tehnogii de tratare si epurare a apei

PROIECT DE SEMESTRU2010

TRATAREA ŞI EPURAREA APELOR UZATE INDUSTRIALE

PROIECT


.

2010

1



CUPRINS

I. POLUAREA APEI...................................................................................................41.1. POLUAREA APELOR – DEFINIŢII.......................................................................................41.2. TIPURI DE POLUARE............................................................................................................51.3. PRINCIPALELE MATERII POLUANTE ŞI EFECTELE ACESTORA................................51.4. PRINCIPALELE SURSE DE POLUARE................................................................................7

1.4.1. Clasificarea surselor de poluare:........................................................................................7I. APE UZATE.......................................................................................................10

1.1. POLUAREA APELOR – DEFINIŢII.....................................................................................101.2. APE UZATE MENAJERE.....................................................................................................111.2. CONSIDERAŢII GENERALE PRIVIND CARACTERISTICILE CALITATIVE ŞI CANTITATIVE ALE APELOR UZATE INDUSTRIALE..........................................................111.3. CARACTERISTICILE PRINCIPALE ALE UNOR CATEGORII DE APE UZATE INDUSTRIALE..............................................................................................................................15

1.4.1. Debitele specifice pentru principalele categorii de ape uzate industriale........................201.4.2. Consideraţii generale privind epurarea apelor uzate industriale......................................21

II TRATARE A APELOR UZATE.........................................................................222.1. PROCESE UNITARE PENTRU EPURAREA APELOR UZATE INDUSTRIALE............22

III. DATE PROIECT................................................................................................303.1. DATE PENTRU PROIECT...................................................................................................303.2. ALEGERA METODEI DE TRATARE, FUNCŢIE DE CARACTERISTICILE APELOR UZATE...........................................................................................................................................31

IV. DETERMINAREA GRADULUI DE EPURARE NECESAR.......................324.1. NOŢIUNI GENERALE..........................................................................................................324.2. CALCULUL GRADULUI DE EPURARE............................................................................35

4.2.1. Calculul gradului de epurare pentru materii în suspensie:..............................................364.2.2. Calculul gradului de epurare necesar pentru substanţe organice (CBO5):.......................375.2.3. Determinarea gradului de epurare necesar funcție de oxigenul dizolvat........................384.2.4. Calculul gradului de epurare necesar pentru azot total....................................................40

V. ALEGEREA VARIANTEI TEHNOLOGICE OPTIME.................................415.1. VARIANTA NR. 1..................................................................................................................415.2. VARIANTA NR. 2..................................................................................................................425.3. VARIANTA NR. 3..................................................................................................................445.5. VARIANTA NR. 5..................................................................................................................465.6. ALEGEREA VARIANTEI TEHNOLOGICE OPTIME ŞI DESCRIEREA PROCESULUI ADOPTAT.....................................................................................................................................48

VI CALCULUL UTILAJELOR TEHNOLOGICE.............................................50Schema tehnologică a stației de epurare propuse pentru proiectare....................50

6.1. CALCULUL UTILAJELOR DIN CADRUL TREPTEI MECANICE DE EPURARE (GRĂTARE, DEZNISIPATOR, BAZIN DE EGALIZARE, DECANTOR PRIMAR)................51

7.1.1. Debite de calcul şi de verificare utilizate în instalaţiile de epurare municipale...............516.1.2. Grătare..............................................................................................................................516.1.3. Proiectarea deznisipatorului.............................................................................................56

2



6.1.5. Proiectarea decantorului primar.......................................................................................636.2. TREAPTA DE EPURARE BIOLOGICĂ.............................................................................66

6.2.1. Bazin cu nămol activ........................................................................................................666.2.2. Decantorul secundar.........................................................................................................72

VII CONCLUZII.......................................................................................................75BIBLIOGRAFIE.......................................................................................................80ANEXE.......................................................................................................................811. Tema în original......................................................................................................81

3



I. POLUAREA APEI

1.1. POLUAREA APELOR – DEFINIŢII

Apa înseamnă viaţă și din această cauză puritatea ei este un indicator esenţial al calităţii și existenţei ei pe acest pământ. Managementul şi protecţia mediului acvatic trebuie să constituie una din preocupările de bază ale umanităţii, fiind o condiţie esenţială a vieţii.

Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar poluarea acesteia este o problemă actuală cu consecinţe mai mult sau mai puţin grave asupra populaţiei.

Atât definiţiile poluării, cât şi subiectele încadrate în sintagma poluarea apelor au cunoscut o dinamică remarcabilă, în special în ultimii 50-70 de ani.

Referitor la evoluţia definiţiilor, se citează în continuare doar câteva dintre acestea: Adăugarea a ceva, orice, în apă – care provoacă modificarea calităţilor ei naturale astfel

încât proprietarii riverani nu mai dispun de apa oferită lor de râu în condiţii naturale (după legea engleză a apelor din 1952)

Din punct de vedere ştiinţific este poate mai uşor a privi poluarea ca pe o impuritate reală introdusă în curent, decât ca actul de introducere a ei, şi a defini poluarea ca incluzând orice care cauzează sau induce condiţii criticabile într-un curs de apă oarecare, afectând nefavorabil orice utilizare posibilă a ei (Klein L, 1962)

Apa se consideră poluată când i s-au alterat compoziţia sau condiţia astfel încât devine mai puţin potrivită pentru oricare sau toate funcţiunile şi scopurile pentru care ar fi fost adecvată în starea sa naturală (W.H.O., 1972)

Orice modificare, naturală sau artificială care în mod direct sau indirect, schimbă calitatea apei şi perturbă sau distruge echilibrul ecosistemelor şi resursele naturale, prin aceea că:a) provoacă pericole pentru sănătatea publică; b) deranjează obişnuinţele, eficienţa şi bunăstarea omului şi comunităţii sale şi c) afectează utilizabilitatea ei pentru orice folosinţă benefică actuală sau de perspectivă (Whitehead, P.G., Lack, T., 1982).

Prin poluare – impurificare, murdărire – a unei ape, se înţelege degradarea calităţilor fizice, chimice sau biologice ale acesteia, produsă direct sau indirect de activităţile umane sau procesele naturale; acestea fac ca apa să devină improprie pentru folosirea normală în scopurile în care ea era posibilă înainte de intervenţia poluării (Negulescu, M., Antoniu, R., Rusu, G., Cuşa, E., 1982).

Dacă prima definiţie are mai mult o conotaţie juridică, ultimele fac precizarea că şi modificările naturale defavorabile sunt încadrate în acelaşi context cu cele provocate de om. Astfel este extins impactul de la apa în sine, la ecosistemul acvatic în ansamblul său şi se poate afirma că acoperă trei puncte de vedere diferite: al resurselor naturale, al sănătăţii omului şi al environmentului.Efectele poluării resurselor de apă sunt complexe şi variate, în funcţie de natura şi concentraţia substanţelor impurificatoare. Rezolvarea acestor probleme ridicate de poluarea apei se realizează prin tratare, prin care se asigură condiţiile necesare pentru consum.

4



1.2. TIPURI DE POLUARE

Poluarea apelor poate fi naturală şi artificială.

Poluarea naturală se datorează surselor de poluare naturală, de exemplu în urma interacţiei apei cu atmosfera, când are loc o dizolvare a gazelor existente în aceasta sau se produce la trecerea apei prin roci solubile (când apa se încarcă cu diferite săruri), ca urmare a dezvoltării excesive a vegetaţiei şi vieţuitoarelor acvatice etc.

Poluarea artificială se datorează surselor de ape uzate de orice fel, apelor meteorice, nămolurilor, reziduurilor, navigaţiei etc.

Uneori se vorbeşte despre poluare controlată (organizată) şi necontrolată (neorganizată). Poluarea controlată se referă la cea care provine din ape uzate transportate prin reţeaua de canalizare şi evacuate în anumite puncte, stabilite prin proiecte; poluarea necontrolată provine din surse de murdărie care ajung în corpul de apă receptori pe cale naturală şi de cele mai multe ori prin intermediul apelor de ploaie. În această ordine de idei trebuie menţionate deşeurile animale, produsele petroliere din zonele de extracţie a ţiţeiului, gunoaielor etc.

Poluarea normală şi accidentală reprezintă categorii de impurificare, folosite deseori pentru a defini grupuri de surse de ape uzate. Poluarea normală provine din surse de poluare cunoscute, colectate şi transportate prin reţeaua de canalizare la staţia de epurare sau direct în receptor. Poluarea accidentală rezultă, de exemplu, ca urmare a dereglării unor procese industriale când cantităţi mari (anormale) de substanţe nocive ajung în reţeaua de canalizare, defectării unor obiecte din staţia de epurare sau a unor staţii de preepurare etc.

Se mai deosebeşte poluare primară şi secundară. Depunerea substanţelor în suspensie din apele uzate, evacuate într-un corpul de apă receptor, pe patul acestuia constituie o poluare primară; poluarea secundară începe imediat ce gazele rezultate în urma fermentării materiilor organice din substanţele în suspensii depuse, antrenează restul de suspensii şi le aduce la suprafaţa apei, de unde sunt apoi transportate în aval de curentul de apă.

1.3. PRINCIPALELE MATERII POLUANTE ŞI EFECTELE ACESTORA

Substanţele poluante introduse în ape din surse naturale şi artificiale sunt numeroase, producând un impact important asupra apelor de suprafaţă şi subterane.

Prejudiciile aduse mediului de substanţele poluante pot fi grupate în două mari categorii: prejudicii asupra sănătăţii publice şi prejudicii aduse unor folosinţe (industriale, piscicole, navigaţie, etc.).

Substanţele poluante pot fi clasificate, după natura lor şi după prejudiciile aduse, în următoarele categorii:

substanţele organice (de origine naturală sau artificială), reprezintă pentru apă poluantul principal. Substanţele organice de origine naturală (vegetală şi animală) consumă oxigenul din apă atât pentru dezvoltare, cât şi după moarte. Materiile organice consumă oxigenul din apă, în timpul descompunerii lor, într-o măsură mai mare sau mai mică, în funcţie de cantitatea de substanţă organică evacuată, provocând distrugerea fondului piscicol şi în general a tuturor organismelor acvatice. În acelaşi timp oxigenul mai este necesar şi proceselor aerobe de autoepurare, respectiv bacteriilor aerobe care oxidează substanţele organice şi care, în final, conduc la autoepurarea apei. Concentraţia de oxigen dizolvat normată, variază între 4 – 6 mg/dm3, în funcţie de categoria de folosinţă, coborârea sub această limită având ca efect oprirea proceselor aerobe, cu consecinţe foarte grave. Cele mai importante substanţe organice de origine naturală sunt ţiţeiul, taninul, lignina, hidraţii de carbon, biotoxinele marine ş.a. Substanţele organice – poluanţi artificiali, provin din prelucrarea diferitelor substanţe în cadrul rafinăriilor (benzină, motorină, uleiuri, solvenţi

5



organici ş.a), industriei chimice organice şi industriei petrochimice (hidrocarburi, hidrocarburi halogenate, detergenţi ş.a.).

substanţele anorganice, în suspensie sau dizolvate sunt mai frecvent întâlnite în apele uzate industriale. Dintre acestea se menţionează, în primul rând, metalele grele ( Pb, Cu , Zn , Cr ),

clorurile, sulfaţii etc. Sărurile anorganice conduc la mărirea salinităţii apelor, iar unele dintre ele pot provoca creşterea durităţii. Clorurile în cantităţi mari fac apa improprie alimentărilor cu apă potabilă şi industrială, irigaţiilor etc . Prin bioacumulare metalele grele au efecte toxice asupra organismelor acvatice, inhibând în acelaşi timp şi procesele de autoepurare. Sărurile de azot şi fosfor produc dezvoltarea rapidă a algelor la suprafaţa apelor. Apele cu duritate mare produc depuneri pe conducte, mărindu-le rugozitatea şi micşorându-le capacitatea de transport şi de transfer a căldurii.

materialele în suspensie, organice sau anorganice, se depun pe patul emisarului formând bancuri care pot împiedica navigaţia, consumă oxigenul din apă dacă materiile sunt de origine organică, determină formarea unor gaze urât mirositoare. Substanţele în suspensie plutitoare, cum ar fi ţiţeiul, produsele petrolifere, uleiul, spuma datorată detergenţilor, produc prejudicii emisarului. Astfel, ele dau apei un gust şi miros neplăcut, împiedică absorbţia oxigenului la suprafaţa apei şi deci autoepurarea, se depun pe diferite instalaţii, colmatează filtrele, sunt toxice pentru fauna şi flora acvatică, fac inutilizabilă apa pentru alimentarea instalaţiilor de răcire, irigaţii, agrement etc.

substanţele toxice, nu pot fi reţinute de instalaţiile de tratare a apelor şi o parte din ele pot ajunge în organismul uman, provocând îmbolnăviri. Aceste materii organice sau anorganice, câteodată chiar în concentraţii foarte mici, pot distruge în scurt timp flora şi fauna receptorului.

substanţele radioactive, radionuclizii, radioizotopii şi izotopii radioactivi sunt unele dintre cele mai periculoase substanţe toxice. Evacuarea apelor uzate radioactive în apele de suprafaţă şi subterane prezintă pericole deosebite, datorită acţiunii radiaţiilor asupra organismelor vii. Efectele substanţelor radioactive asupra organismelor depind atât de concentraţiile radionuclizilor, cât şi de modul cum acestea acţionează, din exteriorul sau din interiorul organismului, sursele interne fiind cele mai periculoase.

substanţele cu aciditate sau alcalinitate pronunţată, evacuate cu apele uzate, conduc la distrugerea florei şi faunei acvatice, la degradarea construcţiilor hidrotehnice, a vaselor şi instalaţiilor necesare navigaţiei, împiedică folosirea apei în agrement, irigaţii, alimentări cu apă etc. De exemplu, toxicitatea acidului sulfuric pentru faună depinde de valoarea pH-ului, peştii murind la un pH = 4, 5. Hidroxidul de sodiu, folosit în numeroase procese industriale, este foarte solubil în apă şi măreşte rapid pH-ul, respectiv alcalinitatea apei, producând numeroase prejudicii diferitelor folosinţe ale apelor. Astfel, apele receptorilor care conţin peste 25 mg/l NaOH, distrug fauna piscicolă.

coloranţii, proveniţi îndeosebi de la fabricile de textile, hârtie, tabăcării etc, împiedică absorbţia oxigenului şi desfăşurarea normală a fenomenelor de autoepurare şi a celor de fotosinteză.

energia calorică, caracteristică apelor calde de la termocentrale şi de la unele industrii, aduce numeroase prejudicii în alimentarea cu apă potabilă şi industrială şi împiedică dezvoltarea florei şi faunei acvatice. Datorită creşterii temperaturii apelor scade concentraţia de oxigen dizolvat, viaţa organismelor acvatice devenind dificilă.

microorganismele de orice fel, ajunse în apa receptorilor, fie că se dezvoltă necorespunzător, fie că dereglează dezvoltarea altor microorganisme sau chiar a organismelor vii. Microorganismele provenite de la tăbăcării, abatoare, industria de prelucrare a unor produse vegetale, sunt puternic vătămătoare, producând infectarea emisarului pe care îl fac de neutilizat.

6



1.4. PRINCIPALELE SURSE DE POLUARE

Sursele de poluare sunt în general aceleaşi pentru cele două mari categorii de receptori: apele de suprafaţă (fluvii, râuri, lacuri etc.) şi apele subterane (straturi acvifere, izvoare etc. ) .

Impurificarea apelor de suprafaţă sau subterane este favorizată de următoarele caracteristici ale apei:

- starea lichidă a apei la variaţii mari de temperatură, ceea ce face ca ea să antreneze în curgerea sa diferite substanţe impurificatoare ;

- apa este un mediu propice pentru realizarea a numeroase reacţii fizico-chimice (ca de exemplu dizolvarea unor substanţe naturale sau artificiale, sedimentarea suspensiilor etc.);

- faptul că în natură apa se găseşte sub forme diferite (inclusiv gaze şi vapori) îi măreşte sensibil domeniul de aplicare;

- apa este unul din factorii indispensabili vieţii pe pământ . Sursele de poluare pot fi împărţite în două categorii distincte:

- surse organizate, care produc murdărirea în urma evacuării unor substanţe în ape prin intermediul unor instalaţii destinate acestui scop, cum ar fi canalizări, evacuări de la industrii sau crescătorii de animale etc.;

- surse neorganizate, care produc murdărirea prin pătrunderea necontrolată a unor substanţe în ape.

1.4.1. Clasificarea surselor de poluare: După acţiunea lor în timp:

- surse de poluare permanente; - surse de poluare nepermanente; - surse de poluare accidentale.

După modul de generare a poluării, sursele de poluare pot fi împărţite în: - surse de poluare naturale; - surse de poluare artificiale, datorate activităţii omului, care, la rândul lor, pot fi

subdivizate în ape uzate şi depozite de deşeuri.

Referitor la apele subterane, sursele de impurificare provin din: - impurificări cu ape saline, gaze sau hidrocarburi, produse ca urmare a unor lucrări

miniere sau foraje; - impurificări produse de infiltraţiile de la suprafaţa solului a tuturor categoriilor de ape

care produc în acelaşi timp şi impurificarea surselor de suprafaţă; - impurificări produse în secţiunea de captare, din cauza nerespectării zonei de protecţie

sanitară sau a condiţiilor de execuţie.

Surse de poluare naturale

Sursele naturale de poluare a apelor sunt, în cea mai mare parte a lor, surse cu caracter permanent. Ele provoacă adesea modificări importante ale caracteristicilor calitative ale apelor, influenţând negativ folosirea lor. Cu toate că, în legătură cu aceste surse, termenul de poluare este oarecum impropriu, el trebuie considerat în sensul pătrunderii în apele naturale a unor cantităţi de substanţe străine, care fac apele respective improprii folosirii.

Principalele condiţii în care se produce poluarea naturală a apelor sunt: - trecerea apelor prin zone cu roci solubile (zăcăminte de sare, de sulfaţi) constituie

7



principala cauză de pătrundere a unor săruri, în cantităţi mari, în apele de suprafaţă sau în straturile acvifere. Un caz deosebit îl reprezintă rocile radioactive, care pot duce la contaminarea unor ape de suprafaţă sau subterane;

- trecerea apelor de suprafaţă prin zone cu fenomene de eroziune a solului provoacă

- impurificări prin particulele solide antrenate, în special dacă solurile sunt compuse din particule fine, cum sunt cele din marne şi argilă, care se menţin mult timp în suspensie;

- vegetaţia acvatică, fixă sau flotantă, în special în apele cu viteză mică de scurgere şi în lacuri, conduce la fenomene de impurificare variabile în timp, în funcţie de perioadele de vegetaţie;

- vegetaţia de pe maluri produce şi ea o impurificare, atât prin căderea frunzelor, cât şi prin căderea plantelor întregi. Elementele organice sunt supuse unui proces de putrezire şi descompunere, care conduce la o impurificare a apelor, în special în perioade de ape mici sau sub pod de gheaţă.

