap, a volumului de ape uzate, a nmrului i complexiti poluanilor din aceste ape uzate.Proiectul urmrete s rezolve principalele probleme generate de infrastructura apei potabile existent n zonele urbane, astfel nct s fie protejate att mediul nconjurtor ct i efluentul.Lucrarea urmrete proiectarea unei staii de epurare a apelor uzate urbane, ct mai eficent din punct de vedere economic i ecologic, care asigur eliminarea unei categorii de poluani denumii refractari sau prioritari, care produc efecte economice i ecologice negative i care trec neschimbai prin treptele de epurare mecano-chimic i biologic (epurarea avansat). Ca obiective, n ceea ce privete proiectul, putem preciza urmtoarele: a) Dobndirea cunotinelor de specialitate inginereasc prin elaborarea unui studiu de caz staie de epurare a apelor uzate urbane.1. nsuirea terminologiei legale referitoare la parametri i intervalul lor optim de variaie;1. nsuirea valorilor legale precizate prin NTPA 001, 002/2002, reactualizat n 2005 legea apelor specifice n calculele inginereti;1. Dezvoltarea capacitii de calcul inginereti pentru procesele unitare din tehnologia de epurare;1. nsuirea principiilor de alegere a echipamentelor specifice conform datelor calculate n procesele unitare 1. Cunoaterea modalitilor de abordare a aspectelor tehnico-economice (costuri de investiie, costuri de exploatare, bilan energetic pe staie, pre de cost pe m3 de ap epurat).n primul capitol se pezint datele de proiectare a proiectului tehnologic al unei staii de epurare a apei uzate urbane.n al doilea capitol este prezentat memoriul tehnic.n al treilea capitol, se face o introducere asupra problemelor generale legate de epurarea apelor uzate industriale, cu referiri directe la epurarea mecanic i epurarea biologic a apelor uzate, la clasificarea i prezentarea principalelor compui organici nebiodegradabili (poluani refractari sau prioritari).n al patrulea capitol, se prezint principalele variante de epurare a apelor uzate pentru eliminarea compuilor nebiodegradabili din apele uzate, grupate dup tipul procesului care st la baza metodei. Pentru fiecare din metode se prezint informaii legate de desfurarea procesului, uilajele specifice care se folosesc, factorii i condiiile care influeneaz efieciena procesului, mecanismele de racie. Se prezint avantajele i dezavantajele aplicrii acestor procese, mai ales prin prisma epurrii unor cantiti mari de ape uzate, avnd n vedere i aspectele economice ale fiecrui proces.n urma analizrii avantajelor i dezavantajelor fiecrei variante tehnologice de epurare, din punct de vedere ecologic i economic, ca variant tehnologic optim se alege staia de epurare mecano-chimico-biologic de epurare a apei uzate, numit i epurarea avansat a apelor uzate.Epurarea avansat a apelor uzate. Epurarea mecanic, chimic i biologic nu realizeaz eliminarea poluanilor prioritari, care, chiar i n concentraii foarte mici, au efecte negative asupra organismelor vii i asupra echilibrului ecologic n natur sau care limiteaz posibilitile de recirculare/reutilizare a apei n industrie, agricultur. Dintre poluanii prioritari care sunt reinui prin procedee de epurare avansat se menioneaz: compuii anorganici solubili, compuii organici nebiodegradabili, solidele n suspensie, coloizii si organismele patogene. Procedeele de epurare avansat se pot aplica fie naintea etapei de epurare biologic sau dup aceasta, n funcie de matricea apei uzate (concentraia i tipul poluanilor).Etapele procesului de epurare avansat sunt:-grtare i site, scopul grtarelor este de a reine corpurile plutitoare i suspensiile mari din apele uzate (crengi i alte buci din material plastic, de lemn, animale moarte, legume, crpe i diferite corpuri aduse prin plutire, etc.), pentru a proteja mecanismele i utilajele din staia de epurare i pentrua reduce pericolul de colmatare ale canalelor de legtur dintre obiectele staiei de epurare;-deznisipatoare, este operaia unitar prin care se elimin pietri i alte materii solide cu dimensiuni 0,2 mm., care au densitatea mult mai mare dect a apei sau a componenilor organici din apele uzate;- coagularea-flocularea, sunt metode de tratare a apelor, care faciliteaz eliminarea particulelor coloidale din apele brute, prin adugarea de ageni chimici, aglomerarea particolelor coloidale i respectiv separarea lor ulterioar prin decantare, flotaie cu aer dizolvat, filtrare. n afar de eliminarea coloizilor i reducerea urbiditii din apele de suprafa, prin coagulare se reduc parial culoarea, gustul, mirosul, respectiv coninutul de microorganisme;-decantoare primare, sunt bazine deschise n care se separ substanele insolubile mai mici de 0,2 mm. care se prezint sub form de particule floculente, precum i substane uoare care plutesc la suprafaa apei;-bazine cu nmol activ, n aceste bazine epurarea apelor uzate au loc n prezena unui amestec de nmol activ cu ap uzat, agitat n permanen i aerat;-decantoarele secundare, sunt o parte component deosebit de important a treptei de epurare biologic i au scopul de a reine nmolul, materiile solide n suspensie, separabile prin decantare (membrana biologic sau flocoanele de nmol activ, evacuate o dat cu apa uzat din filtrele biologice, respectiv din bazinele cu nmol activ).n capitolul cinci, se prezint construciile i instalaiile prevzute n cadrul procesului de epurare a apelor uzate urbane.n capitolul al aselea este prezentat schema tehnologica a staiei de epurare a apelor uzate urbane.n capitolul sapte este prezentat bibliografia.

3. CONSIDERENTE GENERALE PRIVIND EPURAREA APELOR UZATE MUNICIPALE

Apa este substana cea mai rspndit de pe suprafaa globului, constituind hidrosfera i totodat este componenta principal a materiei vii. n aceeai msur n care este necesar pentru existena i evoluia materiei vii, apa este o component valoroas i pentru activitile umane. Utilizarea global a apei nsumnd cerinele menajere, industriale i agricole reprezint aproximativ 250 m3/an locuitor, cu discrepane mari: 100 m3/an locuitor n rile n curs de dezvoltare, respectiv 1300 1500 m3/an locuitor n rile dezvoltate. (Teodosiu C., 2001).n prezent i n Romnia, gospodrirea i asigurarea unor condiii de calitate corepunztoare a apelor i apelor uzate a devenit o problem major n contextul alinierii Romniei la standardele i cerinele impuse pe plan mondial. Decalajul destul de mare dintre cerinele de ap estimate i resursele utilizabile de ap a impus studierea unor msuri suplimentare n vederea reducerii cerinelor de ap prin intensificarea recirculrii interne, prin nlocuirea tehnologiilor cu consum ridicat de ap cu tehnologii cu consum minim (tehnologii uscate), precum i folosirea intensiv de-a lungul cursurilor acestora a unor ape de suprafa la diverse cerine de consum (Zaharia C., 2000).Apa, n circuitul ei n natur, trece prin diferite locuri de ntrebuinare, se ncarc cu diferite materii i substane care o degradeaz, fcnd-o n general nefolosibil n continuare. Deci, n principiu, poluarea apei reprezint o alterare a calitilor fizice, chimice, biologice, bacteriologice i radioactive ale acesteia peste o limit maxim admisibil stabilit, produs n mod direct sau indirect de o activitate uman.Producia de ape uzate nregistreaz o cretere anual medie de 3% i este de ateptat ca volumul de ap uzat s se dubleze n urmtorul deceniu. Efectul acesteia asupra rurilor principale surse de ap este dubl. Se reduce cantitatea de ap curat necesar n viitor i se restituie un volum de ap uzat corespunztor sau echivalent.n prezent, pentru asigurarea cantitativ i calitativ a apelor necesare tuturor folosinelor, este necesar ca, pe lng alte msuri de gospodrire a apelor, s se asigure utilizarea cu randament maxim a instalaiilor de epurare existente, precum i s se dezvolte noi tehnologii de epurare capabile s asigure din apa epurat o nou resurs de ap pentru alimentarea sistemului de irigaii i industrial. (Macoveanu M., s.a., 1997)

3.1. Poluani caracteristici i impactul acestora asupra mediului. Necesitatea epurrii apelor uzatePrezena poluanilor din ap este strns legat de activitile umane i caracteristicile geologice ale solurilor parcurse. Cuantificarea lor se realizeaz prin determinri de natur fizic, chimic, biologic, bacteriologic i radioactiv, deci prin determinarea indicilor de calitate ai apei.a.Reziduri organice provenind din apele uzate menajere,industriale (industria organic de sintez, fabrici de hrtie, industria alimentar) i complexe de cretere a animalelor.Impactul acestor compui const n reducerea concentraiei de oxygen dizolvat cu repercursiuni asupra florei, faunei. Prezena acestor compui este indicat de CBO5.Compuii organici, n general, produc efecte nedorite n sursele naturale de ap cum ar fi:1. coloraia;1. probleme de gust i miros;1. consumul de oxigen dizolvat;1. interaciunea cu ali impurificatori sau cu agenii de tratare i, respectiv, scderea eficienei procesului de tratare pe ansamblul sau.Compuii organici biodegradabili au particularitatea c se pot descompune destul de uor n prezena microorganismelor din ap, fiind utilizai de ctre acestea ca surs de hran, n cadrul procesului de autoepurare. Problema asociat cu prezena compuilor biodegradabili este consumul mare de oxigen necesar metabolizrii materiei organice de ctre bacterii i, respectiv, scderea cantitii de oxigen dizolvat.

