TEHNOLOGIA MECANICO-BIOLOGICA DE EPURARE A APELOR

2015CUPRINS

CAP.I

NOTIUNI GENERALE DE EPURARE A APELOR....pag 3

CAP.II

EPURAREA APELOR UZATE...................................................pag 4

2.1.POLUANII I SURSELE DE POLUARE ALE APEI.......................... pag 42.2. MODUL DE DISPESIE A APELOR POLUATE ...................................pag 52.3.PROCESE SI METODE DE EPURARE........................................................pag 6

DISTRIBUITOR CU STAVILE. pag 6ANSAMBLU GRTARE . pag 6DEZNISIPATOARE ..pag 6SEPARATOR GRSIMI ... pag 7DECANTOARE PRIMARE ...... pag 7

2.4.EFICIENTA PROCESELOR DE EPURARE..................pag 7CAP.III

MEMORIU DE CALCUL ...pag 8

BIBLIOGRAFIE ....pag 13

CAPITOLUL I

NOTIUNI GENERALE DE EPURARE A APELOR

Chiar daca natura are propriile mijloace de mentinere a indicatorilor de calitate ai apei, in conditiile unei poluari tot mai accentuate acestia nu mai pot fi pastrati in limitele normale numai prin autoepurare. Astfel estenecesara interventia omului pentru prevenirea si combaterea poluarii. Prevenirea poluarii facandu-se prin masuri de supraveghere si control, iar combaterea poluarii prin constructii, instalatii, echipamente etc. ,prin asa-numitele statii de epurare a apelor.Epurarea apelor uzate reprezinta ansamblul de masuri si procedee prin care impuritatile de naturachimica(minerala si organica) sau bacteorologica continute in apele uzate sunt reduse sub anumite limite, astfel incat aceste ape sa nu mai dauneze receptorului in care se evacueaza si sa nu mai pericliteze folosirea apelor acestuia.Instalaiile de epurare sunt create astfel pentru a imita cat mai aproape procesele care au loc in natura in timpul autoepurarii. Diferena consa in faptul ca desi autoepurarea decurge singura ,instalaiile artificiale sunt dirijate de om i se desfaoara cu o viteza mult mai mare .n urma proceselor de epurare , care pot fi de natura fizico-mecanica ,chimica si biologica ,rezulta ape epurate ,care pot fi valorificate in irigatii si namoluri..Epurarea apelor uzate cuprinde urmatoarele douamarigrupe de operatii succesive:-retinerea si/sau transformarea substantelor nocive in produsi nenocivi;-prelucrareasubstantelor rezultate sub diverse forme ( namoluri, emulsii, spume etc.) din prima operatie.Procedeele de epurareaapelor epuzate, n funie de procesele pe care se bazeaza, sunt:-procedee mecanice- in care procesele de epurare sunt de natura fizica;-procedee chimice- in care procedeele de epurare sunt de natura fizico-chimica;-procedeebiologice- in care procesele de epurare sunt atat de natura fizica cat si biochimicaCAPITOLUL II

EPURAREA APELOR UZATE

2.1.POLUANII I SURSELE DE POLUARE ALE APEI.

Orice substanta solida, lichida, sub forma gazoasa sau de vapori sau forma de energie (radiaie electromagnetica, ionizanta, termica, fonica sau vibraii) care introdusa n mediu, modifica echilibrul constituenilor acestuia si al organismelor vii i aduce daune bunurilor materiale.[1] Clasificarea poluantilor se poate face innd cont de mai multe criterii ,astfel se pot distinge mai multe categorii :Dup provenienta substane organice(hidrocarburi, detergenti, pesticide),substane anorganice(metale grele, azot, fosfor),suspensii(fibre de lemn i celuloz, pr, deeuri de carne, steril de la exploatri miniere sau din cariere),substane radioactive(din atmosfer, n urma exploziilor nucleare, de la reactorii uzinelor nuclearo-electrice, din laboratoarele de cercetri cu izotopi radioactivi),produse petroliere(de la foraj-extracie, din rafinri, din uzinele petrochimice, de la transportul naval, auto i prin conducte),ape fierbini(din industrie sau centrale termoelectrice),microorganisme patogene(din spitale, cresctorii de animale, tranduri i locuine).Dup natura lor, poluanii de provenien artificial pot fi: poluani fizici (substane radioactive i apele termale), poluani chimici (plumb, mercur, azot, fosfor, hidrocarburi, detergeni i pesticide), i poluani biologici (microorganismele).Dup modificrile pe care le produc a). Poluani care modific propietile chimice i/sau biologice ale apei:- compui toxici anorganici (plumb, mercur, cupru, zinc, crom i cianuri);- compui organici greu sau nedegradabili (pesticide, detergeni);- sruri organice provenite din mine sau exploatri petroliere;- substane fertilizatoare (azot i fosfor);- microorganisme (bacterii, virui i parazii);