Sursele de poluare accidentală naturale sunt în general rare, ele datorându-se în special unor fenomene cu caracter geologic. Ca exemple de acest tip pot fi enumerate pătrunderea unor ape puternic mineralizate în straturile subterane sau în apele de suprafaţă, în urma unor erupţii sau altor activităţi vulcanice, a deschiderii unor carsturi, a deschiderii unor noi căi de circulaţie a apei subterane prin spălarea unor falii etc.

Surse de poluare artificială

Principala sursă de poluare permanentă o constituie apele uzate reintroduse în receptori după utilizarea apei în diverse domenii. După provenienţa lor, există următoarele categorii de ape uzate:

Ape uzate orăşeneşti. Aceste ape reprezintă un amestec de ape provenite de la gospodării şi de la industriile – de obicei locale – din aglomeraţia respectivă; de aceea în aceste ape se pot găsi aproape toate tipurile de poluanţi menţionaţi anterior, producerea acestora depinzând de la caz la caz. Ape uzate industriale. Aceste ape apar ca atare numai în cazul industriilor mai importante, acestea fiind de cele mai multe ori tratate separat în staţii de epurare proprii industriei respective. Numărul de poluanţi pentru o anumită industrie este de obicei restrâns, de exemplu, apele uzate provenite din industria alimentară conţin ca poluant principal materiile organice, apele provenite de la spălătoriile de cărbuni, materiile anorganice sub formă de suspensii etc. Ape uzate de la crescătoriile de animale şi păsări. Aceste ape au în general caracteristicile apelor uzate provenite de la gospodării, poluantul principal fiind materiile organice. Ape uzate de la campinguri, locuri de agrement, terenuri de sport etc. Aceste ape au de obicei caracterul apelor uzate gospodăreşti. Ape uzate meteorice. Aceste ape înainte de a ajunge pe sol sunt curate din toate punctele de vedere; după ajungerea lor pe sol acestea antrenează atât ape uzate de diferite tipuri, cât şi deşeuri, îngrăşăminte minerale, pesticide etc., astfel încât, în momentul ajungerii in receptor pot conţine un număr mare de poluanţi. Ape uzate radioactive. Aceste ape conţin ca poluant principal substanţa sau substanţele radioactive rezultate de la prelucrarea transportul şi utilizarea acestora. Datorită măsurilor speciale de protecţie, apele uzate ca şi deşeurile radioactive sunt tratate în mod special pentru a se evita orice fel de contaminare a mediului înconjurător. Ape uzate calde. Aceste ape conţin de obicei un singur poluant, energia calorică a cărui provenienţă a fost arătată anterior.

8



Ape uzate provenite de la navele maritime sau fluviale, conţin impurităţi deosebit de nocive cum ar fi: reziduuri lichide şi solide, pierderi de combustibil, lubrifianţi etc.

Depozitele de deşeuri sau de diferite reziduuri solide, aşezate pe sol, sub cerul liber, în halde sunt amplasate şi organizate neraţional constituie o sursă importantă de impurificare a apelor. Impurificarea poate fi produsă prin antrenarea directă a reziduurilor în apele curgătoare de către precipitaţii sau de către apele care se scurg, prin infiltraţie, în sol.

Deosebit de grave pot fi cazurile de impurificare provocată de haldele de deşeuri amplasate în albiile majore ale cursurilor de apă şi antrenate de viiturile acestora.

Cele mai răspândite depozite de acest fel sunt cele de gunoaie orăşeneşti şi de deşeuri solide industriale, în special cenuşa de la termocentralele care ard cărbuni, diverse zguri metalurgice, steril de la preparaţiile miniere, rumeguş şi deşeuri lemnoase de la fabricile de cherestea etc. De asemenea, pot fi încadrate în aceeaşi categorie de surse de impurificare depozitele de nămoluri provenite de la fabricile de zahăr, de produse clorosodice sau de la alte industrii chimice, precum şi cele de la staţiile de epurare a apelor uzate.

Deşeurile de la rampele de gunoi, vidanjare, cimitire umane si animale etc. ajung în receptor în principal, antrenate de apele de ploaie. Poluanţii conţinuţi în aceste deşeuri sunt de tipuri foarte diferite.

Mai pot fi amintite şi surse de poluare accidentală, dar ele sunt în marea lor majoritate legate de probleme de risc industrial. Îngrăşăminte minerale, pesticidele pentru agricultură etc. Acestea ajung în receptor prin intermediul apelor de ploaie; sunt foarte periculoase în cazul receptorilor cu debite mici.

Aceste ape rezultate după folosirea apei în diverse scopuri, gospodăreşti sau industriale, se caracterizează prin aceeaşi indicatori fizico-chimici ca şi apele de suprafaţă, indicatorii specifici caracterizării apelor uzate fiind raportaţi la numărul de locuitori şi zi.

Compoziţia apelor uzate depinde de provenienţa acestora clasificându-se în ape uzate menajere şi ape uzate industriale.

Evacuarea apelor uzate industriale în reţeaua de canalizare orăşenească sau în receptori este, într-o oarecare măsură, diferită de cea a apelor uzate orăşeneşti, în principal, datorită caracteristicilor fizico-chimice şi biologice diferite.

9



I. APE UZATE

1.1. POLUAREA APELOR – DEFINIŢII

Apa înseamnă viaţă și din această cauză puritatea ei este un indicator esenţial al calităţii și existenţei ei pe acest pământ. Managementul şi protecţia mediului acvatic trebuie să constituie una din preocupările de bază ale umanităţii, fiind o condiţie esenţială a vieţii.

Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar poluarea acesteia este o problemă actuală cu consecinţe mai mult sau mai puţin grave asupra populaţiei.

Atât definiţiile poluării, cât şi subiectele încadrate în sintagma poluarea apelor au cunoscut o dinamică remarcabilă, în special în ultimii 50-70 de ani.

Referitor la evoluţia definiţiilor, se citează în continuare doar câteva dintre acestea: Adăugarea a ceva, orice, în apă – care provoacă modificarea calităţilor ei naturale astfel

încât proprietarii riverani nu mai dispun de apa oferită lor de râu în condiţii naturale (după legea engleză a apelor din 1952)

Din punct de vedere ştiinţific este poate mai uşor a privi poluarea ca pe o impuritate reală introdusă în curent, decât ca actul de introducere a ei, şi a defini poluarea ca incluzând orice care cauzează sau induce condiţii criticabile într-un curs de apă oarecare, afectând nefavorabil orice utilizare posibilă a ei (Klein L, 1962)

Apa se consideră poluată când i s-au alterat compoziţia sau condiţia astfel încât devine mai puţin potrivită pentru oricare sau toate funcţiunile şi scopurile pentru care ar fi fost adecvată în starea sa naturală (W.H.O., 1972)

Orice modificare, naturală sau artificială care în mod direct sau indirect, schimbă calitatea apei şi perturbă sau distruge echilibrul ecosistemelor şi resursele naturale, prin aceea că:a) provoacă pericole pentru sănătatea publică; b) deranjează obişnuinţele, eficienţa şi bunăstarea omului şi comunităţii sale şi c) afectează utilizabilitatea ei pentru orice folosinţă benefică actuală sau de perspectivă (Whitehead, P.G., Lack, T., 1982).

Prin poluare – impurificare, murdărire – a unei ape, se înţelege degradarea calităţilor fizice, chimice sau biologice ale acesteia, produsă direct sau indirect de activităţile umane sau procesele naturale; acestea fac ca apa să devină improprie pentru folosirea normală în scopurile în care ea era posibilă înainte de intervenţia poluării (Negulescu, M., Antoniu, R., Rusu, G., Cuşa, E., 1982).

Dacă prima definiţie are mai mult o conotaţie juridică, ultimele fac precizarea că şi modificările naturale defavorabile sunt încadrate în acelaşi context cu cele provocate de om. Astfel este extins impactul de la apa în sine, la ecosistemul acvatic în ansamblul său şi se poate afirma că acoperă trei puncte de vedere diferite: al resurselor naturale, al sănătăţii omului şi al environmentului.Efectele poluării resurselor de apă sunt complexe şi variate, în funcţie de natura şi concentraţia substanţelor impurificatoare. Rezolvarea acestor probleme ridicate de poluarea apei se realizează prin tratare, prin care se asigură condiţiile necesare pentru consum.

10



1.2. APE UZATE MENAJERE

Apele uzate menajere provin din satisfacerea nevoilor gospodăreşti de apă ale centrelor populate, precum şi a nevoilor gospodăreşti, igienico-sanitare şi social administrative ale unităţilor industriale mici.

Apele uzate menajere au o compoziţie relativ constantă, dependentă orar de activitatea umană. În tabelul 2.1 sunt prezentate valorile medii ale caracteristicilor specifice ale apelor uzate menajere. Tabelul 2.1.1: Compoziţia medie a apelor uzate menajere

Caracteristici g / loc.zi mg / lSubstanţe solide totale: 250 655- substanţe minerale 105 275- substanţe volatile 145 380Suspensii sedimentabile: 54 140- minerale 15 40- volatile 39 100Suspensii nesedimentabile (plutitoare): 36 95- minerale 10 25- volatile 26 70Substanţe dizolvate 160 420- minerale 80 210- volatile 80 210Consumul biochimic de oxigen CBO5 54 140Consumul chimic de oxigen CCO-Mn 57 150

1.2. CONSIDERAŢII GENERALE PRIVIND CARACTERISTICILE CALITATIVE ŞI CANTITATIVE ALE APELOR UZATE INDUSTRIALE

Cunoaşterea procesului tehnologic industrial, în măsura în care aceasta conduce la stabilirea originii şi a caracteristicilor calitative ale apelor uzate, reprezintă una din condiţiile de bază pentru o proiectare judicioasă a staţiilor de epurare industrială şi mai târziu, a exploatării acestora. În tabelul 2 sunt prezentate o serie de date generale, referitoare la originea, caracteristicile calitative şi modul de epurare pentru principalele ape uzate industriale. Tabelul 2.2.2.: Ape uzate industriale, origine, caracteristici şi mod de epurare

Ape uzate industriale

provenite de la:

Originea principiilor efluenţi

Caracteristici principale Mod de epurare

1 2 3 4 INDUSTRIA ALIMENTARĂ ŞI A MEDICAMENTELOR

Conserve, diferite

Pregăt., selecţ., stoarcerea şi decolorarea fructelor şi vegetalelor

Cantităţi mari de suspensii, substanţe coloidale şi dizolvate

Grătare, epurare în lagune, irigaţii sau infiltraţii în sol

Produse din Diluarea, separarea, Cantităţi mari de Preparare, epurare

11



lapte prepararea untului şi îndepărtarea zerului

substanţe organice, îndeosebi proteine, grăsimi şi lactoză

biolog. convenţ. (bazine cu nămol activ sau filtre biologice)

Fabrici de bere şi distilerii de băuturi alcoolice

Macerarea şi presarea grăunţelor, reziduurilor de la distilarea alcoolului, condensatul de la rafinarea evaporatului

Cantităţi mari de substanţe organice solide, dizolvate, Conţinând azot şi amidon fermentat sau produse ale acestuia

Recuperarea, concentrarea prin evaporare şi centrifugare, filtre biologice; hrană la animale

Carne şi produse din păsări de curte

Grajduri, coteţe, abatoare de animale, topirea grăsimilor şi oaselor, reziduurilor din condensate, grăsimi şi ape de spălare, conservarea păsărilor de curte

Cantităţi mari de substanţe organice dizolvate şi în suspensie, sânge, diferite proteine şi grăsimi

Grătare, flotaţie, decantare filtre biologice

Zahăr din sfeclă de zahăr

Transportul sfeclei, supernatant de la nămolul de la tratarea cu var, condens după evaporare, extragerea zahărului

Cantităţi mari de substanţe organice dizolvate şi în suspensie, conţinând zahăr şi proteine

Refolosirea apelor uzate, coagularea şi epurarea în lagune

Produse farmaceutice

Micelium, filtratul epuizat, spălare

Cantitate mare de substanţe organice în suspensie şi dizolvate, incluzând vitamine

Evaporare şi uscare, hrană pentru animale.

Drojdie Filtrarea drojdiei (reziduu) Cantităţi mari de solide, în special organice şi CBO

Fermentare anaerobă, filtre biologice

Murături Pregătirea produselor (apă de var, apă sărată, alaun, sirop, seminţe şi bucăţi de castraveţi)

pH variabil, cantităţi mari de substanţe în suspensie, substanţe organice, culoare

Reţinere avansată a deşeurilor în secţie, grătare, egalizare.

Cafea Pregătire (pulpă şi boabe de cafea)

CBO mare şi cantităţi medii de solide în suspensie

Grătare, decantare şi filtre biologice

Peşte Centrifugare (deşeuri), preparare peşte, ape uzate de la evaporare , ş.a.

CBO foarte mare, suspensii solide organice şi miros

Evaporarea în întregime a apelor, resturi de peşte în mare.

Băuturi nealcoolice

Spălarea sticlelor, pardoselilor şi echipam., drenarea rezervoarelor de sirop

pH mare, substanţe solide în suspensie şi CBO mediu

Grătare, apoi descărcare în canalizarea orăşenească.

Orez Inmuierea, prepararea şi spălarea orezului

CBO mare, substanţe solide, în suspensie

Coagulare cu var, fermentare anaerobă

INDUSTRIA TEXTILĂ-PIELĂRIETextile Pregătirea fibrelor, fabricarea

materialelor Ape alcaline, colorate, cu CBO şi temperatură mari, cantităţi mari de substanţe solide în suspensie

Neutralizare, precipitare chimică, epurare biologică convenţională

Produse de Îndepărtarea părului, Cantităţi mari de solide Egalizare, sedimentare

12



pielărie înmuierea, pregătirea pentru introducerea în băi a pieilor

totale, duritate mare, sare (NaCl), sulfiţi, crom, pH ≈ 7, var preparat şi CBO mediu

şi tratare biologică

Spălătorii de rufe şi îmbrăcăminte

Spălarea rufelor şi îmbrăcămintei

Turbiditate mare, alcalinitate, subst. organice solide.

Grătare, precipitare chimică, flotaţie şi adsorbţie

INDUSTRIA CHIMICĂAcizi Procesul tehnologic (ape

uzate şi acizi diluaţi) pH mic, conţinut redus de substanţe organice

Neutralizare, ardere când conţinutul de substanţe organice justifică procesul.

Detergenţi Spălarea şi purificarea săpunurilor şi detergenţilor

CBO şi săpunuri saponificate mari

Flotaţie şi separarea grăsimilor, precipitare cu CaCl2

Amidon din porumb

Evaporare (condensul), spălare finală (sirop), îmbuteliere (ape uzate)

CBO şi substanţe organice dizolvate mari; în princip. Amidon şi substanţe anexe

Egalizare, tratare biologică convenţională

Explozivi Spălarea TNT şi a fulmicotonului pentru purificare, spălarea şi pregătirea încărcăturii

TNT, culoare, ape cu caracter acid, miros, conţinut de acizi organici şi alcool de la pulbere şi bumbac, metal, uleiuri şi săpun

Flotaţie, precipitare chimică, epurare biologică convenţională, aerare, clorare, neutralizare

Insecticide Spălarea şi purificarea produselor (2, 4D şi DDT)

Mari cantităţi de substanţe organice, structuri benzenice închise, toxice pentru bacterii şi peşti, ape cu caracter acid

Diluare, înmagazinare, absorbţie cu cărbune activ, clorare alcalină.

Fosfaţi şi fosfor

Spălarea, trecerea prin grătare şi flotarea rocii, condens (rezultat din staţia de reducere a fosfatului)

Argile, noroi şi uleiuri, pH alcalin, substanţe solide în suspensie, fosfor, siliciu şi fluoruri

Epurare în lagune, epurare mecanică. Coagulare şi decantarea apelor rafinate

Formaldehide Fabricarea enzimelor sintetice (reziduuri), vopsirea fibrelor sintetice

CBO normal şi HCHO în cant. mari (toxice pentru bacterii )

Filtre biologice, adsorbţie pe cărbune activ.

INDUSTRIA DE PRELUCRARE A MATERIALELORHârtie Pregătirea, rafinarea,

spălarea fibrelor, trecerea prin grătare a pulpei de hârtie

pH mare sau mic; culoare; substanţe solide în suspensie, coloidale şi dizolvate în cantitate mare

Decantare, epurare în lagune, epurare biologică, aerare, recuper. substanţelor pierdute în proces.

Produse fotografice

Developare şi fixare (soluţii uzate)

Ape cu caracter alcalin, conţin diferiţi agenţi de reducere organici şi anorganici

Recuperarea Ag, apoi evacuarea apelor uzate în canaliz. orăş.