b.Nutrieni includ: azotul, fosforul, compuii cu azot i fosfor, siliciul i sulfaii.Principalele surse de generare le constituie apele uzate menajere i efluenii din industria ngrmintelor chimice. Azotul i fosforul stimuleaz creterea algelor provocnd fenomenul de eutrofizare a apelor de suprafa.c.Substane toxice respective metale grele, ciauri, compui organici clorurai , lignina, provenii din industria chimic, celulozei i hrtiei, petrochimic.Denumii i poluani prioritari, acetia sunt caracterizai de faptul c prezint o rezisten foarte mare la degradarea biologic obinuit, biodegradarea fiind posibil numai n condiii deosebite i n prezena unor microorganisme specializate, ntr-un timp ndelungat.Aceti compui pot fi grupai dup structura de baz n urmtoarele clase:1. compui halogenai ai hidrocarburilor saturate i nesaturate, aciclice si ciclice;1. compui aromatici monociclici i policiclici;1. compui fenolici;1. eteri;1. esteri ai acidului ftalic;1. compui cu azot;1. pesticide;1. compui policlorurai ai fenil benzenului.Aceti compui influeneaz foarte mult calitatea apelor de suprafa, prin consumarea oxigenului dizolvat, ncetinirea sau chiar blocarea procesului biologic de autoepurare i au efecte negative asupra florei si faunei acvatice datorit toxicitii lor.Muli dintre compuii poluani toxici, de natur anorganic sau organic, chiar n cantiti foarte mici (de ordinul g/l) , au o toxicitate mare i/sau efect cancerigen sau mutagen i prezint un efect de bioacumulare n organismele vii.n afara efectelor directe, o parte din compuii organici nesubstituii citai anterior poate reaciona cu clorul n procesul de dezinfecie al apei, conducnd la apariia unor compui organici clorurai cu toxicitate mai mare fa de cea a compuilor iniiali (produi secundari ai dezinfeciei).Prezena lor n ap duce la apariia gustului i mirosului neplcut al apei din surse naturale i necesit operaii/procese suplimentare de tratare.d.Suspensii inerte, materii coloidale sau materiale fin divizate rezultate ca urmare a proceselor de splare din diverse industrii. Prin depunerea solidelor n suspensie se perturb viaa acvatic normal (nfundarea branhiilor petilor) n emisarul n care a fost deversat apa uzat.e.Ali compui cum ar fi: srurile sau agenii reductori (sulfii sau sruri feroae) acizi, baze, uleiuri, care apar n efluenii rezultai din diverse industrii.n cantiti mici, srurile nu au efecte negative asupra mediului nconjurtor, dar compuii reductori, prin consumarea oxigenului dizolvat micoreaz capacitatea de autoepurare a emisarului.Principalele probleme asociate cu prezena acestor poluani se refer la modificarea calitii i aspectelor estetice ale apei, cu influene negative i asupra ecosistemelor acvatice.f.Apa cald rezultat din deversrile industriale, centrale termice, combinate petrochimice sau industrii organice de sintez are un impact deosebit asupra procesului de autoepurare sau tratare la staii prin scderea concentraiei de oxigen dizolvat. Totodat sunt favorizate procese anaerobe, prin depirea temperaturii optime pentru microorganisme.Temperatura maxim este de 30C.g.Contaminarea bacteriologic poate fi produs de ctre industriile alimentare, cresctoriile de animale sau canalizarea apelor menajere i industriale n sistem combinat (Teodosiu C., 2003).

NECESITATEA EPURRII APELOR UZATEn Romnia, calitatea apelor este urmrit conform structurii i principiilor metodologice ale Sistemului Naional de Supraveghere a Calitii Apelor, care cuprinde 5 subsisteme de ap i sursele de poluare vizate n cazul apelor i apelor uzate.Lund n considerare i ultimul subsistem de ap, apa uzat, au fost investigate urmtoarele tipuri de substane poluante/impurificatoare i poluri la nivelul fiecarui bazin hidrografic:- poluarea cu produse rezultate din procesele industriale, n care sunt cuprinse o gama variat de poluani, in zonele din jurul marilor platforme industriale;- poluarea cu produse menajere i produse rezultate din activitatea zootehnic;- poluarea cu produse petroliere i compusi fenolici a apelor de suprafa i acviferului freatic din conul aluvionar Prahova-Teleajen, pe o suprafa de cca 70 km2, datorit rafinriilor Petrobrazi, Astra i Petrotel Ploieti;- poluarea cu produse utilizate pentru fertilizarea i combaterea duntorilor n agricultur.Aceste poluri sunt datorate printre altele i deversrilor de ape uzate coninnd compui toxici, prioritari toxici care nu se ncadreaz n limitele impuse de legislaia n vigoare sau de Inspectoratele de Protecia Mediului.Aderarea Romniei n UE condiioneaz aplicarea prevederilor legislative i recomandrile de raportare cantitativ i calitativ pentru apele uzate generate de fiecare agent economic sau instituie public.n aceste condiii se recomand n regim de urgen urmtoarele aciuni la nivelul fiecrei zone administrative din ar:-deversrile de ape uzate sa fie monitorizate n conformitate cu autorizaiile emise de autoritile de mediu pentru verificarea implementrii cerinelor incluznd valorile limit pentru anumii parametri ai apelor uzate evacuate;-monitorizarea de ctre autoritai s se efectueze de 1-12 ori pe an favorizndu-se intrevalele n timp neregulate;-auto-monitorizarea s se execute de ctre personalul folosinei de ap care evacueaz sau care gestioneaz resursa de ap, sau de ctre un laborator sau de un consultant care este contractat de beneficiarul folosinei i este autorizat de autoritai;- ori de cte ori sunt disponibile, s se foloseasc metode standardizate pentru prelevarea probelor, analize i asigurarea calitii;- pentru evacuri de ape industriale s se analizeze parametrii reprezentativi pentru producia instalaiei i poluanii globali sau de grup din apa uzat.Se constat clar necesitatea epurrii apelor uzate generate n activitile prestate de fiecare agent economic i, n special, industrial, pentru prevenirea polurii accidentale sau suplimentare a reelelor de canalizare i/sau sursei de ap receptoare, dar i pentru recircularea n procesul tehnologic n cazul unitilor industriale consumatoare de cantiti mari de ap(Zaharia C., 2006).3.2.Condiii de calitate pentru evacuarea apelor uzate epurate, normative tehnice de evacuare

Caracterizarea apelor uzate se face prin metode diferite n conformitate cu standardele aprobate la nivel naional sau armonizate cu cele din Comunitatea European: STAS, SR-ISO; WHO (World Health Organisation), AWWA (American WaterWork Assosiation) reflect gradul de poluare al apei uzate sau gradul de epurare obinut pe fiecare treapt de tratare sau de la efluentul general.Au fost aprobate urmtoarele normative tehnice mult mai operante n asigurarea calitii i cerinelor de evacuare, epurare a apelor uzate i limitare a evacurii de eflueni, emise sub forma unor hotrri ( H.G. nr. 188/2002, Hotrrea Guvernului pentru aprobarea unor norme privind condiiile de descrcare n mediul acvatic a apelor uzate NTPA 001) sau ordinele M.A.P.M. ( Ordinul M.A.P.M. nr. 352/2005 pentru NTPA 002; Ordin nr. 1097/1997 al M.A.P.P.M. pentru NTPA 003, NTPA 004 i NTPA 005 ):1. NTPA 001/2005 Normativul privind condiiile de evacuare a apelor uzate n resurse de ap (Anexa X);1. NTPA 002/2005 - Normativul privind condiiile de evacuare a apelor uzate n reelele de canalizare a localitilor (Anexa IX);1. NTPA 003/1997 Metodologie de conducere i control a procesului de epurare biologic aerob cu nmol activ n staiile de epurare a apelor uzate;1. NTPA 004/1997 Ghid de stabilire a programelor de prelevare i analizare a probelor de ape uzate;1. NTPA 005/1997 Metodologia de prelevarea a probelor de ape uzate din eflueni finali.Trebuie fcute urmtoarele precizri n ceea ce privete cerinele de evacuare a apelor uzate n diferii receptori:1. Cerinele privind calitatea apelor uzate evacuate n sursele de ap sunt cu mult mai severe dect n privina celor evacuate n reelele de canalizare sau staiile de epurare. Acest lucru este uor sesizabil prin concentraiile maxim admisibile ale unor principali poluani vizai (maxim 23 poluani) n primele dou Normative 001 i 002/2005(Anexele IX i X);1. Evacuarea apelor uzate n reelele de canalizare ale localitilor este permis numai dac prin aceasta (Art. 4 NTPA 002/2005):- nu se degradeaz construciile i instalaiile reelelor de canalizare i ale staiilor de epurare;- nu se diminueaz capacitatea de transport a canalelor prin depuneri sau obturri;- nu se aduc prejudicii igienei i sntii publice sau personalului de exploatare;- nu se perturb procesele de epurare din staiile de epurare sau nu se diminueaz capacitatea acestora;- nu se creeaz pericol de explozie.n tabelul urmtor sunt prezentai principalii indicatori de calitate care trebuie indeplinii pentru a deversa apele uzate n emisari sau sisteme de canalizare (Teodosiu C., 2003).Indicatori de calitateNTPA 001/2005(emisar)NTPA 002/2005(sistem de canalizare)