b). Poluani care modific proprietile fizice sau organoleptice ale apei potfi:uleiurile, coloranii, substane degradabile care consum oxigenul din ap i substane solide cum ar fi suspensiile cu ajutorul organelor de sim. Proprietile organoleptice ale apei sunt cele caracteristice care pot fi detectateGustul apei este determinatde substanele i gazele dizolvate n ap. Dac aceste componente sunt prezente n ap ntr-o cantitate prea mare sau prea mic, pot da apei un gust neplcut, care poate fi: srat, dulce amar, metalic, fad sau slciu.Mirosulapei este determinat de prezena unor substane naturale sau provenite din poluare precum i de transformrile chimice ale substanelor dizolvate.

2.2. MODUL DE DISPERSIE A APELOR POLUATE

Apa este un rector important al agenilor poluani. apa circula cu viteza mai mica dect a aerului deci si rsandirea poluantilor prin apa se va face mai lent decat n aer, totodata apa fiind foarte importanta pentru meninerea unui echilibru ecologic.Ca si substana cu importanta deosebita in procesele biochimice, apa poluat poate influena radical lanurile alimentare. n Romnia ,apele uzate sunt evacuate n emisarul nvecinat , acesta fiind reprezentat de apa de suprafaa curgatoare sau stttoare . Dispersarea agentilor poluanti are loc datorita curentilor orizontali sau verticali n apele stttoare si de curgere in cele curgtoare.Unii poluani se pot infiltra pn la adncimi de zeci i sute de metri, polund astfel si apele subterane. Dac poluanii sub form de suspensii ntlnesc n sol o barier se opresc, poluanii sub form de soluie ajung cu uurin pn la apele freatice . Cile prin care agenii poluani sunt vehiculai de ape sunt: ingerarea direct a apei contaminate de ctre plante i animale, utilizarea apei contaminate pentru irigaii i acumularea agentului poluant pe plaja bazinelor de ap, utilizate n scopuri sportive sau recreative.[2]

2.3.PROCESE SI METODE DE EPURAREEpurarea apelor uzate cuprinde doua mari grupe deoperatii succesive:retinerea si/sau transformarea substantelor nocive in produsi nenocivi,prelucrarea substantelor rezultate sub diverse forme (namoluri, emulsii,spume etc.) din prima operatie.Procedeele de epurare a apelor uzate, denumite dupa procesele pe care se bazeaza, sunt:procedee mecanice - in care procesele de epurare sunt de natura fizica;procedee chimice - in care procedeele de epurare sunt de natura fizico-chimica;procedee biologice - in care procesele de epurare sunt atat de naturafizica cat si biochimica.Treapta mecanica asigur eliminarea din apele uzate o corpurilor mari , a impuritailor care se depun sau sunt aduse in stare de plutire si are urmatoarele etape : 1. Distribuitor cu stavile Reprezinta prima etapa a staiei si face legtura ntre cminul deversor i staia de epurare asigurnd un debit constant pe canale.2. Ansamblu gratareGratarele retin corpurile grosiere plutitoare aflate in suspensie in apele uzate (carpe, hartii, cutii, fibre, etc.).Materialele retinute pe gratare sunt evacuate ca atare, pentru a fi depozitate in gropi sau incinerate. In unele cazuri pot fi maruntite prin taiere la dimensiunea de 0, 5-1, 5 mm in dezintegratoare mecanice.[3]

3. DeznisipatoareDeznisipatoarele trebuie sa reina prin sedimentare particulele mai mari in diametru de 0, 2 mm i in acelai timp, trebuie sa se evite depunerea materialelor organice, pentru a nu se produce fermentarea lor.4. Separatorul de grasimiConst in principal din dou bazine aeratoare, cu scopul de a permite grsimii i altor materiale, sa pluteasc. Grasimile separate dinapase colecteaza in zona finala de unde sunt evacuate gravitaional sau prin pompare intr-un cmin de colectare a grsimilor, in bazinul de aspiraie al staiei de pompare a nmolului sau direct la fermentare, dac sunt biodegradabile.