Oţel Pregătirea cărbunelui, spălarea gazelor de la furnale şi de la finisarea oţelului

pH mic, acizi, cianuri, fenol, minereu, cocs, piatră de var, alcalii,

Neutralizare, recuperare , reutilizare, coagulare

13



uleiuri, substanţe în suspensie fine

chimică

Acoperiri metalice

Striparea oxizilor, spălarea şi acoperirea metalelor

Ape cu caracter acid, toxice, îndeosebi substanţe minerale

Eliminarea cianurilor, reducerea şi precip. cromului, precipitarea cu var a altor metale

Produse din fontă

Îndepărtarea nisipului folosit prin evacuare hidraulică

Cantitate mare de subst. solide în suspensie, în special nisip; puţină argilă şi cărbune

Grătare, uscarea nisipului recuperat

Ţiţei Din procesele tehnologice (noroi de foraj, sare, ţiţei şi gaze în cantităţi mici, nămoluri acide şi diferite uleiuri de la rafinare)

Cantităţi mari de săruri din ţiţei, CBO mare, miros, fenoli şi compuşi cu sulf de la rafinării

Recuperare, injecţia în sol a sărurilor; acidificarea şi arderea nămolurilor alcaline

Cauciuc Spălarea latexului, coagularea cauciucului, îndepărtarea impurităţilor din cauciuc

CBO mare, miros, subst. solide în suspensie în cantităţi mari, pH variabil, cloruri în cantităţi mari

Aerare, clorare, sulfonare, epurare biologică

Sticlă Polizarea şi spălarea sticlei Culoare roşie, substanţe solide în suspensie nesedimentabile, ape cu caracter alcalin

Precipitarea clorurii de calciu

Silozuri navale Spălarea încăperilor, recuperarea solvenţilor şi recuperarea apei din ţiţei

CBO mare, ape cu caracter acid

Recuperarea subst. pierdute în proces, egalizare, recirculare şi refolosire, filtre biologice

INDUSTRIA ENERGETICĂCentrale cu abur

Răcire, drenare ape uzate, evacuarea boilerelor

Ape calde, volum mare, substanţe solide dizolvate şi substanţe anorganice în cantităţi mari

Răcirea prin aerare, depozitarea cenuşii, neutralizarea excesului de acizi din apele uzate

Prelucrarea cărbunelui

Curăţirea şi clasificarea cărbunilor, contactul straturilor de sulf cu apa

Cantităţi importante de substanţe solide în suspensie; pH mic, H2SO4 mare şi FeSO4

Decantarea, flotarea spumei şi înmagazinarea sterilului

Din tabelul 1.2. rezultă că pe lângă procedeele convenţionale de epurare sunt folosite şi numeroase alte procedee specifice.Din tabelul 1.4 rezultă cantitativ potenţialul de impurificare organică şi cu suspensii a principalelor ape uzate industriale, valorile prezentate putând chiar conduce la o clasificare a acestor ape din punct de vedere al impurificării lor. 1.3. CARACTERISTICILE PRINCIPALE ALE UNOR CATEGORII DE APE UZATE

14



INDUSTRIALE

În tabelul 1.3., 1.4. şi 1.5. sunt prezentate principalele substanţe prezente în apele uzate industriale iar în tabelul 1.6 sunt prezentate aceste caracteristici şi "coeficienţii de poluare" (concentraţiile în CBO5 şi substanţe în suspensie).

Tabelul 1.3.1. Unele substanţe prezente în principalele ape uzate industriale Substanţe Prezente în apele uzate de la:

Clor liber Spălătorii de rufe şi îmbrăcăminte, fabrici de hârtie, înălbire textile Amoniac Fabricarea cocsului şi benzinei, fabricarea substanţelor chimice Fluoruri Scrubere pentru gaze, gravare în sticlă, uzine de energie atomică Cianuri Fabricarea benzinei, acoperiri metalice, curăţirea metalelor Sulfuri Vopsirea textilelor, tăbăcării, fabricarea benzinei, fabricarea mătăsii artificiale

tip vâscoză Acizi Fabricarea substanţelor chimice, mine, fabricarea DDT, berii, textilelor,

fabricarea de baterii, soluţii de fier şi cupru Alcalii Curăţirea lânii, mercerizarea bumbacului, spălătorii de rufe şi îmbrăcăminte,

fierberea bumbacului şi a paielor Crom Acoperiri metalice, tăbăcirea pieilor cu crom, eloxarea aluminiului Plumb Fabricarea bateriilor, fabricarea culorilor, fabricarea benzinei, mine de plumb Nichel Acoperiri metalice Cadmiu Acoperiri metalice Zinc Galvanizare, acoperiri cu zinc, fabricarea mătăsii artificiale tip vâscoză,

prelucrarea cauciucului Cupru Acoperiri metalice de cupru, soluţii de cupru, fabricarea mătăsii artificiale Arsen Prepararea soluţiilor de deparazitare Zaharuri Prelucrarea laptelui, fabricarea berii, fabrici de glucoză şi zahăr din sfecla de

zahăr, fabrici de ciocolată sau de dulciuri Amidon Prelucrarea unor alimente, industria textilă, fabricarea tapetului Grăsimi. Uleiuri

Curăţirea lânii, spălătorii, industria de textile, rafinării de ţiţei, lucrări inginereşti

Fenoli Fabricarea de benzină şi cocs, fabricarea răşinilor sintetice, industria de textile, tăbăcării, distilerii de gudroane, fabrici chimice, soluţii pentru dezinfectare, fabricarea coloranţilor

Formaldehide Fabricarea de răşini sintetice, fabricarea penicilinei şi medicamentelor Acid acetic Fabricarea mătăsii artificiale, fabricarea conservelor Acid citric Băuturi nealcoolice şi prelucrarea citricelor Fluoruri Fabricare de benzină şi cocs, fabricare de substanţe chimice, fabrici de

substanţe fertilizatoare, fabrici de ceramică, fabricarea de tranzistori, gravarea sticlei

Hidrocarburi Fabrici petrochimice şi de cauciuc Apă oxigenată Înălbirea textilelor, încercarea motoarelor de rachetă Mercaptani Rafinării de ţiţei, fabrici de pulpă de lemn Acizi minerali Fabricarea substanţelor chimice, mine, soluţii de fier şi cupru, fabricarea DDT,

fabricarea berii, textilelor, bateriilor Nichel Acoperiri metalice Nitroderivaţi Fabrici de produse chimice şi explozivi Acizi organici Distilerii şi procese de fermentaţie Argint Acoperiri metalice, fotografie

15



Acid tanic Tăbăcării, fabrici de cherestea Acid tartanic Colorarea vinului, pieilor, fabricarea de substanţe chimice

Tabelul 1.3.2. Metalele grele în principalele ape uzate industriale Al Ag As Ca Cr Cu F Fe Hg Mn Pb Ni Sb Sn Zn

Celuloză şi hârtie X X X X X Chimie organică Petrochimie X X X X X X X X X X Chimie anorganică X X X X X X X X X X Fertilizatori X X X X X X X X X X X X Rafinării ţiţei X X X X X X X X X X Metale feroase, turnătorii

X X X X X X X X X X X X

Motoare pt. vehicule, finisări

X X X X X X X

Sticlă, azbest, ciment X Textile X Tăbăcării X Centrale cu abur X X

Tabelul 1.3.3. Conţinutul în nutrienţi al apelor uzate industriale Ape uzate de la : CBO CCO N P Rafinării de petrol 100 340 37 2 Conserve de legume şi fructe 100 - 3 2 Prelucrarea cartofilor 100 188 - - Fabrici de bere 100 - 4 1 Distilerii 100 - 6 - Tăbăcării 100 - 15 - Crescători de păsări 100 - 12 - Hârtie şi celuloză 100 400 2 0, 6 Fabrici de prelucrarea laptelui 100 135 4 2 Abatoare 100 - 9 4 Explozivi 100 - 1 - Fabrici de textile 100 - 5 1, 5

16



1.3.4. Caracteristici ale principalelor ape uzate industrialeApe uzate industriale din /de la:

Unitate de măsură

Ape uzate l/unitate

Caracteristici Locuitori echivalenţi/unitate (d.p.d.v.CBO5 )

CBO5 Suspensii kg/unitate mg/l kg/unitate mg/l

1 2 3 4 5 6 7 8Creşterea animalelor: Porcine

Bovine: -pentru carne -pentru lapte Ovine Păsări: -găini -pui de carne

GV=1000kg greutate vie

GV=1000kgGV=1000kgGV=1000kg

GV=1000kgGV=1000kg

60

608240

5371

1, 9 – 2, 3

1, 61, 70, 9

3, 5-

2400 – 4800

-

4, 5 – 6, 0

6, 910, 510, 0

13, 517, 0

4000 – 7100

---

--

-

---

--

Industria alimentară:Conserve de • legume şi • fructe:

Produse din lapte Fabrici de zahăr (din sfeclă)

Spirt de melasă Fabrici de bere (fără secţia de malţ)

Fabrici de drojdie de panificaţie

1 t1 t

1000 l

1 t sfeclă

1 t spirt

100 l bere

1 t drojdie

5400- 307009520-82000

920-54000

1200 – 1900

80

2000

90000

3, 6- 330001, 8- 30

12-47, 5

3, 2

0, 32

1, 7

347

--

-

2700-4700

4000

850

3900

5-24, 50, 8-13, 6

6-19

4, 3

0, 03

0, 61

68

--

-

3580-2260

375

301

760

30-58038-186

255-900

60

6

32

6426

17



Fabrica de băuturi alcoolice din vin Distilerii de cereale Prepararea cartofilor prăjiţi Abatoare:

10 mc borhot

50mc cereale1 t cartofi

de prelucrat

1 animal

1020

325016000

9-60000

17, 0

150, 020

0, 1-16, 0

-

330-

47-1860

31

-30

0, 1-25

-

515-

58-1615

365

87000370

3-330

Industria textilă 500 kg

material prelucrat430-1400000 0, 3-250000 60,0-1380,0 0, 1 – 200 30 -900

1-7400

Industria pielăriei 1 t piele brută 1, 0- 115000 1, 0-220 2, 2 – 3500 75- 515 2000 – 7000 20- 3400Industria lemnului 1 t 148-40000 2, 0-201, 1 19, 0-600 25-299, 6 100, 0-1000, 0 26-6000Industria chimică anorganică

1 t produs 10000-500000 - - 280 30-28000 -

Industria chimică organică -Pesticide -Detergenţi -Săpunuri -Medicamente

1 t produs1 t produs1 t produs1 t produs

5600-35000012000

850-10008-77

3-1442, 7-104

1, 48-77, 5

220-1800220-13000

-1500-4200

350-

0, 84-48

1000--

500-2000

60-27004000-35000

15850-80000

Industria petrochimică: -Cauciuc sintetic -Mase plastice -Răşini sintetice

1 t produs1 t produs1 t produs

48000-1750001000-1500025000-50000

32-1440.7-6.0160-320

185-3000109-1300

6500

32-808-120

-

185-6001000-8000

-

600-270013-120

3000-6000Industria de prelucrarea ţiţeiului 1 t ţiţei 1000-50000 - 150-1500 - 50-150 60Industria siderurgică -uzine cocsochimice-furnale -oţelării -răcire directă la cald -răcire directă la rece

1 t produs

230-2500800-63002200-50005500-61000

200-400

0, 4-1, 07----

1800-1300----

0, 18-2, 411, 2-6, 4

18-36, 0-50, 00, 01-0, 15

800-3002500-4004500-8604000-190

50-35

10-25----

Industria metalurgică 1t 400-450000 - 2-300 - 100-8000 -Ind.mat.de constr. 1 t - - - 0, 037-0, 7 - -

18



În aceeaşi măsură cu reducerea volumului de ape uzate, micşorarea nocivităţii lor contribuie la impurificarea într-o măsură mai mică a receptorului. Şi în acest caz, introducerea de tehnologii noi sau înlocuirea substanţelor nocive folosite în aceastea cu substanţe mai puţin sau chiar de loc nocive, poate reduce gradul de impurificare al apelor uzate industriale.

Câteva exemple în acest sens: la unele secţii de spălare a cărbunilor s-au înlocuit unii reactivi de flotaţie cu alţii mai puţin toxici pentru flora şi fauna receptorului; substanţele mercerizante fenolice din industria textilă au fost înlocuite cu produse pe bază de alcooli superiori; introducerea difuziei continue la fabricile de zahăr; folosirea de detergenţi biodegradabili etc.

Recuperarea substanţelor valoroase din apele uzate , ca de exemplu, soluţiile de fierbere de la fabricile de prelucrare a lemnului (în scopul obţinerii de drojdie furajeră), substanţele petroliere din rafinăriile de petrol, metalele grele în metalurgia neferoasă, cianurile în preparaţiile aurifere etc. au ca scop, pe de o parte valorificarea substanţelor recuperate, iar pe de altă parte reducerea cantităţii de substanţe nocive evacuate cu apele uzate.

Valorificarea parţială sau totală a apelor uzate, despre care s-a vorbit anterior, prin irigarea terenurilor agricole sau prin folosirea lor în procesele tehnologice industriale în urma unei epurări avansate, reprezintă, de asemenea, un mod de reducere a nocivităţilor evacuate cu apele uzate. Mai trebuie reamintit, de asemenea, că egalizarea şi uniformizarea debitelor şi a concentraţiilor contribuie în mare măsură la reducerea şocurilor ce trebuie suportate de receptor, şocuri care ar putea câteodată să aibă efecte mult mai grave decât cele aşteptate

Normele tehnice de poluare a apelor

Legislaţia privind încărcările limită ale poluanţilor din apele reziduale, este sintetizată în două acte normative:

NTPA 001/2005, pentru descărcări în apele de suprafaţă; NTPA 002/2005, pentru descărcări în canalizările orăşeneşti.

Faţă de limitele impuse de Normativele de mai sus, Organele Teritoriale pot impune, de la caz la caz, restricţii suplimentare privind limitele admise.Tabelul 1.3.5. sintetizează limitele admise aceste acte normative la principalii indicatori de poluare.

Tabelul 1.3.5.Nr. crt.

Indicatorul de calitate U.M. NTPA001 NTPA002

A. Indicatori fizici1. Temperatura 0C 35 40

B. Indicatori chimici2. pH unităţi pH 6, 5-8, 5 6, 5-8, 53. Materii în suspensie (MS) mg/dm3 35, 0 (60, 0) 3504. Consum biochimic de oxigen la 5 zile

(CBO5))mg O2/dm3

25, 0 300

5. Consum chimic de oxigen – metoda cu

dicromat de potasiu ( )

mg O2/dm3

125, 0 500

6. Azot amoniacal (NH4+) mg/dm3 2, 0(3, 0) 30

7. Azot total (N) mg/dm3 10, 0(15, 0) -8. Sulfuri şi hidrogen sulfurat (S2-) mg/dm3 0, 5 1, 0

19



9. Sulfaţi (SO42-) mg/dm 600, 0 600, 0

10. Fosfor total (P) mg/dm3 1, 0(2, 0) 5, 011. Detergenţi sintetici mg/dm3 0, 5 25, 012. Substanţe extractibile cu solvenţi

organicimg/dm3 20, 0 30, 0

13. Produse petroliere mg/dm3 5, 0 -14. Detergenţi sintetici biodegradabili mg/dm3 0, 5 25, 0

1.4.1. Debitele specifice pentru principalele categorii de ape uzate industriale

Acestea sunt prezentate în tabelul 2.4, în funcţie, în special, de tona de produs brut sau finit. Valorile debitelor sunt susceptibile, în permanenţă, de a varia în limite mari şi chiar, câteodată, de a deveni nule atunci când procesul tehnologic se transformă dintr-unul umed, într- unul uscat.

Reducerea debitelor de apă folosită în procesul tehnologic industrial trebuie să constituie o grijă permanentă a proiectanţilor, aceasta realizându-se, de obicei, fie o dată cu introducerea unei noi tehnologii industriale, fie prin modernizarea unor tehnologii vechi.

Într-o unitate industrială, reducerea debitelor de ape uzate înseamnă, în acelaşi timp, şi reducerea apei de alimentare, de aceea ea trebuie privită ca o parte integrantă a bunei gospodăriri a unităţii, cu consecinţe economice avantajoase.

Recircularea (refolosirea) apelor uzate conduce, în principal, la micşorarea debitelor de alimentare şi evacuare şi, deci, şi a impurificării receptorilor. Recircularea apei de răcire, operaţie practicată în numeroase întreprinderi industriale (termocentrale, rafinării de ţiţei, întreprinderi metalurgice etc.), reprezintă exemplul cel mai semnificativ în ceea ce priveşte reducerea debitelor. Toate fabricile de zahăr de la noi din ţară, recirculă ape uzate de la transportul şi spălarea sfeclei, în plus, prin introducerea difuziei continue se economisesc cantităţi importante de apă.

Recircularea apei a fost introdusă, în ultimii ani, în cadrul a numeroase procese tehnologice. În unele cazuri, apa uzată poate fi recirculată ca atare, în procese tehnologice care cer o apă de calitate inferioară, dar de cele mai multe ori, este necesară preepurarea apei înainte de a fi reintrodusă în circuit. Introducerea recirculării trebuie bine fundamentată înainte de a fi aplicată, deoarece, ca urmare a acesteia, creşte uneori concentraţia anumitor substanţe din apă, iar tratarea apei înainte de a fi reintrodusă în circuit este atât de scumpă, încât recircularea devine neeconomică.

Un alt avantaj al recirculării apei constă în aceea că ajută la menţinerea sub formă cât mai concentrată a apelor uzate, în general, este mult mai economic să epurezi ape uzate concentrate, deoarece eficienţa de îndepărtare a poluantului este mai mare, iar construcţiile de epurare sunt mult mai reduse.

Valorificarea în agricultură a apelor uzate şi a nămolurilor rezultate în cadrul epurării apelor uzate a luat o dezvoltare deosebită în unele ţări, utilizându-se, îndeosebi, apele uzate industriale, care conţin cantităţi importante de substanţe organice, de obicei cele provenite de la prelucrarea materiei prime folosite în industria alimentară. În ceea ce priveşte valorificarea apelor uzate, trebuie menţionată şi folosirea acestora la alimentarea iazurilor piscicole, obţinându-se, în asemenea cazuri, importante sporuri de producţie.

Ca o concluzie, se poate afirma că aplicarea posibilităţilor de reducere a cantităţilor de ape uzate industriale evacuate are ca rezultat, pe de o parte micşorarea cantităţii de apă evacuată în receptori, iar pe de altă parte diminuarea cantităţilor de substanţe impurificatoare evacuate în aceştia.

20



1.4.2. Consideraţii generale privind epurarea apelor uzate industriale

Procesele de epurare a apelor uzate industriale sunt, în general, aceleaşi ca pentru apele uzate orăşeneşti, adică, în principal, procese mecanice şi biologice – aerobe sau anaerobe. Pentru apele uzate industriale acestea sunt completate, de cele mai multe ori, de procese fizico-chimice de o complexitate deosebită, ca de exemplu: extracţie lichid-lichid, schimb ionic, electrodializă etc. atunci când natura şi ponderea poluanţilor depăşeşte concentraşia maximă admisibilă, conform reglementărilor în vigoare pentru acest fel de ape.

Pentru a avea o privire de ansamblu asupra aplicării acestor procese pentru epurarea apelor uzate industriale, ele au fost puse în evidenţă în ultima coloană a tabelului 1.2., urmărirea acestei coloane putând furniza date asupra gradului mai mare sau mai mic de epurare necesar, precum şi asupra frecvenţei aplicării proceselor de epurare.

Pentru proiectarea staţiilor de epurare industriale, cunoaşterea caracteristicilor apelor uzate reprezintă factorul hotărâtor, ca şi în cazul staţiilor de epurare orăşeneşti.