Materii solide in suspensie35 mg/l350mg/l

CBO520 mg/l300 mg/l

CCO-Cr70 mg/l500 mg/l

N-NH4+2 mg/l30 mg/l

Ntotal10 mg/l-

Ptotal1 mg/l5 mg/l

Sulfuri si H2S0,5 mg/l1 mg/l

Sulfiti(SO32-)1 mg/l2 mg/l

Sulfati(SO42-)600 mg/l600 mg/l

Fenoli0,3 mg/l30 mg/l

Substnte extractabile20 mg/l30 mg/l

Detergenti0,5 mg/l20 mg/l

Cu2+0,1 mg/l0,2 mg/l

Hg2+0,005 mg/l-

Ni2+0,5 mg/l1 mg/l

Zn2+0,5 mg/l1 mg/l

Cr total1 mg/l1,5 mg/l

Cr6+0,1 mg/l0,2 mg/l

Pb2+0,2 mg/l0,5 mg/l

Cd2+0,2 mg/l0,3 mg/l

CN-0,1 mg/l1 mg/l

Cl liber0,2 mg/l0,5 mg/l

Mn2+1 mg/l2 mg/l

Mg2+100 mg/l-

3.3 Caracteristicile apelor uzate urbanePrin caracterizarea apelor uzate municipale se nelege determinarea indicatorilor de calitate (caracteristici calitative, parametri calitativi) cu referire la indicatorii fizici, chimici, biologici i bacteriologici.Caracteristici fiziceIndicatorii fizici i organoleptici sunt: temperatura, culoarea, mirosul, turbiditatea, solidele sedimentabile i n supensie totale.1. Temperatura apelor uzate oreneti este de obicei cu 2-3oC dect a apelor din reeaua de alimentare. Temperatura este un factor care influeneaz majoritatea proceselor fizice, chimicei biologice care au loc pentru descompunerea materiei organice din apele uzate, att n procesul de autoepurare, ct i pentru epurarea apelor uzate industriale. Astfel ea poate modifica n mai mic msur procesul de coagulare i decantare, dar modific pregnant procesele de epurare biologic.Variaiile de temperatur implic fie deversarea apei din procesul tehnologic (avnd ca rezultat scderea cantitii de oxigen din emisar) sau infiltrri ale apelor de suprafa sau subterane n sistemul de canalizare (scderea temperaturii sub 100C conduce la ncetinirea proceselor biologice).Temperatura se determin prin meninerea termometrului n ap timp de 10 minute.1. Culoarea apei uzate proaspete este gri-deschis, spre deosebire de cele coninnd materie organic n descompunere care au coloraia gri-nchis. Apele uzate care au culori diferite de cele de mai sus implic evacuarea n reeaua public a unor cantiti mari de ape uzate industriale care pot da apei culori diferite n conformitate cu proveniena i natura poluanilor. De exemplu, apele uzate rezultate din industria de prelucrare a legumelor i fructelor au coloraie predominant verde; apele rezultate din industria metalurgic au coloraie roie; apele rezultate din industria clorului i a compuilor clorului au coloraia glbuie spre galben; cele din industria textil, a coloranilor, pigmenilor au o coloraie variat.1. Mirosul indic ct de avansat este procesul de descompunere. El trebuie s lipseasc n ntregime la apele uzate proaspete. Mirosul de ou clocite (H2S) indic o ap intrat n fermentaie. Cu ct timpul de transport n sistemul de canalizare este mai mare exist posibilitatea ca n apa uzat s apar procese de fermentare anaerob, caracterizat de un miros specific care seamn cu mirosul de ou clocite. n cazul n care apele uzate conin diferii poluani peste limitele admise n reeaua de canalizare public, acetia pot produce diferite mirosuri, de cele mai multe ori neplcute.1. Turbiditatea noiunea de turbiditate exprim reducerea transparenei apelor uzate datorit att materiilor n suspensie, ct i materiilor coloidale. Coloizii sunt agregate de atomi, molecule sau materiale mixte care au dimensiuni cuprinse ntre 0,001 i 0,01 m i au proprieti diferite fa de cele ale dispersiilor sau suspensiilor. Practic, acetia sunt nesedimentabili n mod natural.Turbiditatea poate fi msurat n grade pe scara silicei, mg/l metoda cu caolin. Aceast analiz se poate efectua rapid, motiv pentru care personalul de exploatare poate sesiza cu uurin schimbarea brusc a compoziiei apelor uzate.Corelaia turbiditii cu cantitatea de materii n suspensie este dificil datorit dimensiunilor, formei i indicilor de refracie diferii ai particulelor componente.1. Materiile n suspensie totale i materiile sedimentabile Substanele n suspensie care apar n apele uzate sunt datorate procesrilor i operaiilor care au loc pe parcursul procesului tehnologic i pot fi: substane anorganice i organice fin divizate (de exmplu: fibre fine de la fabricarea pastelor mecanice din industria celulozei), nmoluri fine, organisme microscopice etc.Prin termenul general de materii solide se definesc materialele care rmn dup evaporarea apei la 103-1050C i care se pot separa fie prin filtrare, centrifugare i decantare (dimensiuni de maxim 2mm).n funcie de greutatea lor specific, materiile n suspensie pot fi sedimentabile. nesedimentabile i plutitoare.Materiile n suspensie se determin conform STAS 6953-81 astfel:1. coninut total de materii n suspensie;1. coninut de materii n suspensie: sedimentabile, nesedimnetabile, plutitoare;1. determinarea pierderii la calcinare a materiilor totale n suspensie (coninut n materii organice);1. determinarea reziduului la calcinare a materiilor totale n suspensie (coninut n materii minerale).Materiile solide totale reprezint suma materiilor solide totale n suspensiei a materiilor solide dizolvate. Pentru determinarea materiilor solide dizolvate se recurge la evaporarea probei de ap natural, reziduul reprezentnd coninutul total de materii solide.1. pH-ul: Apel uzate au n general valori diferite ale pH-ului funcie de procesrile carea u loc, valorile de evacuare n reelele de canalizare sau direct n surse receptoare ca tipul apelor de suprafa sunt cuprinse ntre 6-8.1. Conductivitatea d indicaii asupra concentraiei de sruri dizolvate (Zaharia, 2006).Caracteristici chimiceSe pot grupa n trei categorii principale:1. Organice: carbohidraii,grsimi i uleiuri, proteine, fenoli, pesticide, poluani prioritari, ageni de suprafa, compui organici volatili.Substanele organice din apele uzate menajere provin din dejeciile umane i animale, din resturile de alimente,legume i fructe, precum i din alte materii organice evacuate n reeaua de canalizare. Prezena substanelor organice in ap poate reduce oxigenul din ap poate reduce oxigenul din ap pn la zero, favoriznd apariia proceselor anaerobe;1. Anorganice: alcalinitate, aciditate, cloruri, metale grele, azot, fosfor, sulf, pH, poluani prioritari;1. Gaze dizolvate: oxigen, hidrogen sulfurat, metan [ Teodosiu C., 2003Analiza coninutului de compui organici prezint o importan deosebit pentru funcionarea instalaiilor de epurare ale apelor uzate, testele putnd fi grupate n dou categorii:1. teste care masoar concentraii mari de compui organici cum sunt: consumul biochimic de oxigen, consumul chimic de oxigen, consumul teoretic de oxigen, coninutul total de carbon organic.1. teste care determin urme de compui organici folosind metode instrumentale de analiz cum ar fi: cromatografia n faz lichid i spectroscopia de mas.Oxigenul dizolvat este un indicator care arat n mod global gradul de poluare al apelor cu substane organice. Cantitatea de oxigen care se poate dizolva n apa curat aa numita limit satutaie depinde de temperatur i variaz de la 7,63 mg/dm3 la 30C la 9,17 mg/dm3 la 20C i la 14,23 mg/dm3la 0C. Solubilitatea oxigenului n ap mai depinde i de turbulena la suprafaa apei de presiunea atmosferic , mrimea suprafeei de contact, cantitatea de oxigen din ap sau din atmosfer. Oxigenarea apei poate poate avea loc prin dizolvarea oxigenului din aer sau n anumite condiii speciale,prin degajarea oxigenului n procesul de fotosintez al vegetaiei acvatice. Cantitatea de oxigen care lipsete unei ape pentru a atinge limita de saturaie se numete deficit de oxigen i indic o impurificare anterioar cu substane organice, care a condus la consumarea total sau parial a oxigenului dizolvat [ Teodosiu C., 2003.1. Consumul biochimic de oxigen la 5 zile (CBO5) reprezint cantitatea de oxigen care se consum pentru degradarea oxidativ de ctre microorganisme a substanelor organice coninute ntr-un litru de ap n conformitate cu STAS 6560-82. Determinarea consumului biochimic de oxigen se efectueaz pentru o perioad de incubare de mai multe zile, dar de regul de 5 zile plus 6 ore.Consumul biochimic de oxigen la 5 zile (CBO5) este o msur a coninutului de oxigen necesar pentru descompunerea aerob a materiei organice la o temperatur stndard de 200C i n timp de 5 zile Negulescu, 1985 ce este folosit pentru a determina:0. cantitatea aproximativ de oxigen msurat n procesele de epurare a apelor uzate;0. capacitatea instalaiilor de epurare;0. eficiena diferitelor metode de epurare.Apele uzate menajere conin suficiente substane ce constituie "hran" microorganismelor, sruri mineral, pentru a constitui mediul adecvat dezvoltrii i multiplicrii microorganismelor, nmolului activ i filmelor biologice n epurarea biologic. Apele uzate industriale au un coninut mare de compui organici de sintez, care, nu numai c sunt biodegradabili, dar de cele mai multe ori sunt toxici pentru cultura de microorganisme, fcnd imposibil epurarea bilogic. Aceti compui organici se numesc compui organici nebiodegradabili (sau refractari sau toxici) (Negulescu, 1985, Metcalf i Eddz, 1991).CBO5 este determinat att pentru apele uzate ct i pentru cele epurate mecanic, deoarece o parte dun materia organic nedizolvat este reinut n decantoare (1/3 din totalul solidelor organice). n tabelul 1, se prezint compoziia medie a apelor uzate menajere. Pentru apele uzate oreneti de exemplu, CBO5 100-400 mg/l. n apele uzate industriale valoarea CBO5 variaz n limite foarte largi funcie de proveniena lor.Tabelul 1. Compoziia medie a apelor uzate menajere n g/locziMaterii solideTotaleMineraleOrganiceCBO5

Totale25010514554

Dizolvate160808012

n suspensie,din care:90256542

1. sedimentabile54156919

1. nesedimentabile36102623

Descompunerea biochimic (biodegradarea) compuilor prganici are loc n doua faze:1. faza primar (a carbonului), n care oxigenul este consumat pentru oxidarea compuilor ce conin carbon cu formare de dioxid de carbon (CO2), faz care ncepe imediat i are o durat de aproximativ 20 de zile, la temperatura de 20C pentru apele uzate menajere.1. faza secundar (a azotului) implic consumul oxigenului pentru transformarea compuilor ce azot, respectiv a amoniacului (NH3) n azotii i azotai; aceast faz ncepe dup 10 zile de la deversarea apei uzate i dureaz 100 de zile sau mai mult. Aceste transformri reprezint procesul de nitrificare a compusului organic /Negulescu, 1985/.Consumul chimic de oxigen(CCO) reprezint o msur a oxidabilitii compuilor organici sau minerali din apele uzate . Substanele organice sunt oxidate la cald, iar cele anorganice la rece. Oxigenul echivalent cu compuii organici ce pot fi oxidai se determin utiliznd un agent oxidant puternic (permanganat de potasiu, KmnO4 sau bicromat de potasiu K2Cr2O7) n mediu acid. Dup modul de determinare, notarea se face CCOMn sau CCOCr. Deoarece se urmrete oxidarea total a compuilor organici la CO2 si H2O, testul se realizeaz la temperatur ridicat (fierbere), n prezene H2SO4 i KmnO4, sau la temperatur, cu adaos de catalizator, (Ag2SO4) n prezena K2Cr2O7. Transformarea total a compuilor organici se realizeaz n prezena K2Cr2O7 i, de aceea, se folosete acest test pentru determinarea CCO /5/. Acest test a fost introdus deoarece timpul de realizare fa de CBO5 este mult mai mic (3 ore fa de 5 zile) i d informaii asupra coninutului total de compui oragnici (deci chiar i asupra celor toxici pentru cultura de microorganisme). Totdeauna valoarea CCO va fi mai mare dect a CBO5. Pentru apele uzate municipale, de exemplu, avem urmtoarele valori:CBO5 = 200 500 mg/l;CCO-Cr = 300 900 m/l [Negulescu, 1985].Prezena compuilor organici refractari (toxici) n apele uzate conduce la o serie de efecte economice i ecologice negative cum ar fi: generarea de probleme de gust i miros n rezervele de ap din aval, formarea spumei i a materiilor plutitoare, colorarea apei, inhibarea proceselor de autoepurare natural sau de epurare biologic, efecte nedorite asupra organismelor vii [Teodosiu C., 2003.1. Consumul teoretic de oxigen (CTO) se poate calcula n cazul n care se cunoate formula chimic a compusului organic care este n general o combinaie de carbon, oxigen, hidrogen i azot; considernd c n prima etap se transform C i N n CO2 i NH3, iar n a doua i a treia etap, NH3 este oxidat succesiv la acid azotos i acid azotic. Consumul teoretic de oxigen este suma cantitilor de oxigen stoeochiometric necesar pentru aceste procese de oxidare [Teodosiu C., 2003.1. Coninutul total de carbon organic (CTCO) sau total organic carbon(engl. TOC) este aplicat n general pentru cantiti mici de compui organici. Se bazeaz pe urmtorul principiu: se introduc volume exact msurate de ape uzate ntr-un dispozitiv de oxidare chimic sau un cuptor cu temperatur nalt. Carbonul organic este oxidat la CO2 n prezena unui catalizator, iar apoi este determinat cantitativ CO2 rezultat ntr-un analizor IR. nainte analizei propriu-zise, se realizeaz o filtrare a probei, acidifierea i aerarea probei pentru a minimiza interferenele datorate carbonului anorganic. Dac sunt prezeni compui organici volatili, aerarea nu mai are loc pentru a nu se produce striparea acestora. Testul se realizeaz foarte repede (8-10 minute), rezultatele sunt nregistrate continuu, i de aceea a devenit din ce n ce mai folosit n caracterizarea apelor uzate[Teodosiu C., 2003.1. Tratabilitatea apelor uzate reprezint capacitatea unei ape uzate de a-si reduce concentraia n compui organici datorit aciunii microorganismelor n procesul de epurare biologic. Pot fi considerate tratabile biologic apele uzate care, la trecerea prin instalaiile de epurare biologic, permit ndeprtarea compuilor organici biodegradabili n proporie de 80-98% (exprimat prin testul CBO5) i a compuilor organici totali n proporie de 60-90% exprimat prin testul CCO [Rojanschi i Ognean, 1989].1. Rezistena compuilor organici la degradarea biochimica / biodegradare este sugerat i de valoarea raportului CCOCr / CCOMn care descrie concentraiile de compui organici biodegradabili, refractari i a compuilor cu azot i influeneaz cinetica procesului, temperatura i coeficientul de consum al oxigenului n biodegradare. Valoarea raportului CBO5/ CCOCr este o condiie a deversrii apelor uzate n sistemul de canalizare (NTPA 002/2005) i ofer informaii asupra necesitii aplicrii unor procese de epurare avansat [Teodosiu C., 2003.Analiza coninutului de compusi anorganici este importanta pentru completarea caracterizrii apelor uzate oferin informaii asupra:1. nutrienilor - compui ai azotului i fosforului (azot amoniacal, azotii, azotai, azot organic, azot total, ortofosfai, polifosfai, fosfor legat organic);1. aciditatea, alcalinitatea si pH-ul - confer infprmaii asupra posibilitilor de a epura biologic apa uzat, sau asupra necesitii de aplicare a proceselor de neutralizare (n special n cazul apelor uzate industriale) ;1. compui anorganici ai carbonului (CO2 liber, carbonai, bicarbonai);1. coninutul de sruri cloruri, sulfuri, sulfai, este important pentru desfurarea proceselor de epurare biologic, sau avansat;1. potenialul de oxido-reducere (redox) reprezint logaritmul cu semn schimbat al presiunii oxigenului (n atmosfer) n echilibru cu oxigenul molecular din soluie (scara H are valori de la 0 la 42). Rh-ul d informaii asupra capacitii de oxidare sau reducere a apei uzate. Astfel pentru rH< 15 proba analizat se afl n stare de reducere corespunztoare fermentrii anaerobe, iar valori rH> 25, caracterizeaz o prob n faz de oxidare aerob;1. substane toxice: cianuri, compui ai cromului, fierului, manganului, cadmiului, plumbului, zincului, cadmiu, mercur, cobalt [Teodosiu C., 2003.