5. Decantoare primare

Ultimul pas al tratarii mecanice sunt decantoarele.,unde materia organic este aezat sau plutete. Bazinele sunt echipate cu poduri racloare care mut nmolul dezvoltat n conductele de descrcare namol aferente in centrul bazinelor.[3]

2.4.Eficienta proceselor de epurare

Tabelul 2.1 Eficienta procedeelor de epurare[5]Operatie sau procesulIndepartarea [%]

CBO5C.C.OSuspensiiBacterii

Trecere prinsite5-105-102-2010-20

Clorizare15-30--90-95

Sedimentare25-4020-3540-7025-75

Coagulare50-8540-7070-9040-80

Epurare prin biofiltru precedata si urmata de decantare50-9550-8050-9290-95

Namol activ,idem55-9550-8055-9590-98

Iaz de oxidare90-9570-8085-9595-98

Clorizarea efluentului tratat biologic---98-99

CAPITOLUL IIIMemoriu de calcul

S se proiecteze o staie de epurare orneasc cu urmtoarele date:-debitul orar minim: 250 l/s;-debitul orar maxim: 510 l/s;-debitul zilnic mediu: 230 l/s;-debitul zilnic maxim: 470 l/s;-concentraia de suspensii solide separabile gravitaional: 118,3 mg/l;-ncarcarea organic CBO5: 216,3 mg/l;-concentraia suspensiilor neseparabile gravitaional: 36 mg/l;-concentraia de grsimi i uleiuri: 69,6 mg/l;-concentraia de compui ai azotului: 53 mg/l;-concentraia de compui ai fosforului: 45 mg/l;-tipul grtarului: des;-diametrul particulelor reinute de deznisipator:0.5 mm.Se va alege o tehnologie de epurare mecano biologic i se vor proiecta: -grtarul;-deznisipatorul;-separatorul de grsimi.

a). Proiectarea grtarelor se realizeaz pentru debitul de calcul Qc care este dublul debitului orar maxim. Qc = 2 x Qmax (1)Qc = 2 x Qmax = 2 x 510 = 1020 l/s = 1020 = 1020 x Distana dintre barele grtarelor are valori diferite n funcie de tipul grtarului: -pentru grtarele rare distana dintre bare este: b = 2,5 5 cm; -pentru grtarele dese distana dintre bare este: b = 1,5 2,5 cm. Limea barelor poate fi cuprins ntre: l = 0,8 1,2 cm.Camera grtarelor trebuie s aib o lime mai mare dect canalul de acces, iar imediat n aval de grtar radierul trebuie cobort cu 7,5 15 cm.

Limea camerei grtarului se determin cu relaia:B = b , (2) unde b = (3)vgmax = viteza apei peste grtar ( vgmax = 0,4 1 m/s);hmax = nlimea apei n faa grtarului ( hmax = 500 600 cm).

Pentru: Qc = 1020 m3/sb =2cm (grtar des);s = 1 cm (grtar des);vgmax = 1 m/s;hmax = 550 mm (grtar des). b = = = 1700x x x m = 1700x mB = b x = 1.7 x = 1.7 x = 2.5 m B = 2.5 metri limea calculat a camerei grtarului;B =1,2 metri limea standardizat a camerei grtarului;B = 1,2 = 1,2 = 120 cmNumrul de bare a grtarului se determin cu relaia: Nbare = = 83 bare; Nbare = 83 bare