Printre principalele substanţe nocive ale apelor uzate industriale sunt substanţe organice (exprimate prin CBO5), substanţele în suspensie, substanţele toxice, metalele grele etc. (tabelul 1.3.).

Câteodată, la dimensionarea staţiilor de epurare industrială se pot utiliza parametrii valabili pentru apele uzate orăşeneşti, dar ţinând cont de aportul de impurităţi industriale, aport care în majoritatea cazurilor se referă la consumul biochimic de oxigen sau la suspensii. În acest sens, este necesar ca aportul de impurităţi industriale să fie exprimat printr-un aşa numit coeficient "locuitori echivalenţi". Deci, dacă volumul masei filtrante a unui filtru biologic în cazul apelor uzate orăşeneşti se stabileşte pentru o normă de 20 locuitori pentru 1 m3 de masă filtrantă, pentru apele uzate industriale se va adopta aceeaşi normă.

21



II TRATARE A APELOR UZATE

2.1. PROCESE UNITARE PENTRU EPURAREA APELOR UZATE INDUSTRIALE

A.Procese fizice

Procesele fizice de epurare sunt acelea în care substanţele poluante nu suferă transformări în alte substanţe, având la bază principiile:

a) separarea gravitaţională a particulelor grosiere, nedizolvate în apă, sub influenţa câmpului gravitaţional al Pământului, prin sedimentare, prin flotaţie sau prin centrifugare. Este posibil fenomenul de aglomerare (floconare), flocoanele având mase mai mari şi care sedimentează mai repede. Ca exemplu se prezintă fig.2.1.1., un decantor, care poate fi cu curgere a apei verticală şi orizontală. Eliminarea nămolului din decantor se poate face manual şi intermitent. După formă, decantoarele pot fi circulare şi rectangulare. Evacuarea apei limpezite se face prin deversoare.

Figura 2.1.1.

b) flotaţia este un proces unitar de separare din apă, sub acţiunea câmpului gravitaţional terestru, a particulelor cu densitate medie mai mică decât a apei. Flotaţia poate fi naturală sau cu aer introdus în apă sub formă de bule fine prin difuzoare poroase. Scopul flotaţiei este de a forma o spumă stabilă care să încorporeze particulele insolubile. Flotaţia se poate face se poate face în bazine circulare sau dreptunghiulare. În fig. 2.1.2. se prezintă schema unei instalaţii de flotaţie cu aer sub presiune.

22



Figura 2.1.2.

c) filtrarea constă în trecerea apei printr-un mediu poros în care are loc reţinerea prin fenomene predominant fizice. Filtrarea este un proces de sitare cu ajutorul unei ţesături fine sau împâslituri. d) reţinerea pe grătare şi site a impurităţilor grosiere (crengi, fire etc) pe grătare şi a celor mai mici pe site.

Viteza apei la întrarea în grătare este de cca. 0.3 m/s pentru a evita depunerile pe grătar dar nu mai mare de cca. 1 m/s pentru a nu înţepeni corpurile grosiere între bare. Sitele servesc pentru reţinerea impurităţilor nedizolvate de dimensiuni mai mici şi sunt realizate din table metalice sau din plăci de material plastic perforat. Sitele pot fi statice şi mobile (ciururi cu mişcare de vibraţie sau giratoare).

23

Figura 2.1.3.



Îndepărtarea materialelor din site se face cu perii, prin simpla alunecare (fig. 2.1.3) unde se prezintă o sită formată din bare triunghiulare. Sitele fine din ţesături din fire metalice sau fire din materiale plastice se folosesc pentru suspensii de particule fine. e) epurarea în filtre granulare şi filtre cu prestrat. Materialul granular folosit ca umplutură filtrantă este nisipul cuarţos. Se mai folosesc filtre cu mai multe straturi de materiale granulare, cu densităţi diferite (de ex. din antracit, nisip cuarţos, granat) care pot fi spălate, granulele aranjându-se cu diametrul descrescând în sensul de curgere. f) epurarea prin membrane. Membrana este o barieră pentru speciile moleculare sau ionice prezente în curentul de apă care o străbate. Ca materiale pentru membrane se folosesc acetatul de celuloză, materiale polimerice stabile în timp (poliamide, polisuflone, etc.). Procesul de epurare cu membrane se numeşte osmoză, care poate fi directă sau inversă, în funcţie de direcţia apei de la o soluţie diluată la una concentrată sau invers. Pot exista mai multe tipuri de module de osmoză, ca de exemplu tubulare, fig.2.1.4. Alte metode de epurare prin membrane sunt:ultrafiltrarea – se folosesc mai multe membrane cu permeabilitate selectivă pentru anumiţi componenţi.electrodializa – foloseşte membrane cu permeabilitate selectivă la anioni, respectiv cationi, deplasarea acestora făcându-se sub influenţa unui câmp electric, ca la electroliză.

Figura 2.1.4.

g) transferul între faze se bazează pe trecerea poluanţilor într-o altă fază, nemiscibilă cu apa,

24



care poate fi lichidă, solidă sau gazoasă. Astfel există extracţia lichid-lichid (se foloseşte un solvent în care poluantul este mult mai solubil decât în apă, apoi, după agitare, are loc procesul de sedimentare, când se

formează două straturi: apa extrasă şi extractul), extracţia lichid-gaz (în loc de solvent se foloseşte aer, gaze de ardere).

De exemplu: la valori mici de pH este posibilă îndepărtarea hidrogenului sulfurat:

S-2 + 2H+ H2S (hidrogen sulfurat molecular mai greu solubil în apă) sulfura solubilă în apă

la valori ridicate ale pH-ului amoniacului şi, în general, a bazelor slabe volatile:

NH4+ + OH- NH3 + H2O (amoniac molecular greu solubil în apă)

ioni de amoniu solubili în apă

h) distilarea se face prin epurarea apelor uzate prin trecerea apei în fază de vapori, prin încălzire, urmată de condensarea vaporilor, deoarece impurităţile au o volatilitate mai redusă ca apă. i) îngheţarea constă în trecerea apei în fază solidă sub formă de cristale de gheaţă, care se separă de soluţia reziduală îmbogăţită în impurităţi. j) spumarea este un proces de separare din apă a unor impurităţi organice dizolvate, datorită adăugării unor agenţi de spumare şi prin barbotarea apei cu aer sub formă de bule fine. k) absorbţia are la bază fenomenul de reţinere pe suprafaţa unui corp a moleculelor unei substanţe dizolvate în apă . Materialul, lichid sau solid, pe care are loc reţinerea se numeşte absorbant, iar substanţa reţinută absorbat Ca absorbanţi se folosesc materiale solide cu suprafaţă specifică mare, cărbunele activ, cenuşa fină, etc. Cele mai utilizate instalaţii de epurare prin absorbţie sunt de tip dinamic , cu pături fixe de cărbune activ. Trebuie evitată colmatarea cu particule în suspensie. Cărbunele activ poate reţine o masă de substanţe organice de până la 5% din greutatea sa. Regenerarea se face pe cale termică, la circa 900oC în atmosferă controlată.

B. Procese chimice

Prin procesele chimice de epurare, poluanţii sunt transformaţi în alte substanţe mai uşor de separat, precipitate insolubile, gaze care au o activitate nocivă mai redusă sau sunt mai susceptibile de a fi îndepărtate.a) neutralizarea este un proces prin care pH-ul unei soluţii uzate este reglat prin adaos de acizi sau baze.

Neutralizarea apelor acide se face cu substanţe cu caracter bazic (oxizi, hidroxizi, carbonaţi). Neutralizanţii care sunt utilizaţi sunt: piatra de var (carbonat de calciu), dolomita (carbonat de calciu şi magneziu), varul (oxid de calciu) sub formă de hidroxid de calciu (lapte de var sau var stins praf).

Neutralizarea apelor alcaline se face cu acizi reziduali, cu gazele de ardere bogate în CO 2

(14%) etc. Deoarece influenţii au debite variabile în timp, este necesară o buclă de reglare a pH, mărind debitul de agent neutralizant, fig. 2.1.5.

25



Figura2.1.5.

b) oxidarea şi reducerea Scopul oxidării este de a converti compuşii chimici nedoriţi în alţii mai puţin nocivi. Ca oxidanţi se pot folosi: oxigenul, ozonul, permanganaţi, apă oxigenată, clorul şi bioxidul de clor. Ca exemplu se dă distrugerea cianurilor cu clor până la formarea de cianaţi sau azot molecular:

CN- + OCl CNO + Cl-

2 CNO + 3 OCl N2 + 2HCO3- + 3Cl-

Reducerea constă în transformarea unor poluanţi cu caracter oxidant în substanţe inofensive care pot fi uşor epurate. Ca exemplu se dă reducerea cromului hexavalent la crom trivalent, în vederea precipitării acestuia ca hidroxid:

Cr2O72- + 6 Fe SO4 + 7 H2SO4 Cr2(SO4)3 + 3 Fe2(SO4)3 + 7 H2O + SO4

2-

Ca agenţi reducători se folosesc sărurile fierului trivalent, sulfaţi, acidul sulfuros.

c) precipitarea este un proces de epurare bazat pe transformarea poluanţilor din apele reziduale în produşi insolubili. Ca exemplu se dă îndepărtarea fluorului din apă prin introducerea de ioni de calciu:

2 F- + Ca2 CaF2 – precipitat d) coagularea şi flocularea – îndepărtarea unor particule prin sedimentare (coagulare) şi destabilizarea prin absorbţia unor molecule mari de polimeri care formează punţi de legătură între particule (floculare). Se folosesc pentru particule coloidale. În acest scop se folosesc polimeri organici sintetici sau anorganici.

e) schimbul ionic Schimbătorii de ioni se utilizează mai ales pentru dedurizarea apelor, folosind cationaţi în

forma sodiu (Na), iar regenerarea lor se face cu clorură de sodiu:

26



2 ZNa + Ca2+ Z2 Ca + 2 Na+

Folosirea schimbătorilor de ioni este o soluţie mai scumpă.

C. Procese biologice Substanţele organice pot fi îndepărtate din apă de către microorganisme care le utilizează ca hrană, respectiv sursă de carbon. Reacţiile enzimatice au două faze:

(1) moleculele de enzimă şi de substanţă utilizată ca hrană (substrat) formează complecşi

(2) complecşii se descompun eliberând produsul de reacţie şi enzima

Enzima + Substrat (Enzima substrat) K2

Epurarea biologică aerobă se realizează în construcţii în care biomasa este suspendată în apă sub formă de agregate de microorganisme (flocoane), sistemele fiind aprovizionate cu oxigen. Epurarea biologică anaerobă a apelor uzate se realizează în incinte închise (bazine de fermentare) ferite de accesul oxigenului care inhibă activitatea microorganismelor anaerobe. Prin descompunerea poluanţilor organici se obţin gaze de fermentare combustibile, datorită conţinutului ridicat de metan.

C. Dezinfecţia

Dezinfecţia este necesară în cazul apelor uzate care conţin microorganisme. Dacă sterilizarea presupune distrugerea tuturor microorganismelor, prin dezinfecţie nu se distrug toate. Dezinfectantul pătrunde prin peretele celular şi denaturează materiile proteice din protoplasmă, inclusiv enzimele. Un dezinfectant pentru apă este clorul activ care acţionează sub formă de ion de hipoclorit, cu efecte pronunţate la valori mici ale pH.

Dintre metodele fizice de dezinfecţie, cele mai utilizate sunt metoda termică şi iradierea cu radiaţii de energie ridicată.

SCHEMĂ BLOC DE EPURARE MECANICĂ

27

Spre emisarApe

uzate

Grătar

Corpuri plutitoare

Deznisipatoare

Depuneri minerale

Grăsimi Nămol proaspăt

Decantor Sep.grăsimi

A

Spre emisarApe

uzate

Grătar

Corpuri plutitoare

Deznisipatoare

Depuneri minerale

Grăsimi Nămol proaspăt

Decantor Sep.grăsimi

A



A – cu fermentare separată a nămonuluiB – cu decantoare cu etajC – pentru eliminarea suspensiilor coloidale (mecano-chimice)

28

Decantor cu etaj

Nămol fermentat

Spre emisar

BGrătar Deznisipatoare

C

Grătar Deznisipatoare Decantor

Gosp.reactivi

Ape uzate

Apeuzate



SCHEMĂ BLOC A UNEI INSTALAŢII DE EPURARE MECANO- BIOLOGICĂ

A – în condiţii naturale; B – cu bazine de aerare; C – cu filtre biologice

29

Treaptă biologicăTreaptă

mecanică

Decantor

Bazin de uniformizare şi egalizare a debitelor

Epurarea biologică naturală (câmpuri de irigaţii , iazuri biologice , etc.)

Spre emisar

A

B N.A.în exces

N.A.recirculare

Decantor primar Bazin de aerare cu nămol activ

Decantor secundar

Spre emisar

Treaptă mecanică Treaptă biologică

Nămol recirculat

Filtru biologicDebit de recirculare

Spre emisar

C

Nămol recirculat

Filtru biologicDebit de recirculare

Spre emisar

C



III. DATE PROIECT

3.1. DATE PENTRU PROIECT

Nr.crt. Indicatorul de calitate U.M.Valorile maxime

admise

1. Temperatura 0C 40

2. pH unităţi pH 6, 5-8, 5

3. Materii în suspensie mg/dm3 350

4. Consum biochimique de oxigen la 5 zile (CBO5) mg O2/dm3

400

5. Consum chimic de oxigen – metoda cu dicromat de

potasiu [CCO(Cr)1)]

mg

O2/dm3

500

6. Azot amoniacal (NH4+) mg/dm3 30

7. Fosfor total (P) mg/dm3 5, 0

8. Cianuri totale (CN) mg/dm3 1, 0

9. Sulfuri şi hidrogen sulfurat (S2-) mg/dm3 1, 0

10. Sulfiţi (SO32-) mg/dm3 2

11. Sulfaţi (SO42-) mg/dm3 600

12. Fenoli antrenabili cu vapori de apă (C6H5OH) mg/dm3 30

13. Substanţe extractibile cu solvenţi organici mg/dm3 30

14. Detergenţi sintetici biodegradabili mg/dm3 25

15. Plumb (Pb2+) mg/dm3 0, 5

16. Cadmiu (Cd2+) mg/dm3 0, 3

17. Crom total (Cr3+ + Cr6+) mg/dm3 1, 5

18. Crom hexavalent (Cr6+) mg/dm3 0, 2

19. Cupru (Cu2+) mg/dm3 0, 2

20. Nichel (Ni2+) mg/dm3 1, 0

21. Zinc (Zn2+)2) mg/dm3 1, 0

22. Mangan total (Mn2+) mg/dm3 2, 0

23. Clor rezidual liber (Cl2) mg/dm3 0, 5

Din datele pentru proiect, conform NTPA – 0002/2002, (HG nr. 352/2005) rezultă că este

30



vorba despre o apă uzată cu un conţinut depăşit de materie organică.

3.2. ALEGERA METODEI DE TRATARE, FUNCŢIE DE CARACTERISTICILE APELOR UZATE

Tratarea apelor reziduale în vederea eliminării sau reducerii concentraţiilor agenţilor

poluanţi, sub limita admisă de legislaţia de protecţia mediului, se realizează prin metode chimice,

biologice sau combinate. Alegerea metodei de tratare se face în corelaţie cu caracteristicile apelor

uzate, stabilite prin analize de laborator.

Dacă efluenţii conţin numai substanţe organice biodegradabile sau amestecuri de substanţe

biodegradabile şi substanţe anorganice netoxice, se poate aplica o tratare biologica. Daca efluentii

conţin substanţe organice greu biodegradabile, amestecate cu agenti toxici (organici sau

anorganici ), o eventuală tratare biologică trebuie, în mod obligatoriu, combinată cu o tratare

chimică.

Atunci când apele uzate conţin substanţe care nu sunt biodegradabile şi substanţe toxice, epurarea se

poate realiza numai prin tratamente chimice şi fizico-chimice.

Parametrii care dictează alegerea unei metode de tratare a unor ape uzate sunt: temperatura,

pH-ul, conţinutul de azot şi de fosfor, cantitatea de solide în suspensie (SS), CBO5, CCO, natura şi

concentraţia agenţilor toxici. La aceste analize se adaugă, stabilirea influenţei agenţilor toxici asupra

metabolismului bacterian.

Raportul CBO5/CCO exprimă, indirect, raportul dintre cantitatea de substanţe biodegradabile

şi cantitatea de substanţe nebiodegradabile din apele supuse tratării. Prin urmare, valoarea acestui

raport este folosit drept criteriu pentru alegerea metodei de epurare, în condiţiile în care apa nu este

încărcată şi cu alţi poluanţi, astfel:

Dacă raportul: CBO5/CCO ≥ 0, 6, apele uzate se tratează uşor prin metode biologice, în

prezenţa microorganismelor prezente în mod natural în aceste ape;

Dacă raportul: 0, 2 < CBO5/CCO < 0, 5, se poate folosi o tratare biologică, dar cu

microorganisme adaptate;

Dacă raportul: CBO5/CCO < 0, 2, apa nu mai poate fi tratată biologic.

În cazul tratării biologice azotul şi fosforul sunt elemente nutritive pentru microorganisme.

Din acest motiv, prezenta lor în apele tratate biologic, este obligatorie.

Dacă CBO5/N = 20, respectiv CBO5/P = 100, nu este necesară adăugarea de substanţe

nutritive pentru întreţinerea activităţii biologice a microorganismelor.

pletate cu teste experimentale efectuate pe staţii pilot.

31



IV. DETERMINAREA GRADULUI DE EPURARE NECESAR4.1. NOŢIUNI GENERALE

În scopul protejării sănătăţii populaţiei şi a mediului, evacuarea/descărcarea în receptorii

naturali a apelor uzate orăşeneşti şi industriale cu conţinut de substanţe poluante se face numai în

condiţiile respectării prevederilor legislaţiei în vigoare şi ale prezentului normativ (NTPA 001 din

HG 188/2002, completată cu HG 352/2005).

Tabelul nr. 4.1.1., Valori-limită de încărcare cu poluanţi a apelor uzate industriale şi urbane evacuate în receptori naturaliSe aplică tuturor categoriilor de efluenţi proveniţi sau nu din staţiile de epurare

Nr. crt.