Analiza coninutului de gaze dizolvateOxigenul dizolvat este un indicator care arat n mod global gradul de poluare al apelor cu substane organice. Cantitatea de oxigen care se poate dizolva n apa curat aa numita limit satutaie depinde de temperatur i variaz de la 7,63 mg/dm3 la 30C la 9,17 mg/dm3 la 20C i la 14,23 mg/dm3la 0C. Solubilitatea oxigenului n ap mai depinde i de turbulena la suprafaa apei de presiunea atmosferic , mrimea suprafeei de contact, cantitatea de oxigen din ap sau din atmosfer. Oxigenarea apei poate poate avea loc prin dizolvarea oxigenului din aer sau n anumite condiii speciale,prin degajarea oxigenului n procesul de fotosintez al vegetaiei acvatice. Cantitatea de oxigen care lipsete unei ape pentru a atinge limita de saturaie se numete deficit de oxigen i indic o impurificare anterioar cu substane organice, care a condus la consumarea total sau parial a oxigenului dizolvat [Teodosiu C., 2003.Caracteristicile bacteriologice au drept scop determinarea numrului, genului i condiiilor de dezvoltare a bacteriilor in emisar sau in efluenii staiilor de epurare.Apele uzate conin foarte multe specii bacteriene care s-au adaptat unor condiii specifice de poluare. Tipurile de microorganisme specifice apelor uzate municipale se vor studia in cadrul procesului de epurare biologic. Pentru determinarea gradului de impurificare a apei cu bacterii se utilizeaza titlul coli care pune n eviden existena bacteriilor din grupa coli-bacterii. Bacteria intestinal Coli nu este patogen, dar constituie un indicator al prezenei n apa uzat a dejeciilor de animale i umane i deci i existena de bacterii patogene [Teodosiu C., 2003.Caracteristicile biologice se refera la determinarea speciilor de organisme i a densitilor, oferind informaii asupra gradului de poluare sau a capacitii de autoepurare a apelor. Astfel prezena sau absena unot tipuri de organisme poate oferi indicaii asupra desfurrii procesului de epurare biologic sau de fermentare a nmolurilor [Dima M.,1998].Caracteristici radioactiveCaracterizarea surselor de ap se face att din punctul de vedere al radioactivitii globale, ct i al coninutului de radionuclizi. Concentraiile maxime admise corespund dozei maxime de iradiere de 5 m rem/am la 2 litri de ap (STAS 1342/91).

4. Tehnologia adoptata pentru epurarea apelor uzate4.1. Variante tehnologice de epurare a apelor uzate municipaleClasificarea metodelor de epurare:1. Dup tipul procesului avem:- mecanic- chimica- biologic- avansatb. Dup operaiile i procesele unitare: - primar - secundar - teriar (avansat).Procedeele de epurare mecanic asigur reinerea prin procese fizice a substanelor poluante sedimentabile din apele uzate cum ar fi reinerea corpurilor i suspensiilor mari pe grtare, site i comunituare, separarea uleiurilor i grsimilor prin flotare n separatoarele de grsimi i sedimentarea materiilor solide n suspensie n deznisipatoare i decantoare primare.Efluentul rezultat n urma epurrii mecanice conine suspensii fine, coloizi i materii organice n cantiti mari.Procedeele de epurare mecano-chimice se aplica la apele uzate n compoziia crora predomin materiile solide n suspensie, coloizii i substanele dizolvate care nu pot fi reinute dect prin tratarea acestor ape uzate cu reactivi chimici. Pentru a crete eficiena procesului de coagulare-floculare apele vor fi supuse n prealabil unei epurri mecanice, de aceea, acest proces poart denumirea de epurare mecano-chimic.Procedeele de epurare mecano-chimico-biologic se bazeaz pe aciunea comun a proceselor mecanice, chimice i biologice. Aceste procedee pot avea loc n condiii naturale(cmpuri de irigare i infiltrare, iazuri biologice) sau in condiii arificiale prin filtrare biologic(filtrare biologic de mare sau de mic ncrcare, filtre biologice scufundate sau filtre turn) sau n bazine de aerare cu nmol activ cu mic sau mare ncarcare, cu aerare normal sau prelungit.n urma proceselor de epurare mecano-chimico-biologice sunt ndeprtate solidele n suspensie i compuii organici biodegradabili.Epurarea mecanic, chimic si biologic nu realizeaz eliminarea anumitor categorii de compui numii refractari( o mare parte dintre aceti compui aparin categoriei de poluani prioritari care chiar i in concentraii foarte mici au efecte negative asupra organismelor vii i asupra echilibrului ecologic n natur).Epurarea avansat a apelor uzate urmrete eliminarea substanelor refractare aa nct calitatea apelor epurate s nu afecteze sntatea oamenilor.n mod tradiional, ciclul apei a fost ntotdeauna utilizat pentru a reprezenta transportul continuu i transformrile suferite de ap n mediu, cuprinznd toate sursele naturale: ape de suprafa (ruri, fluvii, mari, oceane), apa subteran, apa din atmosfer. Dup utilizarea apei efluenii n cantitai i grade de poluare diferite pot fi recirculai sau reutilizai. Recircularea se refer la utilizarea apei provenite din procese industriale, dup o epurare corespunzatoare, pentru a satisface necesitatile privind consumul de apa in aceleasi uniti economice (apa de splare, apa de process, apa utilizat ca agent termic: racier, nclzire ). Reutilizarea apei rezult din staiile de epurare municipale sau de pe platformele industriale poate avea ca beneficiari agricultura, sistemele de irigaii, sistemele duale de alimentare a locuinelor, piscicultur, imbogirea acviferelor [Negulescu,1985].