b). Proiectarea deznisipatoruluiDeznisipatoarele care trateaz apele uzate provenite din sistemul unitar sunt folosite de obicei numai pentru debite ce depesc 3000 m3 pe zi ( circa 10 mii de locuitori).Proiectarea deznisipatorului se realizeaz la debitul de calcul egal cu dublul debitului orar maxim.Qc = 2 x Qmax = 2 x 510 = 1020 l/s = 1020 = 1020 x .Adncimea deznisipatoarelor variaz ntre 1,5 4 m, cu pasul de 0,25 metri. Deznisipatoarele trebuie prevzute cu 2 compartimente care sunt exploatate periodic alternativ. Se recomand ca limea unui compartiment s nu depeasc 3 metri.Se adopt B = 2. m - limea deznisipatorului .Seciunea transversal a deznisipatoarelor orizontale se determin cu relaia:Atr = , (4)Qc = debitul de calcul al deznisipatorului n m3/s;vo = viteza apei la orizontal n m/s.Viteza apei la orizontal este tabelat i se determin n funcie de diametrul particulelor reinute de deznisipator.vo ( cm/s)41301913

d (mm)10,50,20,1

Pentru cazul unor particule cu diametrul de 0,5 mm, viteza apei la orizontal este:d = 0,5mm; vo = 30 cm/s = 30 x 10-2 m/s = 0.3 m/s.Aadar, seciunea transversal este:Atr = = =3.4 m2 3,4m2.Seciunea orizontal a deznisipatorului se calculeaz cu relaia:Ao = x ,m2 (5)= coeficientul care ine cont de mai muli parametric i se alege pentru o eficien de 85%.= 1,5 3; se adopt = 3.vs = viteza de sedimentare, m/s.Viteza de sedimentare este tabelat i se determin n funcie de diametrul particulelor reinute de deznisipator.

vs ( cm/s)147,22,50,7

d (mm)10,50,20,1

Pentru d = 0,5mm; vs = 7.2 cm/s = 7.2 x 10-2 m/s = 0,072 m/s.Ao = 3 x = 42.5m2.~43 m2Lungimea deznisipatorului se calculeaz cu relaia:L = (6) L = = 21.5 m.~22 mSe recomand ca raportul dintre lungimea i limea deznisipatorului s fie cuprins ntre 10 15. Asadar, pentru B = 4 m i Ao = 42 m2. = = 11; respect recomandrile de proiectare.

c). Proiectarea separatorului de grsimiProiectarea se realizeaz la un debit de calcul Qc = Qzilnic maxim.Qc = 470l/s = 470dm3/s = 470 x 10-3 m/s; Qc = 0,470 m3/s.Suprafaa orizontal de seaparare se calculeaz cu relaia:Ao = (7)va = viteza ascensional minim care ia valori ntre 8 14 m/h.Pentru: va = 14m/h va = ;Ao = = = = 120.85m2.Ao = 120.85 m2.

Normativele prevd un timp de separare:ta = 5 10 minute.Timpul minim este valabil situaiei n care se insufl aer n bazin.Se recomand ca limea bazinelor de separare s fie cuprins ntre l = 2,0 4,0 m; adncimea bazinelor H = 1,2 2,75 m, iar lungimea bazinelor L < 20 m.Se adopt:-timpul de separare ta = 10 minute = 10x 60 s = 600secunde;-limea bazinului l = 4 m.Volumul separatorului de grsimi se calculeaz cu relaia:V = ta x Qc (8)V = 600 secunde x 0,470 m3/s = 282 m3;V = 282 m3Lungimea separatorului de grsimi se determin n funcie de suprafaa orizontal de separare:Ao = L x l m2 (9)L = = = 30.2.mL = 30.2 m < 20 m (nu respect recomandrile de proiectare).Adncimea separatorului de grsimi se determin pornind de la relaia:V = L x l x H (10)H = = = 2.3 m;2.3 < H = 2.3 m < 2,75 se respect recomandrile de construcie.

BIBLIOGRAFIE

[1] Legea proteciei mediului Nr. 137 (MO, Partea I, nr.304, 30.12.1995),

[2] http://cristisorin.blogspot.ro/2012/09/epurarea-apelor.html

[3] http://legislatie/administratie/ecologie-mediu/Descrierea-instalatiei tehnolo323.php

[4] http://www.scrigroup.com/geografie/ecologie-mediu/Poluarea-apelor-in-Romania33834.php

[5] http://www.scrigroup.com/geografie/ecologie-mediu/Poluarea-apelor-in-Romania

2