Indicatorul de calitate U.M.Valorile limită admisibile

Metoda de analiză4)

A. Indicatori fizici1. Temperatura1) 0C 35 -B. Indicatori chimici2. pH unităţi pH 6, 5-8, 5 SR ISO 10523-97 Pentru Fluviul Dunărea 6, 5-9, 0 3. Materii în suspensie (MS)2) mg/dm3 35, 0 (60, 0) STAS 6953-814. Consum biochimic de oxigen la 5 zile

(CBO5)2)mg O2/dm3

25, 0 SR EN 1899-2/2002

5. Consum chimic de oxigen – metoda cu dicromat de potasiu (CCOCr

-)2mg O2/dm3

125, 0 SR ISO 6060-96

6. Azot amoniacal (NH4+)6) mg/dm3 2, 0(3, 0) SR ISO 5664:2001

SR ISO 7150-1/20017. Azot total (N)6) mg/dm3 10, 0(15, 0) SR EN ISO 13395:20028. Azotaţi (NO3

-)6) mg/dm3 25, 0(37, 0) SR ISO 7890-2:2000;SR ISO 7890-3:2000SR ISO 7890/1-98 pentru apa de mare: STAS 12999-91

9. Azotiţi (NO2-)6) mg/dm3 1 (2, 0) SR EN 26777:2002 pentru

apa de mare: STAS 12754-89

10. Sulfuri şi hidrogen sulfurat (S2-) mg/dm3 0, 5 SR ISO 10530-97SR 7510-97

11. Sulfiţi (SO32-) mg/dm3 11, 0 STAS 7661-89

12. Sulfaţi (SO42-) mg/dm 600, 0 STAS 8601-70

13. Fenoli antrenabili cu vapori de apă (C6H5OH)

mg/dm3 0, 3 SR ISO 6439:2001;SR ISO 8165/1/00

14. Substanţe extractibile cu solvenţi organici

mg/dm3 20, 0 SR 7587-96

15. Produse petroliere5) mg/dm3 5, 0 SR 7877/1-95SR 7877/2-95

16. Fosfor total (P)6) mg/dm3 1, 0(2, 0) SR EN 1189-2000

32



17. Detergenţi sintetici mg/dm3 0, 5 SR EN 903:2003SR ISO 7875/2-1996

18. Cianuri totale (CN) mg/dm3 0, 1 SR ISO 6703/1/2-98/0019. Clor rezidual liber (Cl2) mg/dm3 0, 2 SR EN ISO 7393-1:2002;

SR EN ISO 7393-2:2002;SR EN ISO 7393-3:2002

20. Cloruri (Cl-) mg/dm3 500, 0 STAS 8663-7021. Fluoruri (F-) mg/dm3 5, 0 SR ISO 10359-1:2001;

SR ISO 10359-2:200122. Reziduu filtrat la 105°C mg/dm3 2.000, 0 STAS 9187-84 ;23. Arsen (As+)3) mg/dm3 0, 1 SR ISO 10566:200124. Aluminiu (Al3+) mg/dm3 5, 0 STAS 9411-8325. Calciu (Ca2+) mg/dm3 300, 0 STAS 3662-90

SR ISO 7980-9726. Plumb (Pb2+)3) mg/dm3 0, 2 STAS 8637-79;27. Cadmiu (Cd2+)3) mg/dm3 0, 2 SR ISO 8288:2002

SR EN ISO 5961:200228. Crom total (Cr3++ Cr6+)3) mg/dm3 1, 0 SR EN 1233:2003

SR ISO 9174-9829. Crom hexavalent (Cr6+)3) mg/dm3 0, 1 SR EN 1233:2003

SR ISO 11083-9830. Fier total ionic (Fe2+, Fe3+) mg/dm3 5, 0 SR ISO 6332-9631. Cupru (Cu2+)3) mg/dm3 0, 1 STAS 7795-80

SR ISO 8288:200132. Nichel (Ni2+)3) mg/dm3 0, 5 STAS 7987-67

SR ISO 8288:200133. Zinc (Zn2+)3) mg/dm3 0, 5 STAS 8314-87

SR ISO 8288:200134. Mercur (Hg2+)3) mg/dm3 0, 05 SR EN 1483:2003;

SR EN 12338:200335. Argint (Ag+) mg/dm3 0, 1 STAS 8190-6836. Molibden (Mo2+) mg/dm3 0, 1 STAS 11422-8437. Seleniu (Se2+) mg/dm3 0, 1 STAS 12663-8838. Mangan total (Mn) mg/dm3 1, 0 STAS 8662/1-96

SR ISO 6333-9639. Magneziu (Mg2+) mg/dm3 100, 6 STAS 6674-77

SR ISO 7980-9740. Cobalt (Co2+) mg/dm3 1, 0 SR ISO 8288:2661

Conform domeniului de utilizare, apele de suprafaţă de pe teritoriul României se clasifică în

trei categorii de calitate, notate cu I, II, şi III aşa cum sunt arătate în tabelul 4.2.

Tabelul 4.1.2. Categorii de calitate a apelor de suprafaţă

CATEGORIA DOMENII DE UTILIZARE

-alimentarea centralizată cu apă potabilă;

-alimentarea cu apă a unor procese tehnologice industriale;

33



I

-alimentarea centralizată cu apă a unităţilor de creştere a animalelor;

-alimentarea centralizată cu apă a întreprinderilor din industria alimentară şi din

alte ramuri de activitate care necesită apă de calitatea celei potabile;

-alimentarea cu apă pentru anumite culturi agricole irigate;

-reproducerea şi dezvoltarea salmonidelor, precum şi alimentarea cu apă a

amenajărilor piscicole salmonicole;

-ştranduri organizate, bazine nautice construite;

II

-alimentarea cu apă a amenajărilor piscicole, cu excepţia celor salmonicole;

-reproducerea şi dezvoltarea fondului piscicol natural din apele de şes;

-alimentarea cu apă a unor procese tehnologice industriale;

-scopuri urbanistice şi de agrement;

III-alimentarea cu apă a sistemelor de irigaţii;

-alimentarea cu apă a industriilor pentru scopuri tehnologice.

Aceste categorii de apă anumite valori pentru indicele de calitate care trebuie să realizeze în

secţiunea de control situată la 1km amonte de punctul sau zonă de folosinţă pentru apele de

suprafaţă din categoria I şi a II-a respectiv pentru apele uzate din categoria a III-a, în secţiunea de

evacuare a apelor uzate.

Condiţiile de calitate pentru apa de categoria a III-a, corespund şi cerinţelor de desfăşurare a

proceselor biologice care asigură autoepurarea, rezultă de aici necesitatea ca evacuările de apă uzată

să nu impurifice emisarul sub limitele categoriei a III-a de calitate.

Valoarea obţinută a gradului de epurare determinat se compară cu datele din tabelul 4.6, care

exprimă eficienţa construcţiilor şi staţiilor de epurare, stabilindu-se în final mărimea staţiei de

epurare din punct de vedere a metodelor şi procedeelor de epurare ce trebuie adoptate.

Tabelul 4.1.3. Eficienţa construcţiilor şi spaţiilor de epurare

Procese de epurare şi construcţiile

respective

Eficienţa %

CBO5

Suspensii

separabile

prin sedimentare

Mecanice

-grătare, site, etc.

-deznisipatoare, decantoare

5-10

25-40

5-20

40-70

Mecano-chimice

-instalaţii de coagulare-decantare 50-85 70-90

34



-staţii de clorare (apa brută sau decantată)

-idem (apa epurată biologic)

15-30

-

-

-

Mecano-biologice

-decantoare-câmpuri de irigare şi filtrare 90-95 85-95

Mecano-biologice artificiale

-cu filtre biologice de mare încărcare

-cu filtre biologice de mică încărcare

-bazine cu nămol activ de mare încărcare

-bazine cu nămol activ de mică încărcare

65-90

80-95

50-75

75-95

65-92

70-92

75-85

85-95

4.2. CALCULUL GRADULUI DE EPURARE

Gradul de epurare reprezintă procentul de reducere, ca urmare a epurării, a unei părţi din elementele

poluante de natură fizică chimică şi biologică din apele uzate, astfel încât, partea rămasă în apa epurată să

reprezinte valoarea limită admisibilă, conform reglementărilor în vigoare (HG 188/2002, completat cu HG

352/2005)

Gradul de epurare se calculează cu relaţia:

%, unde:

Ci – reprezintă valoarea concentraţiei iniţiale a indicatorului din apele uzate, pentru care se determină

gradul de epurare, (mg/l) ;

Cf –reprezintă valoarea concentraţiei finale a aceluiaşi indicator după epurarea apei uzate (valoarea

maximă admisibilă, conform NTPA 001, mg/l.

Calculul gradului de epurare se face funcţie de următorii poluanţi:

- suspensiile - CBO- Oxigenul- Azotul total.

Pentru efectuarea acestui calcul se parcurg următoarele etape:

- se determină diluţia;- se verifică dacă amestecul se face complet până la secvenţa de calcul;- se determină diluţia reală;- se stabileşte cantitatea maximă admisă de suspensii în funcţie de diluţia reală cu ajutorul calculelor;- se determină gradul de epurare cu ajutorul ecuaţiei:

Raportul de diluţie notat cu (d ) ( folosit în calculele de proiectare) este dat de relaţia :

35



, unde:

Q – debitul emisarului, (m3/s), Q = 5 m3/s;

q – reprezintă debitul maxim zilnic de ape uzate, (m3/s), q=0, 125m3/s.

m3/s

Raportul de diluţie real ( pentru o secţiune intermediară de la gura de vărsare până la secţiunea

de amestecare) , este exprimat prin relaţia:

,

unde:

a – reprezintă coeficientul de amestecare corespunzător secţiunii considerate, a cărui valoare poate

varia între 0, 7 – 0, 9; se adoptă a = 0, 80.

Coeficientul difuziei turbulente:

, m2/s, unde:

v- viteza medie a receptorului, v = 1, 5 m/s

H – adâncimea medie a receptorului, H= 1, 8 m ;

q – debitul maxim zilnic al apei uzate, q = 0, 125m3/s;

m3/s;

L – distanţa totală de la puctul de vărsare al apei uzate până la secţiunea examinată privind calitatea

emisarului, m (secţiunea examinată se consideră situată la 1 km amonte de secţiunea de folosinţă).

L = 15Km – 1 km = 14 Km

Lungimea de amestecare se calculează cu relaţia:

4.2.1. Calculul gradului de epurare pentru materii în suspensie:

unde:

;

- reprezintă cantitatea maximă admisibilă de materii în suspensie, ce poate fi evacuată în emisar,

36



conform NTPA 001/2005;

4.2.2. Calculul gradului de epurare necesar pentru substanţe organice (CBO5):

Varianta nr. 1: se iau în consideraţie diluţia, amestecarea şi procesul natural de autoepurare a

apei, prin oxigenare, la suprafaţă.

Varianta nr. 2: se ţine cont de diluţie şi amestecare; nu se ia în considerare procesul de

autoepurare.

Varianta nr. 3: se iau în consideraţie condiţiile impuse prin NTPA 001/2002.

Varianta nr. 1:

,

unde:

- CBO5 a.m – reprezintă cantitatea admisibilă pentru amestec, de CBO5, pentru a fi evacuată în

emisar : CBO5 a.m = 7 mg/l;

- k1 – coeficient de oxigenare sau constanta de consum a oxigenului în ape uzate;

k1 = 0, 1 zile -1 ;

- k2 – constanta de consum a oxigenului din apele emisarului în amonte de gura de vărsare; k2

= 0, 17 zile-1

- q – debitul de apă uzată ; q = 0, 125 m3/s;

- Q – debitul emisarului; Q = 5 m3/s;

- a = 0, 8;

– t – timpul de curgere a apei între secţiunea de evacuare şi secţiunea de calcul;

– s

- – cantitatea de substanţă organică, în apele emisarului, în amonte de gura de vărsare, =

2 mg/l;

Din ecuaţia de bilanţ rezultă:

37



- – viteza consumului de oxigen al apelor uzate , înainte de evacuarea acestora în emisar

;

- – viteza consumului de oxigen al apelor emisarului , în amonte de secţiunea de evacuare a

apelor uzate ;

Notaţie : , date proiectare.

Varianta nr. 2: se ia în considerare amestecarea şi diluţia:

mg O2/l

Varianta nr. 3: se iau în consideraţie condiţiile impuse prin NTPA 001/2002.

Notaţie : , date proiectare.

5.2.3. Determinarea gradului de epurare necesar funcție de oxigenul dizolvat

unde:

F – factor de diluţie ; F are valori cuprinse între 1, 5 – 2, 5; se ia F = 2

Dmax- deficit maxim de oxigen în aval de secţiunea de evacuare;

;

38



Concentraţia CBO5 , într-o apă uzată, se determină cu relaţia:

Se calculează în continuare CBO20 pentru ape uzate:

Se calculează deficitul de oxigen ca fiind :

DO = COs- COr

DO=11, 35 – 6 = 5, 35 mgO2/l ˃ 4mg/l

Se determină timpul critic în care se realizează deficitul maxim de oxigen (după gura de

vărsare) din apa râului:

Calculul deficitului critic (maxim de oxigen):

Se compară concentraţia oxigenului necesar vieţii acvatice într-o apă de suprafaţă

(>4mg/l) cu concetraţia minimă de oxigen.

COmin = COS – DOcr COmin = 11, 3- 4,45 COmin= 6,85mgO2/l

COmin ˃ 4 mgO2/l

Determinarea gradului de epurare în ceea ce privește consumul chimic de oxigen Calcul consumului chimic de oxigen se face cu ajutorul relatiei:

(%)

Unde: - concentratia initială a materiei organice la intrarea în stația de epurare, exprimată prin

39



CCO-Cr; date proiectare; - concentratia de materie organică exprimata prin CCO-Cr în apa epurată deversată în

emisar, ce corespunde valorii din NTPA 001/2005; = 125 mg/l

(%)

4.2.4. Calculul gradului de epurare necesar pentru azot total

în care:

azot total

Notaţie:*Ci_N = date proiectare.

= 0, 10 mg – reprezintă cantitatea maximă admisibilă de azot total, ce poate fi evacuată în

emisar, conform NTPA 001/2005;

Nu sunt necesare restricţii în ceea ce priveşte N total .

40



V. ALEGEREA VARIANTEI TEHNOLOGICE OPTIME

5.1. VARIANTA NR. 1

G DZ BE DP BNA DS

Tabelul nr. 5.1.1.

SOLIDE ÎN SUSPENSIE

Grătar EFICIENŢA, %

5

Deznisipator 25

Bazin egalizare - Ci = Cf = 249, 37mg/l

Decantor primar

55

Bazin cu nămol activ + Decantor secundar

85

Tabelul nr. 5.1.2.

CBO5

Grătar EFICIENŢA, % --

41



Deznisipator 5

Bazin egalizare - Ci = Cf = 380 mg/l

Decantor primar 40


85

Tabelul nr. 5.1.3.

CCO_Cr


--

Deznisipator 5

Bazin egalizare

- Ci = Cf = 475 mg/l

Decantor primar

30


85

5.2. VARIANTA NR. 2

G DZ DP FB

42



Tabelul nr. 5.2.1.



5

Deznisipator 25

Decantor primar

55

Filtru biologic 75

Tabelul nr. 5.2.2.

CB05


--

Deznisipator 5

Decantor primar

35

Filtru biologic 75

CCO_CrGrătar EFICIENŢA,

%-

-

Deznisipator 5

Decantor primar

30

43



Filtru biologic 80

5.3. VARIANTA NR. 3

G DZ CF DP

Tabelul nr 5.3.1.


Grătar

EFICIENŢA, %

5

Deznisipator 25

Coagulare_floculare +

Decantor primar

70

Tabelul nr. 5.3.2.

CB05

Grătar

EFICIENŢA, %

-

-

Deznisipator 5


Decantor primar

70

44



Tabelul nr. 5.3.3.

CCO_Cr

Grătar

EFICIENŢA, %

-

-

Deznisipator 5


Decantor primar

65

5.4. Varianta nr. 4

G DZ CF DP BNA DS

Tabelul nr. 5.4.1.


Grătar

EFICIENŢA, %

5

Deznisipator 25

Coagulare_floculare +Decantor primar

70


80

Tabelul nr. 5.4.2.

45



CB05

Grătar

EFICIENŢA, %

-

-

Deznisipator 5

Coagulare_floculare+Decantor primar

70


85

Tabelul nr. 5.4.3.

CCO_Cr

Grătar

EFICIENŢA, %

-

-

Deznisipator 5

Coagulare_floculare+Decantor primar

65


85

5.5. VARIANTA NR. 5

G DZ BE DP BNA DS C+

Tabelul nr. 5.5.1.


46



Grătar

EFICIENŢA, %

5

Deznisipator 25

Decantor primar

55


85

Adsorbţie pe C activ 60

Tabelul nr. 5.5.2.

CB05

Grătar

EFICIENŢA, %

-

-

Deznisipator 5

Decantor primar

40


85

Adsorbţie pe C activ 55

Talelul nr. 5.5.3.

CCO_Cr

47



EFICIENŢA, %

-

-

Deznisipator 5

Decantor primar

30


85

Adsorbţie pe C activ

55

Tabelul nr. 5.5.4. Varianta

Poluant: Cf

I II III IV V NTPA

001/2002

Materii în suspensii,

mg/l

28, 05 28, 125 78, 81 14, 96 7, 33 35

CBO5, mg O2/l 34, 20 49, 20 114 17, 10 15, 39 25

CCO_Cr, mg O2/l 49, 875 61, 75 166, 25 24, 93 22, 24 125

Azot, mg N/l - - - - - 10

5.6. ALEGEREA VARIANTEI TEHNOLOGICE OPTIME ŞI DESCRIEREA PROCESULUI ADOPTAT

Dintre toate aceste variante tehnologice analizate, constatăm că doar varianta a IV –a şi a V-a

se încadrerază din punct de vedere ecologic, deoarece concentraţiile calculate sunt în conformitate

cu NTPA 001 din HG 188/2002, completată cu HG 352/2005.

48



Dacă analizăm cele două varinte tehnologice de epurare, din punct de vedere economic şi

ecologic se constată că cea mai economică şi în acelaşi timp cea care asigură un grad de epurare bun,

conform reglementărilor în vigoare, este varianta tehnologică de epurare IV.

În alegerea acestei variante tehnologice am ţinut cont şi de debitul apei uzate şi de gradul de

diluţie.