4.2. Factori care influeneaz selecia opereiilor i proceselor unitare din schema tehnologic de epurareSelecia proceselor i operaiilor unitare vederea alctuirii procesului tehnologic de purare pentru recircularea apelor uate este cea mai important etap n proiectarea unei staii de epurare a apelor uzate.Stabilirea procesului tehnologic de epurare a apelor uzate, respectiv, a schemei tehnologice, se face ca urmare a analizei procesului de epurare n ansamblul su innd cont de urmtoarele aspecte asupra performanelor, controlului, fiabilitii. adaptabilitii la condiiile variabile, se pot obine n sistemele de epurare ce funcioneaz deja, n cazul sistemelor i proceselor noi fiind necesar examinarea performanelor printr-o serie de evaluari progresive (Macoveanu i colab., 1997):a. Cerinele consumatorului se pot exprima sub forma unor limitri legate de : costul instalaiilor de epurare, posibilitile de exploatare a instalaiilor i folosire a personalului existent, impactul asupra mediului nconjurtor, scopul n care se realizeaz epurarea apelor uzate: pentru o deversare n emisari n limitele valorilor admisibile ale poluanilor sau pentru reutilizare.b. Experiena existent este important n proiectarea i exploatarea staiilor de epurare. Informaiile asupra performanelor, controlului, fiabilitii, adaptabilitii la condiii variabile, se pot obine n sistemele de epurare ce funcioneaz deja, n cazul sistemelor i proceselor noi fiind necesar examinarea performanelor printr-o serie de evaluri progresive.c. Standardele sau normele reglementeaz valorile principalilor indicatori de calitate pentru receptorii sau emisarii n care se face deversarea apelor uzate dup ce acestea sunt epurate. Aceti indicatori sunt: organoleptici, fizici, chimici, biologici, bacteriologici i pot fi stabilii la nivel naional sau local.d. Selecia proceselor este un aspect esenial n proiectarea instalaiilor de epurare, evaluarea principalelor alternative presupunnd experien att teoretic, ct i practic. Modul n care influeneaz selecia proceselor asupra alctuirii schemei de epurare va fi prezentat separat.e. Compatibilitatea cu instalaiile existente este important, deoarece introducerea unor operaii sau procese noi implic schimbarea condiiilor de operare i o pregtire corespunztoare a personalului.f. Consideraii economice sunt de foarte mare importan n alctuirea procesului tehnologic de epurare i, n final, n proiectarea staiei de epurare. n aprecierea diferitelor scheme de epurare se iau n consideraie costurile cu investiia i exploatarea precum i cheltuielile de amortizare a investiiei.g. Alte consideraii importante:- posibilitatea procurrii utilajelor i aparaturii necesare;- folosirea personalului specializat;- sursele i consumurile de energie;- impactul asupra mediului a proceselor propuse;- cantiti de deeuri.Alegerea factorilor care influeneaz selecia operaiilor i proceselor unitare dintr-o staie de epurare a apelor uzate se face avnd n vedere urmtoarele:- posibiliti de aplicare a procesului de epurare propus aceste posibiliti sunt evaluate pe baza experienei anterioare i a datelor din literatur;- debitul de ap uzat procesul tehnologic propus trebuie s corespund debitului de ap uzat;- variaia de debit i compoziie a apelor uzate sunt analizate n ideea uniformizrii acestora printr-o treapt n procesul tehnologic propus;- caracteristicile i compoziia apei uzate;- identificarea poluanilor prioritari - cunoaterea coninutului de poluani prioritari pentru alegerea unei trepte ntr-un proces tehnologic de epurare;- condiii climatice temperatura i umiditatea sunt factorii care au un rol important n alegerea proceselor biologice, dar i n desfaurarea altor procese chimice, mai ales asupra vitezei de reacie a proceselor aplicate;- condiii de reacie i alegere a reactoarelor procesele chimice i biologice care sunt stabilite n funcie de condiiile cinetice i termodinamice ale procesului;- eficiena procesului tehnologic de obicei se propun procese care au o eficien mare n ceea ce privete gradul de epurare pentru principalii poluani; - deeurile rezultate din procesul tehnologic nmolurile cu diferite compoziii de natur organic i/sau mineral trebuiesc separate n fiecare treapt a procesului tehnologic de epurare facilitnd i eliminarea unor gaze care se pot produce n condiii de staionare prelungit a nmolurilor;- factorii de mediu direcia vnturilor, zgomotul, distana fa de zonele rezideniale, caracteristicile emisarului n zona de deversare a apei epurate sunt factorii care influeneaz selecia procesului i a utilajelor;- necesarul de reactivi chimici trebuie evaluat pe baza procesului de epurare chimic sau atunci cnd se utilizeaz ca reactiv n treapta biologic;- necesarul de utiliti (energie, aer) pentru fiecare proces tehnologic se analizeaz consumurile de utiliti pentru un anumit debit de ap uzat sau populaie echivalent;- necesarul de personal se evalueaz n funcie de performanele staiei de epurare, de necesitatea efecturii zilnice a analizelor de laborator, respectiv condiii de funcionare, ntreinere i reparaii n staia de epurare;- probleme de exploatare i fiabilitate a instalaiei (costuri de exploatare) se analizeaz toate costurile pentru exploatarea normal a staiei de epurare;- costuri de investiii i amortizare:- dac se urmrete imbuntirea unei staii de epurare existente trebuiesc avute n vedere procesele fizice, chimice i biologice intoduse ca variant de modernizare;- dac se urmrete proiectarea unei staii de epurare noi trebuiesc avute in vedere costurile suplimentare de investiie n cazul n care staia de epurare propune mai mult de trei procese mecano-fizice, chimice i/sau biologice;- evaluarea proceselor auxiliare este vorba de staiile de pompare necesare funcionrii staiei de epurare, schimbtoarele de cldur necesare pentru nclzirea pe timp de iarn a bazinelor de aerare, instalaii electrice de nclzire;- complexitatea proceselor adoptate influeneaz costurile de operare, precum i necesitatea pregtirii personalului pentru activitile de teren;- compatibilitatea cu instalaiile existente - se au n vedere performanele, caracteristicile apelor uzate i procesele tehnologice aplicate n alte staii de epurare municipale;- spaiul necesat staiei de epurare sau amplasamentul staiei de epurare - se prefera staiile de epurare compacte deoarece terenurile au devenit foarte scumpe.

4.3 Determinarea gradului de epurare necesarDeterminarea capacitii staiei de epurare precum i eficiena sa sunt calculate funcie de valorile gradului de epurare necesare pentru principalii indicatori de calitate ai apelor uzate. Prin grad de epurare se inelege procentul de reducere ca urmare a epurarii a unei pri din compuii poluani de natur fizic, chimic i biologic din apele uzate astfel nct procentele rmase s satisfac cerinele legislative impuse apei uzate epurate avnd n vedere diluia i amestecarea acesteia cu apa emisarului considerat. (1)Relaia de calcul (1) n care:Ci reprezint valoarea concentraiei iniiale a indicatorului fizic, chimic din apele uzate pentru care se determin gradul de epurare, (mg/l)Cf reprezint valoarea concentraiei finale a aceluiai indicator dup epurarea apei uzate, (mg/l).Un parametru care intervine n calculele de proiectare a unei staii de epurare ape uzate urbane care deverseaz n emisar ap de suprafa este gradul sau raportul de diluie notat cu d i care este dat de relaia (2): n care:Q - debitul emisarului (m3/s);q debitul maxim zilnic ape uzate (m3/s).ntr-o seciune intermediar de la gura de vrsare pn la seciunea de amestecare complet raportul de diluie real va fi exprimat prin relaia (3) i anume: ,n care: a coeficientul de amestecare corespunztor seciunii considerate a crui vloare poate varia ntre 0,7 0,9. Alegem a = 0,8.n cazul n care amestecarea ar fi perfect valoarea lui a = 1 i corespunde formulei de calcul (2).n unele calcule i studii hidraulice valoarea coeficientului de amestecare a este dat de relaia lui I.D.Rodziler: , n care:a coeficient de amestecare; coeficient exprimat prin relaia lui V.A.Frolov coeficient ce ine cont de locul i tipul evacurii aei uzate n emisar;Se adopt = 1,5 corespunztor evacurii la talveg. coeficient de sinuozitate al receptorului; = 1,2.n care:v - viteza medie a receptorului, m/s (din tema de proiectare);H adncimea medie a receptorului, H = 1,8 m (se adopt);q debitul maxim zilnic al apei uzate, m3/s;L distana real dup talveg de la punctul de vrsare al apei uzate pn la seciunea examinat privind calitatea emisarului, m (n calcule seciunea examint se consider situat la 1km amonte de seciunea de folosin).L= Ltern 1km = 15 -1 = 14 km = 14000 mSe adopt Ltern = 15km.Se calculeaz lungimea de amestecare indicat cu ajutorul relaiei (se calculeaz utiliznd ambele valori ale lui a):

Pentru a = 0,8:

Pentru a = 0,989: Dup determinarea gradului de diluie real se calculeaz gradul de epurare necesar pentru poluanii importani considerai n tema de proiectare, aa nct, dup epurare i amestecare cu apele emisarului s se ncadreze n condiiile de calitate, categoria a doua de ape de suprafa.

1.Determinarea GE dup materii n suspensieSe va aplica formula general de determinare a GE particularizat pentru materiale n suspensii:CiSS = cantitatea de materii n suspensie din apele uzate ce intr n staia de epurare,mg/LCfSS = cantitatea de materii n suspensie ce poate fi evacuat n emisar, conform NTPA 001/2005, mg/l

2. Determinarea GE necesar dup substane organice (CBO5)Acest calcul se definete n urmtoarele situaii:1. Cnd n afar de diluii i amestecare intervine i procesul natural de autoepurare a apei oxigenate la suprafa.1. Cnd n ecuaia de bilan calculele se bazeaz pe diluie i amestecare i nu iau n considerare procesul de autoepurare.1. Funcie de condiiile impuse prin NTPA 001/2005

1. Se ia n considerare diluia, amestecarea i procesul de autoepurare prin oxigenarea apei.

unde:CBO5a.m reprezint cantitatea de CBO5 admisibil a fi evacuat n emisar pentru amestec, n seciunea de calcul (7 mg/l);k1 = 0,1 zi-1 coeficient de oxigenare sau constant de consum a oxigenului n ape uzate;k1r = 0,1 zi-1 constanta de consum a oxigenului din apele emisarului n amonte de gura de vrsare;q debitul zilnic maxim, m3/s;Q debitul emisarului, m3/s;a = 0,8;t timpul de curgere a apei intre seciunea de evacuare i seciunea de calcul;t = L/v = 14000/1,5 = 0,108 zile;CBO5r reprezint cantitatea de substan organic, exprimat prin CBO5, al apelor emisarului n amonte de gura de vrsare, (2mg/l).1. Se ia n considerare numai amestecarea i diluia, ecuaia de bilan fiind:

1. Se ia n calcul valoarea impus de NTPA 001/2005

CBO5NTPA = 25 mg/l

Se constat c valorile gradului de epurare n ceea ce privete CBO5 ul variaz ntre 79,5 la punctul a., 80,42 la punctul b., si 99,71 la punctul c., funcie de modul de diluie i raportare.

3. Determinarea GE necesar dup oxigenul dizolvatn general, GE privind oxigenul dizolvat se va calcula funcie de CBO5 la amestecare folosind relaia:CBO5a.m = F*Dmax = 2*3,2 =6,4 mg O2/lF factor cu valori ntre 1,5 2,5, se adopt F= 2Dmax deficit maxim de oxigen n aval de seciunea de evacuare i rezult din diferenele ntre concentraia oxigenului dizolvat la saturaie (COsat20 = 9,2 mg/l) i concentraia oxigenului dizolvat ce trebuie s existe n orice moment n apa receptorului( COr).Dmax = COsat20 COr = 9,2 6 = 3,2 mg/lConcentraia CBO5, ntr-o ap uzat, se determin folosind urmtoarea relaie de calcul care ia n consideraie bilanul n ceea ce privete CBO5:

Se calculeaz n continuare CBO20 pentru ape uzate:

CBO20r = 1,46* CBO5r = 1,46*2 = 2,92 mg/lSe calculeaz deficitul de oxigen ca fiind:DO = COs COr = 11,35 6 = 5,35 mg O2/lCOs (la 10C) = 11,35 mg O2/lSe determin timpul critic la care se realizeaz deficitul maxim de oxie (dup gura de vrsare) din apa rului:

Calculul deficitului critic (maxim de oxigen):

Se compar concentraia oxigenului necesar vieii acvatice ntr-o ap de suprafa (> 4 mg/l) cu concentraia minim de oxigen.COmin = COs Dcr = 11,35 4,77 = 6,57 mg/lCOs = 11,35 mg O2/l (la 10C)COmin > 4 mg/l i amestecul emisarului cu apa uzat epurat ndeplinete condiia pentru viaa ecosistemului.

4. Calculul GE pentru azot totalSe va aplica formula general a GE privind Ntotal considernd valoarea maxim admis a concentraiei Ntotal conform NTPA 001/2005.

5. Calculul GE pentru CCOCrSe va aplica formula general a GE privind CCOCr considernd valoarea maxim admis a concentraiei CCOCr conform NTPA 001/2005

4.4 Alegerea variantei optimeSe propun minimun 4 variante tehnologice de epurare a apelor uzate studiate. Varianta tehnologic optim se alege n urma evalurii criteriului economic, ecologic i n urma calculului concentraiilor intermediare realizate pentru variantele tehnologice propuse (solide n suspensie, CBO5, CCOCr, azot total) i verificarea realizrii gradului de epurare necesar.

1. Varianta A Decantor primarDeznisipatorGrtare/SiteA.u.

Decantor SecundarBNA

A.e

1. Varianta B

Decantor PrimarCoagulare FloculareGrtare/SiteDeznisipatorA.u

BNADecantor SecundarA.e.

1. Varianta C

Grtare/ siteCoagulareFloculareDeznisipatorA.u

Filtru BiologicDecantor primar A.e

1. Varianta D

Decantor PrimarFiltru BiologicGrtare/SiteDeznisipatorA.uA.e.

4.5 Calculul concentraiilor intermediare realizate pentru etapele de epurare mecanic i biologic. Verificarea realizrii gradului de epurare necesar1. Varianta A Decantor primarDeznisipatorGrtare/SiteA.u.

Decantor SecundarBNA

A.e

Calculul concentraiei intermediare pentru materii solide n suspensie

- grtare/site: GE = 3%, Ci = 310 mg/l

- deznisipator: GE = 7%, Ci = 300,7 mg/l

- decantor primar: GE = 45%, Ci = 279,65 mg/l

- bazin cu nmol activ: GE= 90%, Ci = 153,46mg/l

Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005, conform creia css = 35 mg/l, se constat c valoarea obinut prin calcul este mai mic dect valoarea din NTPA 001/2005.

Calculul concentraiei intermediare pentru CBO5


- deznisipator: GE = 10%, Ci = 350 mg/l

- decantor primar: GE = 30%, Ci = 315 mg/l

- bazin cu nmol activ: GE= 85%, Ci = 220,5 mg/l

Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005 conform creia = 25 mg/l, se constat c valoare obinut prin calcul este mai mare.

Calculul concentraiei intermediare pentru CCOCr





Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005, conform careia CCCO-Cr = 125 mg/l, se constat c valoarea obinut prin calcul este mai mic dect valoarea din NTPA 001/2005.

Calculul concentraiei intermediare pentru azot total





Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005,conform creia CN2=10mg/l, se constat c valoarea obinut prin calcul este mai mic decat cea din NTPA 001/2005.

1. Varianta B

Decantor PrimarCoagulare FloculareGrtare/SiteDeznisipatorA.u

BNADecantor SecundarA.e.




- coagulare - floculare: GE = 60%, Ci = 279,65 mg/l

-decantor primar: GE= 45%, Ci = 111,86 mg/l

- BNA+decantor secundar: GE= 80%, Ci = 61,52 mg/l

Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005, conform creia css = 35 mg/l, se constat c valoarea obinut prin calcul este mai mica dect valoarea din NTPA 001/2005.




- coagulare - floculare: GE = 50%, Ci = 315 mg/l


-BNA+ decantor secunar: GE= 80%, Ci = 110,25 mg/l

Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005 conform creia = 25 mg/l, se constat c valoare obinut prin calcul este mai mica.






- BNA+ decantor secundar: GE= 80%, Ci = 116,55 mg/l







- BNA+decantor secundar: GE= 50%, Ci = 3,8 mg/l


1. Varianta C

Grtare/ siteCoagulare/FloculareDeznisipatorA.u

FiltruBiologicDecantor primar A.e.




- coagulare: GE = 60%, Ci = 279,65 mg/l


- Filtru biologic: GE= 75%, Ci = 61,52 mg/l

Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005, conform creia css = 35 mg/l, se constat c valoarea obinut prin calcul este mai mic dect valoarea din NTPA 001/2005.


- grtare/site: GE = 0%, Ci =350 mg/l


- coagulare: GE = 60%, Ci = 315 mg/l



Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005 conform creia = 25 mg/l, se constat c valoare obinut prin calcul este mai mic.















1. Varianta D

Filtru biologicDecantor primarGrtare/SiteDeznisipatorA.uA.e





- filtru biologic: GE= 75%, Ci =153,46 mg/l

Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005, conform creia css = 35 mg/l, se constat c valoarea obinut prin calcul este mai mare dect valoarea din NTPA 001/2005.


- grtare/site: GE = 0%, Ci = 350mg/l

- deznisipator: GE = 10%, Ci = 350mg/l


- filtru biologic: GE= 75%, Ci = 220,5 mg/l

Comparnd cu valoarea din NTPA 001/2005 conform creia = 25 mg/l, se constat c valoare obinut prin calcul este mai mare.


- grtare/site: GE = 0%, Ci = 370mg/l



- filtru biologicr: GE= 75%, Ci = 233,1mg/l





- decantor primar: GE = 5%, Ci = 14mg/l

- filtru biologic: GE= 75%, Ci = 13,3 mg/l


Variant tehnologic IndicatorA BCDNTPA001-2005

Cf solide n suspensie, mg/l15,3412,3015,3838,3635

Cf CBO5, , mg/l33,0722,0522,0555,1225

Cf CCOCr , mg/l34,0629,1323,3158,27125

Cf Azot, mg/l1,991,91,333,3210

n urma analizelor realizate, se adopt varianta epurrii mecano biologice cu filtru biologic, datorit faptului c asigur condiiile de deversare impuse de NTPA 001/2005 (varianta B).Din punct de vedere ecologic aceast variant este optim deoarece respect condiiile impuse de NTPA 001/2005 care reglementeaz valorile principalilor indicatori de calitate pentru receptorii n care se face deversarea.Varianta C este avantajoas din punct de vedere economic deoarece utilajele utilizate nu sunt scumpe, reactivi folosii sunt accesibili ca pre, iar consumul de energie nu este mare.Procedeele de epurarea mecano-biologic se bazeaz pe aciunea comun a proceselor mecanice i biologice i pot avea loc n condiii naturale sau n condiii artificiale prin filtrare biologic sau n bazine de aerare cu nmol activ de mic sau de mare ncrcare, cu aerare normal sau prelungit.

4.6. Elaborarea schemei bloc

21Apa uzat11+2Decantor secundarBazin cu nmol activDecantor primarCoagulare floculareDeznisipatorGrtare, siteApe uzate bruteSpre emisarNmol in exces (la decantoar primare)Apa din nmolNmol de recirculare (la BNA)BE

4.7. Materii prime, utiliti i auxiliare Materia prim reprezint un ansamblu de material destinat prelucrrii, ntr-o instalaie industrial, n vederea obinerii unui produs. Materia prim pentru staia de epurare o repezint apa uzat ce este supus epurrii nainte de a fi deversate n emisar.Apa uzat, folosit ca materie prim n staia de epurare rezultat din canalizarea municipal, poate fi menajer, industrial, pluvial sau din infiltraii. Materii chimici de epurare cum ar fi: agenii chimici de coagulare-floculare agenii chimici de egalizare.Nmolul activNmolul de recirculare acioneaz n bazine pentru epurarea apei i poate fi asemnat cu cel care constituie membrana de pe filtrele biologice. Clasificarea nmolurilor se poate face folosind diferite criterii. Astfel, din punctul de vedere al compoziiei chimice se deosebesc: nmoluri minerale, la care cantitatea de materii solide totale minerale depete 50% i nmoluri organice, la care cantitatea de materii solide totale organice depete 50%; din punctul de vedere al provenienei apei uzate, pot exista: nmoluri menajere,oreneti i industriale; din punctul de vedere al instalaiilor din care provin, se deosebesc: nmoluri din decantoarele primare, din decantoarele dup precipitarea chimic, din decantoarele secundare dup filtrele biologice, din decantoarele secundare dup bazinele cu nmol activ.Apa, aburul, aerul comprimat, gazele inerte i energia electric sunt uzual nglobate n denumirea de utiliti. Toate utilitile sunt considerate ca fcnd parte din sfera problemelor energetice ale unei ntreprinderi.Apa Funcie de utilizarea care se d apei se deosebesc mai multe categorii:apa tehnologic, apa de rcire, apa potabil, apa de incendiu, apa de nclzire. Apa de rcire poate proveni din fntni de adncime, temperatura ei se menine ntre 10 - 15C n tot timpul anului, sau apa de la turnurile de rcire, cnd se recircul, avnd temperatura n timpul verii de 25 - 30C. Pentru evitarea formrii crustei temperatura apei la ieire din aparate nu trebuie s depeasc 50C. Rcirile cu ap industrial se pot realiza pn la 35 - 40C.Apa ca agent de nclzire poate fi: - ap cald cu temperatura pn la 90C;- ap fierbinte, sub presiune pn la temperatura de 130-150C.Apa este un agent termic cu capacitate caloric mare, uor de procurat. Pentru nclzire se prefer apa dedurizat cu scopul evitrii depunerilor de piatr.AburulEste cel mai utilizat agent de nclzire i poate fi: abur umed, abur saturat, abur supranclzit. Aburul umed conine picturi de ap i rezult de la turbinele cu contrapresiune sau din operaiile de evaporare, ca produs secundar. Este cunoscut sub denumirea de abur mort. Aburul saturat este frecvent cunoscut ca agent de nclzire avnd cldura latent de condensare mare i coeficieni individuali de transfer de cldur mari. Temperatura aburului saturat poate fi reglat uor prin modificarea presiunii. nclzirea cu abur se poate realiza direct, prin barbotare, sau indirect, prin intermediul unei suprafee ce separ cele dou fluide. Aburul supranclzit cedeaz, n prima faz, cldur sensibil de rcire, pn la atingerea temperaturii de saturaie, cnd coeficientul individual de transfer de cldur este mic i apoi cldura latent prin condensare. Aerul comprimat n industria chimic, aerul comprimat poate fi utilizat n urmtoarele scopuri:- ca purttor de energie (pentru acionarea aparatelor de msur i de reglare, n atelierul mecanic);- pentru amestecare pneumatic;- ca materie prim tehnologic;- ca fluid inert pentru manipulri de produse, suflri;- pentru diferite scopuri (curirea utilajelor, uscare).Gazele inerte Se utilizeaz acolo unde, la manipularea unor materiale trebuie evitat contactul direct cu aerul, sau ca fluid pentru suflarea instalaiei la opriri, porniri sau in caz de avarie. De asemenea, gazele inerte sunt utilizate n operaia de uscare a unor materiale, amestecare.