49



VI CALCULUL UTILAJELOR TEHNOLOGICE

Schema tehnologică a stației de epurare propuse pentru proiectare

50

Nămol în exces

Apă uzată

Nămol de recirculare (la BNA)

Apa din nămol

1

2

Ape uzate brute

Grătare, site

Denisipator

Coagulare-floculare

Spre halde, incinerare etc

Construcţii pentru deshidratarea nămolului

Bazin de fermentare a nămolului

Decantor primar

Bazin cu nămol activ

Decantor secundar

Ape epurate spre emisar

2

1

1+2



Figura nr. 6.1. Schema tehnologică a staţiei de epurare apă uzată propusă pentru proiectare

6.1. CALCULUL UTILAJELOR DIN CADRUL TREPTEI MECANICE DE EPURARE (GRĂTARE, DEZNISIPATOR, BAZIN DE EGALIZARE, DECANTOR PRIMAR)

7.1.1. Debite de calcul şi de verificare utilizate în instalaţiile de epurare municipale

Aceste debite de calcul şi de verificare sunt specifice fiecărei trepte din procesul de epurare a

apelor uzate. Determinarea debitelor de ape uzate se face conform STAS 1343/0-89, STAS 1846-90

şi STAS 1478-91.

Tabelul nr. 6.1.1. Debite de calcul şi de verificare Utilaj Debite de calcul (Qc) Debite de verificare (Qv)

Grătare, Site

Deznisipator

Decantor primar

Bazin cu nămol activ

Decantor secundar

Încărcările cu poluanți se iau conform normativului P 28-84 si NTPA-0011/2002.

6.1.2. Grătare

Grătarele , conform SR EN 12 255-1/2002, se prevăd la toate staţiile de epurare, indiferent

de sistemul de canalizare adoptat şi independent de procentul de intrare a apei în staţia de epurare-

prin curgere gravitaţională sau sub presiune. În acest caz grătarele se prevăd înaintea staţiei de

pompare.

Scopul grătarelor este de a reţine corpurile plutitoare şi suspensiile mari din apele uzate

(crengi şi alte bucăţi din material plastic, de lemn, animale moarte, legume, cârpe şi diferite corpuri

aduse prin plutire, etc.), pentru a proteja mecanismele şi utilajele din staţia de epurare şi pentrua

reduce pericolul de colmatare ale canalelor de legătură dintre obiectele staţiei de epurare.

Grătarele se confecţionează sub forma unor panouri metalice, plante sau curbe, în interiorul

căreia se sudează bare de oţel paralele prin care sunt trecute apele uzate. În funcţie de distanţa dintre

51



aceste bare, se deosebesc grătare rare şi grătare dese.

Grătarele rare îndeplinesc de obicei rolul de protecţie a grătarelor dese împotriva corpurilor

mari plutitoare. Distanţa între barele acestui grătar variază în limetele 50 -100mm.

Grătarele dese prezintă deschiderile dintre bare de 16 -20mm, când curăţirea lor este manuală

şi de 25- 60 mm, la curăţirea lor mecanică. Cele din faţa staţilor de pompare a apelor uzate brute au

interspaţiile de 50 -150 mm.

Grătarele sunt alcătuite din bare metalice. Distanţa dintre bare, grătarele pot fi:

-cu deschidere mare (2, 5 - 5 cm.);

-cu deschidere mai mică (1, 5 - 2, 5 cm.).

Pentru grătarele plasate înaintea staţiei de pompare, distanţa dintre bare se recomandă a fi

între 5 -15 cm. Înclinarea grătarelor faţă de orizontală, depinde de modul lor de curăţire (mecanic

sau manual). Se recomandă pentru grătare cu curăţare manuală înclinarea de 30-75°, iar pentru cele

mecanice, înclinarea va fi mai mare de 45 - 90°.

Înclinările mai mici favorizează curăţirea grătarelor mai repede şi descresc căderea de

presiune pe grătar. Viteza de curgere a apei prin grătare se recomandă a fi între 60 -100 cm/s pentru

a se evita depunerile.

Curăţirea manuală a grătarelor se realizează pentru instalaţii mai mici, cu cantităţi mai reduse de

reţinere şi se efectuează cu o greblă de pe o patformă situată deasupra nivelului maxim al apei.

Grătarele cu curăţire manuală se utilizează numai la staţiile de epurare mici, cu debite până

la 0, 1m3/s, care deservesc maximum 15000 locuitori. Curăţirea se face cu greble, crengi, lopeţi, etc.,

iar pentru uşurarea exploatării se vor prevedea platforme de lucru la nivelul părţii superioare a

grătarului, lăţimea minimă a acestora fiind de 0, 8 m. având în vedere variaţiile mari de debite ce se

înregistrează în perioadele ploioase sau uscate de-a lungul unui an, exploatarea va fi mult uşurată

dacă se prevăd două panouri de grătare aferente debitelor respective.

Grătarul de curăţire mecanică constituie soluţia aplicată la staţiile de epurare ce deservesc

peste 15 000 locuitori, deoarece, în afară de faptul că elimină necesitatea unui personal de deservire

contină asigură condiţii bune de curgere a apei prin interspaţiile grătarului fără a exista riscul

apariţiei mirosurilor neplăcute în zonă. .

Curăţirea mecanică, se realizează atunci când cantitatea de materii obţinute sunt mari, astfel

încât, este necesară curăţarea continuă şi frecventă. Se pot utiliza grătare cu curăţare rotativă, la

canale cu adâncimi mai mici de 1m, şi greble de curăţare cu mişcări de translaţie pentru bazinele

drepte cu adâncimi mari.

Proiectarea se realizează la debitul de calcul:

52



Distanţa dintre barele grătarelor (lumina grătarului) are valori diferite pentru cele două

cazuri:

- pentru grătarele rare distanţa dintre bare este: b = 2, 5….5 cm;

- pentru grătarele dese distanţa dintre bare este: b = 1, 5….2, 5 cm.

Grătarele rare au rolul de a reţine materii grosiere din apa uzată intrată în staţie.

Grătarele dese au rolul de a reţine corpurile grosiere din apa uzată.

Am ales dinstanţa dintre bare b = 2, 5 cm = 0, 025m şi un grătar des.

Lăţimea barelor este s=0, 8….1, 2 cm şi am ales s=1, 0 cm = 0, 01m

Camera grătarelor trebuie să aibă o lăţime mai mare decât canalul de acces, iar, imediat în

aval de grătar, radierul trebuie să fie coborât cu 7, 5-15 cm. Lăţimea camerei grătarului este:

vg max = 0, 4…1 m/s şi am ales vg max = 0, 90 m/s.

hmax= înălţimea apei în faţa grătarului care se alege ≈ 500-600 mm hmax = 600mm = 0, 6 m

B= este o lăţime standard; Bcalculat se standardizează, Bst

m

B standardizat = 1, 0

m

Numărul de bare:

Verificare:

Vg max = 0, 4 …1 m/s

Vg max

53



Viteza apei în amonte de grătar, Va, trebuie să fie suficient de mare, pentru a nu se produce

depunerea suspensiilor din apă şi, în acelaşi timp, să nu depăşească anumite limite, pentru a nu

disloca reţinerile de pe grătar.

Viteza apei în amonte de grătar trebuie să se încadreze în intervalul Va = 0, 4 ÷ 0, 9 m/s

unde:

, (1/n se ia din catalog din Îndreptarul de calcule hidraulice pentru cazul betonului

de condiţie medie).

I=0, 001.

Se alege din îndrumar n = 0, 016

Va = care aparţine

intervalului 0, 4÷ 0, 9 m/s

Concluzie: din calcule rezultă că s-au verificat condiţiile stabilite prin reglementările în

vigoare; urmează alegerea tipului de grătar:

CaracteristiciLăţimea panoului grătarului B în m0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,25

Debitul maxim (l/s) 185 250 312 480 640 1000 1250Adâncimea apei (H - mm) 780 1000 1250

Raza greblei (R1-mm) 1250 1600 2000Raza greblei (R2-mm) 1275 1640 2040

DMm

HMm

lmm

bmm

ElectromotorRot/min kW

Frecv.curăţiriiRot/min

GreutateaKg/buc

Grătar radial 800 980 16 θ 20 1350 0,4 4,8 737

Cantitatea de reţineri pe grătar se determină în funcţie de distanţa dintre barele grătarelor

conform tabelului următor:

b[cm] 1, 6 2 2, 5 3 4 5

[dm3/loc.an] 6 5 3, 5 3 2, 5 2

54



Pentru b =2, 5 cm 145 000 x 3, 5= 507500 dm3/loc.an.

Pierderea de sarcină prin grătare, Δh, trebuie aleasă astfel încât să nu se producă un remuu

prea mare, care să pună sub presiune vanalul de ape uzate, care intră în staţie. Pierderea de sarcină se

calculează cu relaţia:

α = unghi de înclinare a grătarului 450-900, pentru grătarele cu curăţare mecanică (se alege α = 750);

ξ = în funcţie de mai mulţi parametri;ξ = k1k2k3,

unde:

k2- coeficient în funcţie de forma barelor: pentru secţiune rotundă k2 = 0, 74

k3=f (a, b)

e =0, 025 cm;

hmax = 0, 6 m;

s =0, 01 m;

h = 1, 0 m

b = 0, 714 şi a = 0, 616 prin interpolare din tabelul de mai jos k3= 0, 728

0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6 0, 7 0, 8 0, 9 1, 00 245 51, 5 18, 2 8, 25 4 2 0, 97 0, 42 0, 13 00, 2

230 48 17, 4 7, 7 3, 75 1, 87 0, 91 0, 4 0, 13 0, 01

0, 4

221 46 16, 6 7, 4 3, 6 1, 8 0, 88 0, 39 0, 13 0, 01

0, 6

199 42 15 6, 6 3, 2 1, 6 0, 8 0, 36 0, 13 0, 01

0, 8

164 34 12, 2 5, 5 2, 7 1, 34 0, 66 0, 31 0, 12 0, 02

1, 0

149 31 11, 1 5, 0 2, 4 1, 2 0, 61 0, 29 0, 11 0, 02

1, 4

137 28, 4 10, 3 4, 6 2, 25 1, 15 0, 58 0, 28 0, 11 0, 03

2 134 27, 4 9, 9 4, 4 2, 2 1, 15 0, 58 0, 28 0, 12 0, 043 132 27, 5 10 4, 5 2, 24 1, 17 0, 61 0, 31 0, 15 0, 06

55



Cu cele 3 valori pentru k se obţinem ξ= 0, 959

m

Mărimea pierderilor de sarcină calculate cu relaţia de mai sus nu depăşesc de obicei 5 cm .Ţinând seama de pierderile de sarcină suplimentare date de înfundarea grătarului , la stabilirea

profilului în lung al liniei apei , pierderile de sarcină rezultate din relaţia de mai sus se măresc de 3 ori (nu se vor lua mai mici de 15 cm).Din aceleaşi motive , radierul canalului în aval de grătar se va coborâ cu aceeaşi valoare.

adoptat = 0,15m

Figure 1: Grătar plan cu curăţire mecanizată cu cupă

1- cadru metalic; 2- grătar; 3 - cupa pentru reţinerea depunerilor de pe greblă; 4 - descărcător al

depunerilor; 5- rolă pentru cablu; 6 - limitator deplasare descărcător; 7- limitator deplasare cupă; 8-

troliu pentru ridicarea

greblei; 9 - jgheab de descărcare; 10 - construcţie de beton.

6.1.3. Proiectarea deznisipatorului

Deznisipatoarele sunt bazine care se folosesc pentru separarea din apele uzate a particulelor

minerale mai mari ca 0, 2 mm. Deznisipatoarele sunt folosite, în prezent, în mod curent, pentru apele

uzate provenite din reţele dimensionate atât în sistem divizor, cât şi unitar. Deznisipatoarele care

tratează ape uzate provenite din sistemul unitar sunt folosite, de obicei, numai pentru debite care

depăşesc 3000 m3/zi(circa 10000 loc). Debitul din acest proiect este de 10800 m3/zi.

56



În realitate, pe lângă substantele minerale se reţin în deznisipatoare şi cantitaţi reduse de

substanţe organice care sunt purtate de particulele minerale sau sunt antrenate de către acestea în

tinpul căderii sau care având o viteză de sedimentare egală cu aceea a particulelor minerale se depun

înpreună cu acestea, în special la viteze mici.

Proiectarea deznisipatorului se realizează la debitul de calcul egal cu de 2 ori debitul orar

maxim.

Adâncimea H este între 1, 5 şi 4 m cu pasul de 0, 25.

La un deznisipator, trebuie prevăzute minim 2 compartimente, ele fiind exploatate periodic,

alternativ. Se recomandă ca lăţimea unui compartiment să nu depăşească 3, 0 m, n compartimente =

2.

Secţiunea transversală a deznisipatoarelor orizontale se determină cu relaţia:

unde: Qc – este debitul de calcul al deznisipatorului, [m3/s]; V0 – viteza orizontală, [m/s];

Viteza orizontală se va determina în funcţie de diametrul particulelor reţinute în deznisipator.

Se consideră ca diametrul particulelor reţinute este de 0, 2mm şi din tabelul următor va rezulta

viteza orizontală.

V[mm/s] 41 30 19 13

d[mm] 1 0,

5

0,

2

0, 1

V0 = 19 mm/s = 0, 019 m/s

Calculul înălţimii totale a deznisipatorului:

H = hu + hd + hg + hs

Unde: hu – înălţimea zonei optime ( înalţimea în care stă apa), cuprinsă între 0, 60 – 2, 5 m; luăm hu

= 1m;

hd – înălţimea spaţiului de colectare a nisipului, depinde de încărcarea cu nisip şi intervalul

57



de evacuare a nisipului; se ia hd = 0, 20 m;

hg – înălţimea spaţiului de siguranţă pentru îngheţ, cuprinsă între 0, 3 – 0, 5 m; se ia hg = 0, 5 m;

hs – înălţimea spaţiului de siguranţă suplimentară, cuprinsă între 0, 1 – 0, 15 m; se ia hs = 0, 1 m;

- adoptăm H = 1 + 0, 2 + 0, 5 + 0, 1 H = 1, 8 m – înălţimea totală a deznisipatorului

Din nomenclator se impune alegerea unei înaltimi H – cuprinsă între 0, 8 – 2, 5 m; se adoptă H = 2, 0

m

B = 0, 80m (din catalog) se alege din catalog curăţătorul deznisipator tip NA->Nd2-2 cu o

suflantă tip SRD 20 -7, 5

Secţiunea orizontală a deznisipatorului se calculează după formula:

unde: α = coeficient ce ţine seama de mai mulţi parametri, şi de aceea se ia 2, 2 pentru o eficienţă

de 85%;

Vs = viteza de sedimentare, [m/s] care se determină tot în funcţie de diametrul particulelor reţinute

în deznisipator;

Vs[cm/s] 14 7, 2 2, 3 0, 7

d [mm] 1 0, 5 0, 2 0, 1

d = 0, 2 mm Vs=2, 3 cm/s= 0, 023 m/s

Lungimea deznisipatorului se calculează cu formula:

Se recomandă ca raportul între lungimea şi lăţimea deznisipatorului să fie cuprins între 10 şi 15;

58



se încadrează între 10 şi 15

6.1.4. Coagulare - floculare

Procesele de coagulare-floculare sunt metode de tratare a apelor, care facilitează eliminarea

particulelor coloidale din apele brute, prin adăugarea de agenţi chimici, aglomerarea particolelor

coloidale şi respectiv separarea lor ulterioară prin decantare, flotaţie cu aer dizolvat, filtrare. În afară

de eliminarea coloizilor şi reducerea urbidităţii din apele de suprafaţă, prin coagulare se reduc

parţial culoarea, gustul, mirosul, respectiv conţinutul de microorganisme.

Procesul de coagulare-floculare are loc în trei etape:

1.Neutralizarea sarcinilor electrice prin adaosul de agenţi de coagulare. În această etapă a

procesului de coagulare-floculare se realizează premiza îmbunătăţirii posibilităţilor de aglomerare

sub agitare intensă, într-un timp foarte scurt (30 s – 1min);

2.Formarea microflocoanelor prin aglomerarea particulelor lipsite de sarcina lor iniţială

aglomerarea se face întâi în microflocoane şi apoi în flocoane voluminoase, separabile prin

decantare, se numeşte floculare. După modul în care se realizează aglomerarea particulelor,

flocularea este de două tipuri:

– floculare pericinetică, această fază începe imediat după terminarea agitării rapide şi se

produce numai pentru particule mai mici de 1 ;

– floculare ortocinetică, care conduce la formarea de microflocoane şi se produce în pracică

datorită unui gradient de viteză produs prin curgerea lichidului sau prin agitare mecanică. Aceasta

fază se realizează prin agitare lentă timp de 15-30 min. Şi are ca rezultat formarea de flocoane mari,

dense şi uşor sedimentabile.

3.Separarea flocoanelor prin sedimente, filtrare sau flotaţie cu aer diyolvat. Sedimentarea sau

flotaţia cu aer dizolvat se pot realiza în acelaşi utilaj în care s-a făcut flocularea sau în utilaje

separate;

Pentru instalaţiile de coagulare clasice se realizează dimensionarea următoarelor repere:

o staţia de preparare şi dozare a reactivilor;

o camera de amestec;

o camera de reacţie.

Staţia de preparare şi dozare a reactivilor cuprinde spaţiile necesare pentru înmagazinarea

reactivilor, pentru pregătirea acestora în forma în care se administrează şi pentru dozare. Dozele de

reactivi se stabilesc pe baza testelor de laborator care se efactuează zilnic, prin metoda „jar test”

59



Pentru predimensionarea acestor staţii se pot admite dozele orientative de indicate în

tabelul următor:

Compoziţia medie a

sus-pensiilor în apă, în

mg/l

Doza ,

mg/l

100 25-35

200 30-45

400 40-60

600 45-70

800 55-80

1000 60-90

Necesitatea alcalinităţii apei pentru a contracara scăderea pH-ului datorită introducerii

agenţilor de coagulare se stabileşte cu formula:

35,15mg/l

unde:

=doza de , respectiv , sau NaOH necesară în mg/l;

Ds =doza de coagulant, în mg/l;

Solide în suspensie: = 350 mg/l,

; ;

A = alcalinitatea naturală a apei, ca duritate temporară, în grade germane;

K = 10mg/l pentru ; 18,3mg/L pentru ; 14,3 pentru NaOH;

Dacă < 0, atunci nu este necesară adăugarea de soluţii alcaline.

o La stabilirea dimensiunilor depozitelor şi a duratei de stocare a reactivilor sunt considerate

următoarele aspecte:

o posibilităţile locale de aprovizionare cu reactivi;

o consumul zilnic de reactivi.

În general, trebuie să se asigure în depozite cantitatea de reactivi corespunzătoare

consumului pentru 30 de zile.

Dozarea reactivilor se poate realiza:

o uscat, introducerea agentului de coagulare sub formă de pulbere prin dozatoare cu şnec, disc;

o în soluţie, cu doză constantă sau cu doză variabilă, prin dozatoare cu plutitor , dozatoare cu

60



pompe, dozatoare cu orificii calibrare.

Dozarea se poate face direct în cazul soluţiilor de aproximativ 20%, sau printr-o

soluţie intermediară, cu o concentraţie de 5-10%, care se prepară în bazine al căror volum se

determină astfel:

unde:

Q = debitul apei, în m3/s;

D = doza de coagulant, în g/m3;

n = numărul de preparări, în 24h, (3-6); am ales n = 5;

c = concentraţia soluţiei (5-10%);am ales c = 7%;

ρ = densitatea soluţiei utilizată, 1,22 g/cm3.

Camerele de amestec:

Amestecul apei brute cu reactivii, se opate realiza prin procedee mecanicce sau hidraulice,

după cum s+a prezentat anterior.

Înalţimea camerelor de amestec:

În camerele de amestec cu şicane, alegerea elementelor constructive se face ţinând cont cont

de următorii factori:

o viteza a apei la ieşirea din bazin se consideră între 0,4-0,6 m/s, astfel încât să se asigure o

curgere liniştită a apei spre camerele de reacţie, am ales =0,5m/s. În spaţiile înguste dintre

şicane, viteza apei se consideră 0,8 m/s, astfel încât să se asigure un regim turbulent,

o lăţimea jgheabului, l, la plecarea apei se alege, l ≥ 6m, am ales l = 6m.

o înlălţimea primei trepte de amestecare este dată de relaţia:

unde:

;

= 0,5 m/s;

l = 6m.

Pierderile de sarcină în deschiderile l1....ln ale pereţilor în şicană sunt date de formula:

unde:

61



= coeficient având valoarea 2-2,5 pentru înclinarea la 45° a şicanelor, am ales = 2,3;

= viteza apei în orificii, 1,5 m/s;

g = acceleraţia gravitaţională, g = 9,81 .

Deschiderile pereţilor în şicană se calculează cu relaţia:

0,073m

n = numărul de preparări, în 24h, (3-6); am ales n = 5 în 24h,

= viteza apei în orificii; =1.5 m/s;

= înlălţimea primei trepte de amestecare, =0,05m,

= pierderile de sarcină, = 0.2637m.

Putera amestecătorului pentru bazinul de amestecare: 0,55 KW.

Camerele de reacţie

Camerele de reacţie în care se realizează flocularea sunt dimensionate pentru a permite

formarea flocoanelor într-un interval de timp de 5-30 min, după amestecarea reactivilor în apa brută

şi sunt adaptate tipului de decantor la care sunt utilizate.

În bazinele de reacţie trebuie să se asigure viteze suficient de mari pentru a menţine

flocoanele în suspensie, dar între anumite limite, pentru a nu contribui la dezagregarea acestora

( respectiv 0,5 m/s la intrare şi 0,2-0,01 m/s la ieşire.

Volumul camerei de reacţie este dat de relaţia:

unde: Q – debit de calcul, Q = 0,150m3/s;

t – timpul de staţionare a apei în bazinul de reacţie, t = 7200 s;

Proiectarea decantoarelor suspensionale în care se realizează combinat procesul de

coagulare- floculare şi sedimentare consideră calcularea sau adoptarea următoarelor elemente:

forma bazinului,

timpul de staţionare,

încadrarea hidraulică,

viteza apei în camera de amestec, reacţie şi în zona de sedimentare,

raportul de recirculare al nămolului,

concentraţia nămolului,

volumul concentratorului de nămol. [proiect TBE].

f) retinerea solidelor in suspensie

= 249,37mg/l

62



= 74,8mg/l

Qc = 0,150 m3/s =540 m3/h

Reţinerea:

6.1.5. Proiectarea decantorului primar

Decantorul longitudinal este în general folosit ca decantor primar pentru separarea particulelor

din apele uzate brute, decantoare pentru ape de consum în procese de tratare, se paratoare pentru

apele uzate din industra petrochimică şi, cu formă uşor modificată la deznisiparea apelor uzate.

Ele se construiesc astfel încât să funcţioneze în flux continuu şi au scopul de a reţine

suspensiile floculente din apele uzate.

Proiectarea decantorului primar se calculează la Qc este debitul de calcul = Qzi max=125 l/s=0, 125

m3/s.

Concentraţia de suspensii solide separabile gravitaţional CSSG=350 mg/l. Pentru determinarea

timpului de retenţie tr se va proceda astfel:

- se alege o valoare pentru eficienţă, pentru ε şi din tabelul următor se determină valoarea pentru

w [m3/m3h];

ε [%] C ≤ 200 200≤C≤300 C ≥300

40…45 2, 3 2, 7 3

45…50 1, 8 2, 3 2, 6

50…55 1, 2 1, 5 1, 9

55…60 0, 7 1, 1 1, 5

ε = 55% – 60% w = 1, 5 m3/m2h

- pentru W găsit se alege o valoare pentru Hmed şi din tabelul al doilea se va scoate valoarea

corespunzătoare pentru tr:

W Hmediu[m]

63



[m3/m2h] 2 2, 5 3

1 2 2, 5 3

1, 4 1, 6 1, 8 2, 25

1, 7 1, 25 1, 4 1, 75

Hmed= 3 m prin interpolare tr = 1, 928 h

Volumul decantorului:

Aria orizontală:

Aria transversală: ;

-se alege vo= 8, 0 mm/s = 0, 008 m/s

Lungimea decantorului: 55, 53m

Înălţimea utilă:

Lăţimea decantorului: m din catalog avem lăţimea standard BSTAS=

7 m cu Lmax= 60 m şi P = 0, 4 kW. Se alege din catalog Raclorul de tip DLP7.

Se recalculează:

m2

Verificare:

Volumul total de nămol depus:

ε=55% ; ρn= 1100 kg/m3; P=95% ;CSSG=350 mg/l = 0, 350 kg/m3

ρn = densitatea nămolului, ρn = 1100 ÷ 1200 kg/m3. Se adoptă ρn = 1100 kg/m3;

64



P = umiditatea nămolului, P = 95 %;

GEss = gradul de epurare, GEss =55%;

Ciss =concentraţia iniţiala a solidelor în suspensie, Ciss=350mg/l.

Qc=0, 125 m3/s

Pentru determinarea timpului „t „ trebuie determinate:

t = tca + tcp + tm

- timpul cursei active,

-timpul cursei pasive,

-timpul mort = 5 min

t = tca+tcp+tm = 46, 27+23, 14+5 = 74, 41min = 4464, 6 sec

Geometria nămolului: nămolul se depune în decantor sub forma unei pene cu pantă 0, 008

determinată experimental.

H = hu + hd + hs + hn = 2, 892 + 0, 0682 + 0, 4 + 0, 3 = 3, 7602 m

hu= înălţimea utilă;

hd = înălţimea depunerilor;

Debitul de nămol :

6.2. TREAPTA DE EPURARE BIOLOGICĂ

6.2.1. Bazin cu nămol activ Epurarea biologică cu nămol activ a apelor uzate în bazinele de aerare constituie, în prezent

procedeul cel mai utilizat în staţiile de epurare. Avantajul acestuia este, realizarea unei eficienţe de

epurare mai ridicate, atât iarna cât şi vara, sunt lipsite de mirosul neplăcut şi de prezenţa muştelor,

suprafeţele specifice constituite sunt mai reduse, permite o mai uşoară adaptare a procesului

tehnologic din staţia de epurare la modificări de durată ale caracteristicilor apelor uzate. Marele

65



inconvenient al acestui procedeu este de ordin energetic deoarece necesită un consum specific de

energie mai ridicat, această energie fiind absorbită de utilajele care furnizează oxigenul necesar

proceselor aerobe.

Din punct de vedere constructiv, un bazin cu namol activ se prezintă sub forma unui bazin

rectangular din beton armat, unde epurarea biologică are loc în prezenţa unui amestec de nămol activ

şi apă uzată.

Proiectarea tehnologică a unui bazin de egalizare implică calcularea volumului cumulativ al

unui bazin de egalizare; funcţie de acest volum se alege un bazin a cărui dimensiuni trebuie să

corespundă următoarelor specificaţii:

Variaţiile de debite şi de concentraţii ce apar ca urmare a procesului tehnologic provoacă

dereglări în funcţionarea staţiei de epurare, de aceea se impune un bazin de egalizare a debitelor

respective. Bazinul de egalizare a debitelor este de formă cilindrică şi se urmăreşte determinarea

diametrului şi înălţimii. Se calculează volumul bazinului de egalizare ţinând seama de:

-Se calculează volumul cumulativ pentru fiecare interval orar;

-Se reprezintă grafic variaţia volumului cumulativ în timp, funcţie de cronograme;

-Se reprezintă curba debitului mediu;

-Se calculează volumul bazinului de egalizare;

-Se trasează tangenta de la punctul de maxim sau de minim a curbei debitelor realizate,

distanţa pe ordonată a acestei trepte reprezintă volumul bazinului calculat.

Volumul bazinului de egalizare este 3200 m3.(conform interpretării cronogramei)

Rezultă ca diametrul D al bazinului de egalizare este 12, 67 m adică se încadrează în valorile

10-20 recomandate.

Ipotezele considerate în proiect pentru treapta biologică sunt:

1.bazinul de nămol activ este asimilat cu un bazin cu amestecare perfectă în care se consideră

că în orice punct din bazin concentraţia substratului cât şi a nămolului activ este egală cu cea de la

ieşirea din bazin;

2.epurarea biologică se realizează în ansamblul format din bazinul de nămol activ şi decantorul

secundar;

3.procesul biologic de degradare a materiei organice care are loc numai în bazinul de nămol

activ, în decantorul secundar se realizează separarea flocoanelor biologice de apa epurată şi

recircularea unei părţi a nămolului activ în bazinul de nămol activ;

4.în decantorul secundar, nămolul activ trebuie menţinut în stare proaspătă prin evacuarea

excesului şi recircularea unei părţi de nămol activ în bazinul de nămol activ în conformitate cu

raportul de recirculare;

66



5.principalele caracteristici ale nămolului activ ce sunt avute în vedere în proiect în treapta

biologică, sunt:

- indicele volumetric a nămolului IVN;

- încărcarea organică a nămolului ION;

- materiile totale în suspensie MTS.

1. Concentraţia materiei organice exprimate în CBO5 ce intră în treapta biologică

114 mg/L

2. Debitul de calcul al instalaţiei de epurare biologică:

3. Global, eficienţa epurării biologice :

În general, bazinele cu nămol activ permit reducerea conţinutului de CBO5 la valori mai mici

de 25 mg/L, conform NTPA 001/2005, asigurând un grad de epurare cuprins între 85 – 95 %.

4. Încărcarea organică a bazinului cu nămol activ (IOB)

Reprezintă cantitatea de CBO5 din influent care poate fi îndepărtată într-un metru cub de

bazin de aerare. Datele din literatură oferă posibilitatea calculării IOB în trei variante:

Încărcarea organică a bazinului cu nămol activ (Iob)

Reprezintă cantitatea de CBO5 din influent care poate fi îndepărtată într-un metru cub de

bazin de aerare. Datele din literatură oferă posibilitatea calculării IOB în trei variante:

a) Funcţie de GE, de conţinutul de materii în suspensie şi de timpul de aerare:

K = coeficient de depinde de temperatură după cum urmează:

t = 10 – 20 °C → K = 5;

t = 20 – 30 °C → K = 6;

t = 30 – 40 °C → K = 7.

Se calculează încărcarea organică a nămolului activ (Ion)

67



Concentraţia de substanţă solidă uscată în amestecul din bazin:

Indicele volumetric al nămolului (IVN)

IVN reprezintă volumul unui gram de nămol de materie totală în suspensie după 30 minute de

sedimentare.

IVN = 50 – 150 cm3/g în cazul în care nămolul activ acţionează în condiţii ce asigură o

eficienţă corespunzătoare a procesului biologic de reţinere a CBO5;

IVN > 200 cm3/g în cazul în care nămolul activ se consideră că este „bolnav”.

Indicele de încărcare organică, variază în funcţie de caracteristicile nămolului activ şi de

conţinutul în materii totale solide (MTS).

Se alege indicele de nămol IVN = 60 mg/l.

Conţinutul în materii totale solide (MTS)

Se calculează volumul bazinului de aerare:

Se calculează debitul de nămol activ recirculat (QR):

0, 044m3/s

r = coeficient de recirculare:

CR = concentraţia nămolului activ recirculat

Se va adopta CR = 10 kg/m3

Se va verifica corespondenţa raportului de recirculare în conformitate cu datele din literatură.

68



Debitul total ce intră în bazin:

Încărcarea organică totală ce intră în bazin într-o zi:

5. Timpul de aerare

a) În situaţia în care se consideră că recircularea nămolului poate fi neglijată:

b) Luând în considerare nămolul recirculat

Se consideră că valoarea maximă ce poate fi recirculată este asigurată de o valoare rmax = 0,

7.

Pentru această valoare se calculează:

Se vor verifica datele cu cele existente în literatură.

Debitul de nămol în exces:

1581, 84kg/zi (relaţiile lui Huncker).

6. Se calculează debitul de nămol în exces

LSB = cantitatea de CBO5 pentru apa uzată ce urmează a fi prelucrată biologic, exprimat în

kg/zi

7. Se calculează necesarul de oxigen (COxigen) necesar respiraţiei endogene şi în procesul de

nitrificare.

Co reprezintă necesarul de oxigen pentru respiraţia substratului şi a respiraţiei endogene a

microorganismelor, iar în cazul în care sunt luate în considerare procesele de nitrificare, se adaugă şi

necesarul de oxigen în nitrificare.

69



Calculul necesarului de oxigen l-am făcut pentru un proces de epurare fără nitrificare:

a = coeficient corespunzător utilizării substratului de către microorganisme pentru apele

uzate orăşeneşti.

a = 0, 5 kg O2 / kg CBO5;

c = coeficient care defineşte cantitatea totală de materie organică adusă de apa uzată

influentă;

b = reprezintă oxigenul consumat de către microorganismele din nămolul activ aflate în

BNA, într-o zi;

b = 0, 15 – 0, 17 kg O2/kg CBO5zi; se adoptă valoare de 0, 15 kg O2/kg CBO5

CN tot = cantitatea totală de nămol activ din BNA, exprimată prin fracţiunea volatilă.

Capacitatea de oxigenare (CO). Reprezintă cantitatea de O2 ce trebuie introdusă prin diferite sisteme

de aerare:

CO = necesarul de oxigen pentru consumarea materiei organice de către microorganisme;

α = raportul de eficienţă al transferului de oxigen în apa epurată a unui sistem de oxigenare; α = 0, 9;

= concentraţia oxigenului la saturaţie în condiţii standard funcţie de temperatură; = 11, 35

mg O2/l;

Csa = concentraţia la saturaţie a oxigenului în amestec de apă uzată şi nămol la temperatura de lucru;

Csa = 7, 4 mg O2/l;

Cb= concentraţia efectivă a oxigenului în amestecul de apă uzată şi nămol activ;

Cb = 1, 5 – 2 mg O2/l; se adoptă valoarea 1, 70 mg O2/l

K10 şi KT = coeficienţi de transfer ai oxigenului în apă pentru t = 10 °C şi respectiv t = 20 °C;

Radicalul raportului este 0, 83.

P = presiunea barometrică calculată ca o medie a valorilor zilnice în oraşul în care se efectuează

epurarea apelor uzate; variază între 780 şi 785 mm Hg

P = 783 mmHg.

Sisteme de aerare pneumatică

70



Se folosesc dispozitive pneumatice de dispersie a aerului generat de compresoare sau

turbosuflante. Dispersarea se poate face cu: bule fine (d < 0, 3 mm), cu bule mijlocii (d = 0, 3 – 3

mm) şi cu bule mari (d > 3 mm). Se alege aerarea fină. Se utilizează sisteme de distribuţie cu plăci

poroase.

Se calculează capacitatea de oxigenare orară:

d =1 zi=24h;

Se calculează debitul de aer necesar:

H imersie = adâncimea de imersie a sistemului de distribuţie a aerului.

H imersie = 3 m.

COsp = capacitatea specifică de oxigenare a sistemului de insuflare a aerului.

COsp = 8 – 10 g O2/m3 aer∙m. Se alege valoarea de 9 O2/m3 aer_m

-Se calculează suprafaţa plăcilor poroase (Ap)

Poziţionarea distribuitorului de aer se realizează la înălţimea de imersie pe toată suprafaţa

bazinului de aerare:

iaer = intensitatea aerării;

iaer = 1 m3/m2∙min = 60 m3/m2∙h.

-Se calculează energia brută a sistemului de aerare:

ES = consumul specific de energie; se adoptă

ES = 5, 5 W∙h/m3.

Dimensionarea bazinului cu nămol activ

Se recomandă H bazin = 3 – 5 m., H bazin=3m

Înălţimea totală a bazinului va fi:

H s = 0, 5 – 0, 8 m.

Lăţimea bazinului:

71



Lungimea bazinului:

Determinarea numărului de compartimente necesar:

un singur compartiment

6.2.2. Decantorul secundar

Decantoarele secundare sunt o parte componentă deosebit de importantă a treptei de epurare

biologică şi au scopul de a reţine nămolul, materiile solide în suspensie, separabile prin decantare

(membrana biologică sau flocoanele de nămol activ, evacuate o dată cu apa uzată din filtrele

biologice, respectiv din bazinele cu nămol activ).

Nămolul din decantoarele secundare are următoarele caracteristici:

-este puternic floculat;

-are un conţinut mare de apă;

-este uşor;

-intră repede în descompunere.

Dacă nămolul rămâne un timp mai îndelungat în decantoarele secundare, bulele mici de azot

care se formează prin procesul chimic de reducere, îl aduc la suprafaţă şi astfel, nu mai poate fi

evacuat.

În comparaţie cu filtrele biologice, unde evacuarea nămolului este necesar să se facă într-un

mod mai mult sau mai puţin contunuu, la bazinele cu nămol activ această operaţie trebuie să se facă,

în mod obligatoriu, continuu, pentru a asigura cantitatea şi calitatea corespunzătoare de nămol în

bazine, aspect de care depinde eficienţa epurării.

Cele mai recomandate sunt decantoarele verticale; la staţiile mari de epurare se recurge la

decantoare radiale sau longitudionale. Din punct de vedere constructiv, decantoarele secundare sunt

asemănătoare cu cele primare.