Energia electricAceasta reprezint una din formele de energie cele mai folosite datorit uurinei de transport la distane mari i la punctele de consum i randamentelor mari cu care poate fi transformat n energie mecanic, termic sau luminoas.Energia electric transformat n energia mecanic este utilizat la acionarea electromotoarelor cu care sunt dotate diversele utilaje (pompe, ventilatoare, reactoare cu agitare mecanic). Energia electric este folosit i la nclzire prin transformare n cldur, folosind mai multe tehnici:- trecerea curentului prin rezistene electrice;- transformarea energiei electrice n radiaii infraroii;- folosirea curenilor de nalt frecven, medie i mic;- folosirea pierderilor dielectrice; Avantajul nclzirii electrice const n reglarea uoar a temperaturii, posibilitatea generrii nclzirii ntr-un punct, introducerea unei cantiti mari de cldur ntr-un volum mic, realizarea unei nclziri directe, fr impurificarea mediului i la orice presiune.4.8. Subproduse materiale i energetice, deeuriNmolul activ n excesReprezint cantitatea de nmol activ care nu mai este necesar procesului de epurare, fiind exprimat n kg MTS evacuate zilnic din instalaia de epurare; poate fi exprimate i n volume de nmol cnd se ia n considerare i umiditatea acestuia de 98,5-99,5%.Cantitatea de nmol n exces depinde de mai muli factori, dintre care ponderea cea mai mare o reprezint cantitatea de CBO5 din apa uzat la care se adaug factorul privind meninerea concentraiei constante a nmolului activ n bazinul de aerare.Este tiut c nmolul activ de recirculare i mrete nencetat volumul, prin proliferarea microorganismelor datorit hranei asigurat de apa uzat nou sosit n bazin. Cantitatea de nmol de exces care trebuie evacuat, pentru a menine constant cantitatea de nmol de recirculare, se estimeaz la 1,5-3,0% din cantitatea de ap uzat care intr n aerotanc. Nmolul activ n exces poate fi trimis, spre tratare, n rezervoarele de fermentare metanic, dup ce n prealabil a fost supus unui proces de reducere a umiditii n bazine speciale numite ngrotoare de nmol. Daca schema tehnologic a staiei de epurare prezint un amplasament corespunztor, se recomanda ca acest nmol s fie pompat ntr-un cmin din faa decantoarelor primare, prezentnd urmtoarele avantaje:- creterea eficienei decantoarelor primare, deoarece flocoanele de nmol activ au efectul unui coagulant;- amestecul celor dou feluri de nmoluri conine mai puin ap i n consecin volume reduse de nmol vor fi dirijate spre rezervoarele de fermentare, eliminnd necesitatea obligatorie a ngrotorului de nmol [Dima,1998]. Deeuri menajere rezultate din staiile de epurare: ambalaje, hrtie, recipientele de la reactivi etc.

5. PROIECTAREA TEHNOLOGIC A UTILAJELOR5.1.Debite de calcul i de verificare utilizate n staiile de epurare municipaleAceste debite de calcul i verificare sunt specifice fiecrei trepte din procesul de epurare a apei uzate.Valorile acestora sunt prezentate n urmtorul tabel:UtilajeDebit de calculDebit de verificare

Grtare / siteQc = 2Qmax,orar=0,47m3/sQv = Qmin, orar=0,235m3/s

DeznisipatorQc = 2Qmax, orar=0,7m3/sQv = Qmin, orar=0,235m3/s

Decantor primarQc = Qmax, zi=0,325m3/sQv = 2Qmax, orar=0,47m3/s

BNAQc = Qmax, zi=0,325m3/sQv = Qmax, orar=0,350m3/s

Decantor secundarQc =Qmax, zi=0,325m3/sQv = Qmax, orar=0,350m3/s

5.2 Calculul utilajelor din cadrul treptei mecanice de epurare (grtare, deznisipator, bazin de egalizare, decantor primar)

5.2.1 Grtaren conformitate cu STAS 12431 / 1986, se prevede la toate staiile de epurare indiferent de sistemul de canalizare adoptat i independent de procesul de intrare a apei n staia de epurare (curgere garvitaional sau compact). n acest caz grtarele se prevd naintea staiei de pompare. Scopul grtarelor este de a reine corpurile plutitoare i suspensiile mari din apele uzate pentru a proteja mecanismele i utilajele din staia de epurare i a reduce pericolul de colmatare a canalelor de legtur dintre obiectivele staiei de epurare. n general, se construiesc sub forma unor panouri metalice plane sau curbe n interiorul crora se sudeaz bare de oel paralele prin care sunt trecute apele uzate.n cazul unor debite mari de ape uzate, grtarele se consider c sunt prevzute cu sisteme de curgere mecanic cu o nclinare de 45 950C. Aceste grtare sunt amplasate n camere speciale care prezint o supralrgire a canalului din amonte sub un unghi de raportare de 900 pentru a se evita formarea de cureni turbionari. Pentru evitarea colmatrii este prevzut un canal de ocolire (by - pass) care asigur evacuarea apelor uzate fr a inunda camera grtarelor i zonele din vecintatea lor.Barele cele mai frecvent folosite sunt cele de seciune dreptunghiular (10x40mm sau 8x60mm), dimensiunea minim fiind aezat normal pe direcia de parcurgere a apei. Pentru a reduce mrimea pierderilor hidraulice la trecerea apei prin grtar, se recomand rotunjirea muchiilor barelor. n unele situaii se poate accepta soluia cu bare cu seciune rotund care, sub aspect hidraulic, prezint rezistene minime, n schimb sunt dificile de curat n timpul exploatrii.Grtarele rare ndeplinesc, de obicei, rolul de protecie a grtarelor dese mpotriva corpurilor mari plutitoare. Distana ntre barele acestui grtar variaz n limitele 50-100mm. Grtarele sunt alctuite din bare metalice ce pot fi, funcie de distana dintre bare cu deschidere mic (1,5-2,5 cm) i cu deschidere mare (2,5-5 cm). Grtarele dese prezint deschiderile dintre bare de 16-20 mm, cnd curirea lor este manual, i de 25-60 mm, cnd curirea lor este mecanic. Cele din faa staiilor de pomapare a apelor uzate brute au interspaiile de 50-150 mm.

Grtarele cu curire manual se utilizeaz numai la staiile de epurare mici cu debite pana la 0,1, care deservesc maximum 15 000 locuitori. Curirea se face cu greble, cngi, lopei, etc., iar pentru uurarea exploatrii se vor prevedea platforme de lucru la nivelul prii superioare a grtarului, laimea minim a acestora fiind de 0,8 m. Avnd n vedere variaiile mari de debite ce se nregistreaz n perioadele ploioase sau uscate de-a lungul unui an, exploatarea va fi mult uurat dac se prevd 2 panouri de grtare aferente debitelor respective.Grtarul cu curire mecanic constituie soluia aplicat la staiile de epuarare ce deservesc peste 15 000 locuitori, deoarce, n afar de faptul c elimin necesitatea unui personal de deservire continu, asigur condiii bune de curgere a apei prin interspaiile grtarului fr a exista riscul apariiei mirosurilor neplcute n zon.Spre deosebire de grtarele cu curire manual unde nu se prevd panouri, grtare de rezerv, la cele cu curire mecanic este necesar s se prevad minimum un grtar de rezerv. Curirea grtarului este realizat de cele mai multe ori cu grable mecanice care se deplaseaz prin deschizturile barelor grtarului prin intermediul unor lanuri sau cabluri.

Laimea grtarelor este limitat, ceea ce presupune adoptarea de mai multe compartimente n camera grtarelor. Fiecare compartiment va fi prevzut cu stavile de nchidere pentru a permite repararea grtarelor i a mecanismelor de curire. n cazul cnd depunerile reinute pe grtare depesc cantitatea de 0,1, iar procedeul de curire este mecanizat, se vor pervedea obligatoriu utilaje pentru tocarea (frmiarea) acestor depuneri. n afar de grtarele plane, se pot folosi i grtare curbe cu curire mecanic, care se compun dintr-un schelet metalic ncastrat n beton, prevzut cu dou greble care cur, prin intermiten gratarul.Distana dintre barele panoului se consider de 16 mm, iar viteza apei printre bare variaz ntre 0,8 si 1,1m/s.Dimensionarea grtarului se face n funcie de debitul apei uzate, de mrimea interspaiilor adoptate ntre barele grtarului i de limea barelor metalice din care se execut panouri-grtar. Viteza recomandat de curgere a apei prin camera grtarelor este ntre 60 100 cm/s. Se va avea n vedere c viteza apei prin grtar, din condiia de a nu se antrena depunerile prin interspaiile grtarului, s nu depeasc 0,7 m/s la debitul zilnic mediu i de maximum 1,2 m/s pentru debitul orar maxim.n amonte de grtar, limita maxim a vitezei este 0,4 m/s la debitul minim al apelor uzate, iar limita maxim este de 0,9 m/s corespunztoare debitelor maxime i a celor pe timp de ploaie (aceste limite de viteze nu vor permite depunerea materiilor n suspensie pe radierul camerei grtarului).

Dimensionarea grtarelor1. Debite de calcul i de verificare ale grtarelor1. Debite de calcul : Qc = 0,47 m3/s Qv = 0,235 m3/s1. Se specific gradul de reinere a solidelor: GE = 3%1. Viteza apei uzate prin interspaiile grtarului variaz ntre 0,7 1 m/s. Se adopt vg = 0,8 m/s1. Caracteristicile grtarelor din tehnologia de epurare:1. Limea barelor : s = 10mm1. Coeficientul de form a barelor : = 1,831. Distana dintre bare : b = 20mm1. Unghiul de nclinare : = 75C1. Viteza n amonte de grtar trebuie s varieze ntre 0,4 0,6 m/s i n condiii de precipitaii abundente poate varia ntre 0,4 0,9 m/s. Aceast vitez se poate calcula cu relaia:unde:Qc debit de calcul;Bc = 2 m nlimea grtarului;Hmax nlimea lichidului n amonte de grtar. Aceasta variaz ntre 0,25 0,65 m. Vom adopta hmax = 0,4 m.1. Se calculeaz suma limilor interspaiilor dintre bare:

1. Se calculeaz numrul de bare:

unde:c limea pieselor de prindere a barelor grtarului. Se adopt 0,3 m.1. Se verific viteza apei n amonte de grtar:

unde: R- raza hidraulic

j = panta grtarului;j = 0,5 mm.

1. Se calculeaz pierderea de sarcina pe grtar

B* - coeficient de form al barelor; B* = 1,83 m.

5.2.2 Deznisipatoare Se prezint sub form unor bazine speciale din beton unde sunt reinute suspensiile granulare sub form de particule discrete care sedimenteaz independent unele de altele cu o vitez constant.Aceast vitez depinde de forma, mrimea i greutatea particulei. n compoziia acestor depuneri predomin particulele de origine mineral, n special nisipurile antrenate de apele de canalizare de pe suprafaa centrelor populate, motiv pentru care se numesc deznisipatoare. Necesitatea tehnologic este justificat de protecia instalaiilor mecanice n micare mpotriva aciunii abrazive a nisipului, de reducerea volumelor utile ale rezervoarelor de fermentare a nmolului organic ocupate cu acest material inert, precum i pentru a evita formarea de depuneri pe conductele sau canalele de legatur care pot modifica regimul hidraulic al influentului.Ampalsamentul deznisipatoarelor se va prevedea de la nceputul liniei tehnologice de epurare mecanic a apelor uzate, imediat dup grtare, poate s fie precedat i de staia de pompare, cu condiia ca aceasta s fie echipat cu pompe elicoidale de tip melc.n funcie de modul de curire a depunerilor, se deosebesc deznisipatoare cu curire manual i deznisipatoare cu curire mecanic i curire hidraulic.n deznisipatoare sunt reinute i cantiti mici de materii organice antrenate de particule minerale sau depuse mpreun cu acestea, mai ales la viteze mici. Sunt reinute particulele de nisip, cu diametrul mai mare de 0,2-0,3 mm pn la maxim 1 mm. Eficiena deznisipatoarelor scade n cazul n care particulele prezint dimensiuni mai mici de 0,2 mm (50% din cantitatea total).Se va dimensiona un deznisipator orizontal tip canal, limea acestuia este puin mai mare ca cea a canalelor apei uzate n staie.Au forma n plan, dreptunghiular, cu raportul L/l=10-15, fiind prevzut cu dou sau mai multe compartimente. La proiectarea deznisipatoarelor orizontale trebuie s se stabileasc dimensiunile corespunzatoare realizrii unei eficiene ct mai mari n sedimentarea suspensiilor granulare. O influen hotrtoare a eficienei n deznisipator o are suprafaa bazinului de sedimentare a deznisipatorului i nu adncimea lui. Dup direcia de micare a apei, n aceste bazine se deosebesc deznisipatoare orizontale cu micarea apei n lungul bazinului i deznisipatoare verticale unde micarea apei se face pe vertical.Se mai numesc i deznisipatore tip canal deoarece limea lor este puin mai mare fa de cea a canalului de intrare a apelor uzate brute n staie. Pantru debite mici se preconizeaz bazine alctuite din dou compartimente separate prin stvilare care permit funcionarea lor prin intermiten. n acest mod se asigur condiii pentru curirea manul a fiecrui compartiment, avnd n vedere faptul c nisipul este reinut la suprafaa unui material drenant sub care se prevede un dren comandat de o van. Apa rezultat de la golirea compartimentului ce urmeaz a fi curat este dirijat napoi n staie. n seciunea transversal, fiecare canal are form dreptunghiular, iar radierul are o pant de 0,02-0,05 n sens invers direciei de micare a apei.

Evacuarea manual a nisipurilor este admis numai pentru cantiti de pn la 0,5 . n acest scop se cur nisipul de pe radier cu unelte terasiere, iar ndepartarea lui se face prin relee de loptare sau benzi transportoare. n general deznisipatoarele sunt de 3 tipuri, funcie de sistemul de curare: 1. deznisipatoare cu o curire manual,1. deznisispatoare cu curire hidraulic,1. deznisispatoare cu curire mecanic.Proiectarea deznisipatoarelor orizontale const n stabilirea formei i dimensiunilor interioare ale bazinului, n dimensionarea instalaiilor de evacuare a depunerilor i n dimensionarea dispozitivelor pentru meninerea unei viteze constante a apei n deznisipator. Se va proiecta un deznispator orizontal tip canal pentru care raportul dintre lungime i lime variaz ntre 10-15. n acest deznisipator curgerea are loc pe direcie orizontal, viteza de curgere fiind dependent de modalitatea de distribuie a influentului, dimensiunea bazinului i modalitatea de evacuare a apei din deznisipator.Viteza orizontal a apei n bazin este n strns dependen de viteza critic la care este antrenat materialul depus pe radierul deznisipatorului. Prin cercetri experimentale ndelungate s-a ajuns la concluzia c viteza orizontal a apei trebuie sa fie mai mic sau egal cu viteza critic la care apa uzat antreneaz suspensiile depuse pe fundul bazinului. Valoarea maxim a acestei viteze orizontale este de 0,3 m/s corespunzatoare debitului orar maxim, iar valoarea minim este de 0,05 m/s pentru debitul orar minim.Dimensionarea deznisipatoruluia) Debite de calcul si de verificare Gradele de epurare pentru solide n deznisipator sunt cuprinse ntre 25 45%. Vom alege 7%.Debite de calcul: Qc = 0,47 m3/sDebite de verificare: Qv = 0,235 m3/s

Pentru dimensionarea deznisipatorului, sunt importante ariile urmtoare:1. Aria orizontal a deznisipatorului : 1. L lungimea deznisipatorului;1. B latimea deznisipatorului;1. Vs viteza de sedimentare.1. Aria transversala a deznisipatorului:

1. H inaltimea deznisipatorului;1. Va viteza apei in deznisipator.

b) Se calculeaza volumul util al deznisipatorului: 1. Tdez timpul de deznisipare care variaza intre 30 50 s. Se adopta 50 s.c) calculul suprafetei orizontale:

1. = 1,5 coeficient ce tine seama de regimul de curgere;1. vs = 2,3 cm/s (se adopta).Incarcarea superficiala: d) Calculul ariei transversale:va = 0,05 0,3 m/s, functie de diametrul particulei de nisip. Se adopta va = 0,15 m/s.1. Se calculeaza lungimea si latimea deznisipatorului: 1. Se calculeaza inaltimea deznisipatorului: 1. Se imparte deznisipatorul intr-un numar de canale de deznisipare separate iar latimea unui compartiment canal b1 trebuie sa fie cuprinsa intre 0,6 2 m, iar in cazuri extreme poate fi cuprinsa intre 3 6 m. Se adopta b1 = 1,4 m. Numarul de compartimente va fi:

5.2.3 Decantorul primar Decantorul este un bazin deschis n care se separ substanele insolubile mai mici de 0,20 mm, care n majoritatea lor, se prezint sub form de particule floculente, precum i substanele uoare care plutesc la suprafaa apei.n funcie de gradul necesar de epurare a apelor uzate, procesul de decantare este folosit, fie n scopul prelucrrii preliminare a acestora naintea epurrii lor n treapta biologic, fie ca procedeu de epurare final, dac n conformitate cu condiiile sanitare locale se impune numai separarea suspensiilor din apele uzate.Dupa direcia de micare a apei uzate n decantoare, acestea se mpart n dou grupe: decantoare orizontale i decantoare verticale. O variant a decantoarelor orizontale sunt decantoarele radiale. n decantoarele orizontale apele uzate circul aproape orizontal. n cele verticale apa circul de jos n sus, iar n cele radiale apa se deplaseaz de la centru spre periferie, cu aproximativ aceeai nclinare fa de orizontal ca i la decantoarele orizontale.Dup amplasarea lor n staia de epurare, se deosebesc: decantoare primare, amplasate nainte de instalaiile de epurare biologic i care au drept scop s rein materiile n suspensie din apele brute; decantoare secundare, amplasate dup instalaiile de epurare biologic i care au drept scop s rein aa numitele nmoluri biologice, rezultate n urma epurrii n instalaii biologice.Dup modul de curire al depunerilor, se deosebesc: decantoare cu curire manual, decantoare cu curire hidraulic i decantoare cu curire mecanic.Randamentul sedimentrii particulelor floculente depinde de numeroi factori, cum ar fi: timpul de decantare, ncarcarea superficial sau viteza de sedimentare i accesul sau evacuarea ct mai uniform a apei din decantor. Pentru proiectarea decantoarelor sunt necesare studii privitoare la viteza de sedimentare sau de ridicare la suprafa a materiilor n suspensie, exprimat global prin ncarcarea superficial sau hidraulic. Conform STAS 4162/1-89, mrimea acestei ncrcri de suprafa variaz n funcie de concentraia iniial a materiilor n suspensie din apa uzat i de eficiena decantoarelor n ceea ce privete eliminarea suspensiilor. In scopul mririi eficienei de reducere a suspensiilor n decantorul primar se folosesc urmtoarele soluii tehnologice:1. creterea duratei de decantare;1. adugarea unor substane n suspensie care sedimenteaz usor;1. aerarea preliminar a apelor uzate care contribuie la formarea flocoanelor prin intesificarea numrului de contacte ale particulelor floculente.Ansamblul bazinelor de decantare trebuie s prevad cel puin dou compartimente n funciune cu dispozitive de separare. Un canal de ocolire va asigura scoaterea din funciune a fiecrei uniti de decantare.La alegerea dimensiunilor decantorului s-a avut n vedere c la suprafaa apei n bazinele largi se pot forma valuri datorit vntului, vor influena eficiena procesului de decantare. Decantoarele sunt de obicei construcii descoperite.

Decantorul primar orizontal longitudinalEste un bazin din beton armat cu forma n plan dreptunghiular, avnd lungimi cuprinse ntre 30 100 m i adncimi medii de 3.0 m. Acest bazin se construete separat sau n grupuri, n scopul obinerii unor reduceri ale suprafeelor de teren i economisirea volumelor de beton n perei, precum i pentru utilizarea n comun ale instalaiilor de curire. Radierul bazinului se execut cu o pant medie de 0.01 m, inversa sensului de curgere al apei, pentru o mai uoar alunecare a nmolului spre plnia de colectare situat la captul amonte al decantorului.Colectarea nmolului spre plnia de nmol se poate face mecanic prin mecanisme rzuitoare montate pe un crucior sau pe un lan fr sfrit, precum i manual, cu ajutorul hidromonitoarelor. Cnd se folosete rzuitorul mobil montat pe crucior, n faa cruciorului se prevede o lam pentru colectarea spumei i a substanelor grase care, plutesc la suprafaa apei, acestea fiind mpinse spre un jgheab pentru evacuarea materiilor plutitoare, fiind aezat la partea amonte a decantorului.ndeprtarea nmolului din plnie se face prin gravitaie (dac condiiile locale permit) folosind o conduct cu diametrul minim de 200 mm, sau prin pompare folosind o conduct de refulare cu un diametrul mai mare de 150 mm, precum i prin presiunea hidrostatic (cazul cel mai rspndit) diametrul minim al conductei fiind de 200 mm.O deosebit importan n ceea ce privete asigurarea unei eficiene maxime a decantoarelor orizontale, o reprezint, accesul uniform al apei n decantor. n acest scop se poate aplica soluia cu orificii prevzute cu deflectoare sau soluia numai prin perei gurii, orificiile fiind ndreptate ctre radier pentru ca prin schimbarea ulterioar a direciei de curgere a apei, s se asigure uniformizarea curentului pe toat nlimea apei n bazin.Forma i dimensiunile uzuale ale decantoarelor orizontale longitudinale sunt prezentate n STAS 4162/1-89.Dimensionarea decantoruluincrcarea superficial(m3/m2h)Adncimi medii ale decantorului (m)

22,53

122,53

1,41,61,82,25

1,71,251,41,75

Dimensionarea tehnologic const n stabilirea numrului i dimensiunilor geometrice ale decantoarelor n conformitate cu prevederile STAS 4162/89.

1. Debit de calcul: Qc = 0,47 m3/s; Qv = 0,235 m3/s;

Se adopt un grad de epurare pentru solide n suspensie de 45% i pentru CBO5 de 28%.b) Determinarea vitezei de sedimentare (vs), se face n funcie de eficiena sedimentrii, care se urmrete i de concentraia iniial a suspensiilor. n cazul acesta se adopt vs:vs = 1,5 m/h.=0,0004166 m/s

c) Se calculeaz ncrcarea hidraulic: Unde = 1,5 coeficient ce tine seama de regimul de curgere si GE;

1. Viteza de circulatie a apei prin decantor:va = 10mm/s = 0,01 m/s1. Timpul de stationare in decantor:ts = 1,5 2,5 h.Se adopta ts = 2h = 7200 s.1. Se calculeaza volumul spatiului de decantare: 1. Se calculeaza ariile transversale si orizontale:

1. Se calculeaza lungimea decantorului:L = va * ts = 0,01 * 7200 = 72 m1. Se calculeaza inaltimea totala a decantorului:H = Hs + Hu + Hd = 0,4+2,99+0,45=3,84 mHs inaltimea de siguranta a decantorului primar, 0,2 0,6 m; se adopta Hs = 0,4m;Hd inaltimea depuneril

tbe.docx

Documents