Decantorul secundar radial

Particularitatea regimului de funcţionare a decantoarelor radiale constă în aceea că viteza de

circulaţie a apelor variază de la o valoare maximă în centrul decantorului până la o valoare minimă

în dreptul jgheabului periferic colector.

Din punct de vedere constructiv, decantoarele radiale se prezintă sub forma unor bazine de

beton armat având forma circulară în plan, în care apa uzată intră prin conducte (intrarea pe la partea

inferioară) sau prin canale (intrarea pe la partea superioară).

72



1. Debit de calcul şi de verificare

Stabilirea încărcării superficiale în bazinul de decantare secundar:

Au = suprafaţa utilă a decantorului radial din care s-a scăzut suprafaţa de sub jgheabul apei

decantate.

În general, datele din literatură stabilite pentru încărcarea superficială în decantorul secundar

au o valoare mai mică sau egală cu 1, 9 m3/m2 h pentru valori ale IVN < 100 ml/g.

În general

Se calculează încărcarea superficială a decantorului secundar cu materii solide;

-Se determină timpul de decantare

td = 3, 5 ÷ 4 h;

td = 3, 5 h.

-Se calculează înălţimea utilă şi volumul decantorului

;

Valorile obţinute din calcul pentru fiecare componentă a utilagelor de standardizează

conform STAS 4162/2-89.

D1

m

Princicipalele dimensiuni, m

D2

m

D3

m

D4

m

D5

m

D6

m

D7

m

D8

m

D9

m

D10

m

D11

m

D12

m

3425,3

0

0,8

0

2,3

4

4,9

0

10.9

0

11,3

0

12,6

0

13,9

0

14,9

0

21,7

0

19,8

0

73



D1

m

Princicipalele dimensiuni, m

h1 h1 h1 h1 h1 b b1 g1 g2 g3 I f

34 3,0 6,5 1,0 5,86 1,5 0,65 2,97 0,10 0,10 0,10 5,50 3,0

Se calculează volumul de nămol

GEDS= gradul de epurarea a decantorului secundar, GEDS= 85%

γn = densitatea nămolului, 1100÷ 1200 kg/ m3

p = umiditatea nămolului, p= 95%

= concentraţia la intrarea în treapta biologică a materiilor solide

7. Reţinerea solidelor în decantorul secundar

= 74, 81 mg/l

= 14, 96mg/l

m3/h

Reţinerea:

VII CONCLUZII

Lucrarea urmăreşte proiectarea unei staţii de epurare a apelor uzate industriale, cât mai

eficientă din punct de vedere economic şi ecologic, care să asigure eliminarea unor categorii de

poluanţi denumiţi prioritari, ce produc efecte negative asupra oamenilor și a mediului.

În urma analizării avantajelor şi dezavantajelor fiecărei variante tehnologice de epurare, din

74



punct de vedere ecologic şi economic, ca variantă tehnologică optimă am ales o staţie de epurare

mecano - chimico - biologică, numită şi epurarea avansată a apelor uzate.

Procesele de epurare a apelor uzate industriale sunt, în general, aceleaşi ca pentru apele

uzate orăşeneşti, adică, în principal, procese mecanice şi biologice – aerobe sau anaerobe. Pentru

apele uzate industriale acestea sunt completate, de cele mai multe ori, de procese fizico-chimice de o

complexitate deosebită, ca de exemplu: extracţie lichid-lichid, schimb ionic, electrodializă etc.

atunci când natura şi ponderea poluanţilor depăşeşte concentrația maximă admisibilă, conform

reglementărilor în vigoare pentru acest fel de ape.

Din datele pentru proiect, analizând concentrațiile principalilor poluanți din apa uzată,

conform NTPA – 0002/2002, (HG 188/2002 completată cu HG nr. 352/2005) rezultă că este vorba

despre o apă uzată cu un conţinut depăşit de materie organică (CBO5=400mg/l).

Analizând și ceilalți poluanți din datele de proiectare, din raportul CBO5/CCO ≥ 0, 6

și de asemenea, din debitul de apă uzată ales (0,125 m3/s) că apa uzată nu

trebuie să suporte un proces inițial de preepurare.

Parametrii pe care i-am luat în calcul pentru alegerea metodei de tratare a apei uzate sunt:

caracteristicile fizico-chimice ale apei uzate:

temperatura, pH-ul, conţinutul de azot şi de fosfor, cantitatea de solide în suspensie (SS), CBO5,

CCO, natura şi concentraţia agenţilor toxici. La aceste analize am adăugat, stabilirea influenţei

agenţilor toxici asupra metabolismului bacterian;

debitul apei uzate.

De asemenea am avut în vedere:

• eficienţa metodei;

• tipul reactanţilor intraţi în proces şi modul de aprovizionare;

• impactul asupra mediului a efectelor secundare generate de metoda de epurare;

• implicaţiile constructive ale implementării instalaţiei;

• costurile de investiţii;

• costurile de întreţinere şi exploatare.

7.1 DETERMINAREA COSTULUI APEI EPURATE

Aprecierea eficienţei unei staţii de tratare a apei trebuie făcută şi din punct de vedere al

aspectelor economice. Pentru aceasta este necesar a stabili costul apei.

Exploatarea staţiilor de epurare se reflectă în costul epurării apei (lei/m3 apă epurată), în condiţiile în

care se realizează integral indicii stabiliţi, conform normelor în vigoare pentru primirea apelor

75



epurate în receptor.

Cheltuielile anuale de exploatare se calculează cu relaţia:

A = a + b + c + d + e + f + g + h – V

unde:

A – totalul cheltuielilor care se fac în timp de 1 an pentru exploatarea tehnică a

staţiei de epurare;

a – cotele de amortisment ale staţiei de epurare;

b – costul energiei electrice necesare pentru: pompare, mişcarea mecanismelor,

iluminat, semnalizări, încălzit tehnologic etc.;

c – costul combustibililor şi energiei calorice consumate la fermentare, deshidratare,

dezgheţare şi încălzit;

d – costul reactivilor folosiţi pentru epurare, dezinfecţie şi deshidratare;

e – costul apei potabile şi de incendiu sau alte folosinţe;

f – cheltuieli de transporturi tehnologice;

g – retribuţii şi alte drepturi băneşti ale personalului;

h – cheltuieli generale de exploatare;

V – venituri rezultate din valorificarea produselor.

Costul energiei electrice se stabileşte pentru fiecare obiect luând consumul pe durata de

funcţionare respectivă; calculul se face pentru un consum anual în vigoare la data proiectului sau a

exploatării.

Costul energiei calorice se stabileşte pentru fiecare obiect, în funcţie de sursele de energie

folosite.

Costul reactivilor se stabileşte pentru fiecare material, pe obiect, se aplică preţurile de la

magazia staţiei de epurare.

Costul apei potabile şi pentru combaterea incendiilor sau alte folosinţe se apreciază pe baza

altor staţii de epurare similare.

Cheltuielile de transport privesc evacuarea gazelor, nămolului şi depunerilor la lacul de

depozitare şi consum.

Retribuţiile şi alte drepturi băneşti ale personalului se stabilesc conform indicaţiilor oficiale

şi experienţei pentru staţii similare.

Veniturile pot rezulta din vânzarea gazelor produse prin fermentare a nămolului deshidratat,

a nisipului de la deznisipatoare şi a grăsimilor reţinute în separatoarele de grăsimi.

Toate cheltuielile arătate se stabilesc în proiect pentru fiecare variantă de staţie de epurare

studiată şi pentru fiecare etapă de dezvoltare a acestuia.

76



Costul apei epurate se stabileşte cu relaţia:

,

unde:

A - cheltuielile anuale de exploatare;

Q - cantitatea de apă epurată într-un an.

Pentru a calcula costul apei epurate se ţine seama de bilanţul energetic pe staţie.

Debitul mediu anual de apă epurată este:

Qm anual = Qzi med x 365 = 10800m³/zi x 365 = 3942000 m3/an 54000 e.l.

În consecinţă se poate determina preţul apei epurate raportând volumul cheltuielilor anuale la

debitul mediu anual de apă epurată:

C = A/Qm = 1,32 lei/m3 (fără TVA)

Tabel nr. 7.1. Costul lei/KWh la 1. 01.2010

77



CONSUM ENERGIE (conform reglementărilor în vigoarea) pentru stații mari de tratarea apei uzate:

Gratare și site: 0,3 kWh/el/an;

Deznisipator: 1,7kWh/el/an;

Decantor primar, inclusiv pompe: 0,4 kWh/el/an;

Sistem cu nămol activ: 17,2kWh/el/an;

Decantoar secundar: 1,2 kWh/el/an;

Ingroșător nămol: 0,7 kWh/el/an;

Bazin fermentare anaerobă nămol, inclusiv generare energie: 2,4 kWh/el/an;

Fermentare și deshidratare nămol: 0,8 kWh/el/an

Total, fară stații de pompare: 27,0 kWh/el/an lei

Preţul pentru energie la 1.01. 2010 este pentru 1kWh = 0,332 lei;

Consum energie pompare. 0,005 kW/m3/m

Consum energie aerare 0,060 kW/m3/m

TOTAL: 484056 +6543,72 + 78524,64 = 569124,36

Costul anual al energiei electrice este de:484056 +6543,72 + 78524,64 = 4083416 lei/an

Organigrama conform normativelor în vigoare cuprinde:

Inginer principal: 2500 lei;

Chimist : 2200 lei;

Maistru (2) : 1500 lei;

Technician (1): 1500 lei;

Laborant (4): 1000 lei;

78



Mașinist instalații alimentare apă (4): 1200 lei;

Secretară: 800lei;

Electrician (1): 1500 lei;

Muncitor calificat (5) : 1200 lei;

Total lei/lună=26300=315600lei/an

La nivelul staţiei se mai fac următoarele cheltuieli cu personalul:

Şomaj (5%) =15780 lei/an;

CAS (11%) = 347116 lei/an;

Impozit(38%) =119928 lei/an;

Total lei cu personalul = 482824lei/an

Alte cheltuili exploatare:

Iluminat: 6 00 lei/lună = 7200 lei/an;

Motorină: 7000 lei/lună = 84000 lei/an;

Gaz: 6500 lei/lună = 78000 lei/an;

Apa potabilă şi menajeră: 3000 lei/lună = 36000 lei/an;

Reactivi: 25000 lei/lună = 300 000 lei/an;

Echipamente de protecţie: 2500 lei/lună = 30000 lei/an;

Ulei şi vaselină: 1500 lei/lună = 18000 lei/an;

Scule şi aparate: 2500 lei/lună = 30000 lei/an;

Consumabile: 4000 = lei/lună = 48000 lei/an;

Total alte cheltuieli exploatare = 631200lei/an

În total cheltuielile cu activitatea pe staţie, calculate pe an este: 4083416 + 482824 + 631200 =

5197440lei/m3/an

Debitul mediu anual de apă epurată este: 0,125 3942000m3/an

(cu TVA)

BIBLIOGRAFIE

1) Serban Stoianovici, Dan Robescu – Procedee si echipamente mecanice pentru tratarea şi epurarea apei, Editura Tehnică Bucureşti

2) Diana Robescu, Szobolcs Lanyi, Attila Verestoy, Dan Robescu – Modelarea şi simularea

79



proceselor de epurare , Editura tehnică Bucureşti, 2004

3) E. Secara, Radu Antoniu, Ion Ghiţă – Exploatarea instalaţiilor de epurare a apelor uzate – Editura Tehică

4) Ianculescu O., Ionescu Gh., Racoviţeanu R. “Epurarea apelor uzate”, Ed. Matrixrom, Bucureşti,

2001;

5) Ordinul NP 118-06-Prelucrare nămoluri

80



ANEXE

1. Definiţii și semnificaţia termenilor utilizaţi în sensul reglementărilor de mediu

în vigoare

ape uzate orășenești – ape uzate menajere sau amestec de ape uzate menajere cu ape uzate

industriale și /sau meteorice;

ape uzate menajere – ape uzate provenite din gospodarii și servicii, care rezultă de regulă

din metabolismul uman și din activitaţile menajere;

ape uzate industriale – orice fel de ape uzate ce se evacuează din incintele în care se

desfăsoară activităţi industriale și / sau comerciale, altele decât apele uzate menajere și

meteorice;

staţii de epurare noi – staţii de epurare proiectate, construite și date în exploatare după

intrarea în vigoare a prezentei hotărâri;

staţii de epurare retehnologizate modernizate – staţii de epurare care prin îmbunătăţirile și

completările făcute permit obţinerea condiţiilor de calitate stabilite prin avizele și

autorizaţiile de gospodărire a apelor;

punct de control – locul de unde se prelevează probe de apă în vederea efectuării analizelor

de laborator, acest loc fiind:

o în cazul evacuărilor în reţeaua de canalizare a localităţii a apelor uzate menajere și

industriale, ultimul cămin al canalizării interioare a utilizatorului de apă înainte de

debuşarea în reţeaua de canalizare a localităţii;

o în cazul efluenţilor din staţiile de epurare a apelor uzate orășenești, a apelor uzate

industriale sau a evacuărilor directe, punctual de evacuare finala a apelor uzate în apa

receptoare;

reţea de canalizare – sistem de conducte care colectează și transportă apele uzate urbane și

/sau industriale;

aglomerare umană – o zonă în care populaţia și /sau activitatile economice sunt suficient de

concentrate pentru a face posibila colectarea apelor uzate orăsenești și dirijarea lor spre o

staţie de epurare sau spre un punct final de evacuare;

un locuitor echivalent ( l.e.) – încărcarea organica biodegradabilă având un consum

biochimic de oxigen la 5 zile – CBO5- de 60 g O2/zi;

epurare primară – epurarea apelor uzate printr-un proces fizic și /sau chimic care implică

decantarea materiilor în suspensie sau prin alte procedee în care CBO5 al apelor uzate

influente este redus cu cel puţin 20% iar materiile în suspensie, cu cel puţin 50%;

81



epurare secundară – epurarea apelor uzate printr-un proces biologic cu decantare secundară

sau printr-un alt procedeu care permite respectarea condiţiilor prevăzute în prezentele norme

tehnice;

epurare corespunzătoare – epurarea apelor uzate prin orice proces și /sau sistem care după

evacuarea apelor uzate permite receptorilor sa întrunească obiectivele relevante de calitate

prevăzute în normele tehnice și în avizele și autorizaţiile de gospodărire a apelor în vigoare;

nămol – nămol rezidual, tratat sau netratat, care provine din staţia de epurare a apelor uzate;

eutrofizare – îmbogăţirea apei în nutrienţi, în special în compuşi cu azot și/sau fosfor,

determinând o creştere accelerate a algelor si a altor forme vegetale superioare, care conduce

la o perturbare nedorită a echilibrului organismelor prezente în apa si asupra calitatii apei;

aviz de gospodărire a apelor – actul tehnico-juridic ce condiţionează finanţarea și execuţia

obiectivelor noi de investiţie, dezvoltarea, modernizarea sau retehnologizarea unor instalaţii

existente ori procese tehnologice, precum și realizarea de lucrări de interes public ce se

construiesc pe ape sau care au legătura cu apele;

autorizaţie de gospodărire a apelor- actul tehnico-juridic ce condiţionează punerea în

funcţiune sau exploatarea obiectivelor noi ori a celor existente,

construite pe ape sau care au legatura cu apele;

ape costiere – apele din afara liniei de apă marină de joasă adâncime;

receptor natural – resursa de apă care primeşte apele uzate evacuate direct sau epurate.

82



2. Legislaţie specifică

Legea nr. 107/1996 LEGEA APELOR, M.Of. nr. 244/8.10.1996

Legea 310/2004 pentru modificarea şi completarea Legii 107/1996, M.Of. nr. 584/30 iunie

2004

Legea nr. 458/2002 privind calitatea apei potabile – M.Of. nr. 552/29.07.2002

Legea nr. 311/2004 pentru modificarea şi completarea Legii 458/2002 – M.Of. nr.

582/30.06.2004

HG nr. 351/2005 privind aprobarea Programului de eliminare treptată a evacuarilor, emisiilor

şi pierderilor de substanţe prioritar periculoase – M.Of. nr. 428/20.05.2005

HG nr. 188/2002 pentru aprobarea unor norme privind condiţiile de descărcare în mediul

acvatic a apelor uzate – M.Of. nr. 187.20.03.2002 NTPA-011 – Norme tehnice privind

colectarea, epurarea şi evacuarea apelor uzate orăşeneşti (Anexa 1) NTPA-002/2002 –

Normativ privind condiţiile de evacuare a apelor uzate din reţelele de canalizare ale

localităţilor şi direct în staţiile de epurare NTPA-001/2002 privind stabilirea limitelor de

încărcare cu poluanţi a apelor uzate industriale şi orăşeneşti la evacuarea în receptorii

naturali

HG nr. 352/2005 privind modificarea şi completarea HG 188/2002 pentru aprobarea unor

norme privind condiţiile de descărcare în mediul acvatic a apelor uzate – M.Of. nr.

398/11.05.2005

Ordinul nr. 277/1997 al MAPPM privind Normativul de conţinut al documentaţiilor tehnice

necesare obţinerii avizului de gospodărire a apelor şi a autorizaţiei de gospodărire a apelor –

M.Of. nr. 100bis/26.05.1997

Ordinul nr. 1097/1997 al MAPPM de aprobare a Normelor tehnice privind metodologia de

conducere şi control a procesului de epurare biologică cu nămol activ în staţii de epurare a

apelor uzate orăşeneşti, industriale şi din zootehnie (NTPA-003/1997), a Normelor tehnice

privind Ghidul de stabilire a programelor de recoltare şi analizare a probelor de apă uzată

(NTPA-004/1997), şi a Normelor tehnice privind metodologia de prelevare a probelor de ape

uzate din efluenţii finali (NTPA-005/1997) – M.Of. nr. 47/ 03.02.1998

83

http://www.mmediu.ro/legislatie/acte_normative/gospodarirea_apelor/legea_310.pdf

http://www.mmediu.ro/legislatie/acte_normative/gospodarirea_apelor/legea_107.pdf



Ordinul nr. 277/1997 al MAPPM privind Normativul de conţinut al documentaţiilor tehnice

necesare obţinerii avizului de gospodărire a apelor şi a autorizaţiei de gospodărire a apelor –

M.Of. nr. 100bis/26.05.1997

Ordinul nr. 278/1997 al MAPPM privind Metodologia cadru de elaborare a planurilor de

prevenire şi combatere a poluărilor accidentale la folosinţele de apă potenţial poluatoare –

M.Of. nr. 100bis/26.05.1997

84

tehnogii de tratare si epurare a apei

Documents