tehnologie de oxigenare si dezinfectie a apelor piscicole

8/9/2019 Tehnologie de Oxigenare Si Dezinfectie a Apelor Piscicole

1/38

1

TEHNOLOGIE ECOLOGICA DE OXIGENARE SI DEZINFECTIE

A APELOR PISCICOLE, UTILIZATA PENTRU CRESTEREACANTITATIVA SI CALITATIVA A PRODUCTIEI DE PESTE

Capitolul 1 Studiul tehnologiilor de oxigenare si dezinfectieutilizate in acvacultura pe plan mondial

Tehnologiile de productie dupa care se lucreaza in fermele piscicole dinRomania sunt tehnologii clasice, care nu realizeaza reglarea unor parametrii, cum arfi: concentratia O2 dizolvat in functie de temperatura, eliminarea unor compusinedoriti, precipitarea unor compusi dizolvati, realizarea dezinfectiei preventive prinutilizarea unor compusi ecologici. Lipsa unor tehnologii si echipamente care sa tinaseama de acesti factori duce la cresterea mortalitatii (uneori pina la 80-90% ) saudeprecierea calitativa a produsului piscicol.

Tehnologiile de productie adoptate in UE, Canada si S.U.A au la baza procesede oxigenare a apei care urmaresc asigurarea concentratiei optime de oxigendizolvat, indiferent de temperatura, reglarea pH-ului, precipitarea calciului si a altornutrienti dizolvati, eliminarea amoniacului, optimizarea compozitiei fizico-chimice aapei, realizarea dezinfectiei preventive si eliminarea microorganismelor cauzatoarede boli.

Pe piata internationala, unde domeniul este bine reprezentat de firme caDRYDEN AQUA (Marea Britanie), KASCO, VERTEX, ARMAX (Canada), HANJIN(Japonia) preponderente sunt echipamentele care utilizeaza sisteme de oxigenarepentru exploatatii intensive, sisteme de aerare cu bule fine si sisteme de aerare prinmase de ceramica poroasa.

Este cunoscut faptul ca potentialul de crestere al pestelui este proportional cucontinutul in oxigen al apei si devine maxim in limita de saturatie a apei in oxigen.Prevenirea deficitului de oxigen se poate realiza prin mijloace mecanice de

aerare sau oxigenare.Transferul oxigenului in apa se realizeaza pe calea difuziei si depinde de 3

factori: deficitul de oxigen din apa, marimea suprafetei apei in contact cu aerul (luciulde apa, bule de aer, etc.) si gradul de turbulenta. Sporirea gradului de turbulenta alsuprafetei de contact aer-apa se realizeaza prin agitare si aerare.

1.1Echipamente de oxigenare si dezinfectie. Solutii constructive.Parametrii functionali.

Un studiu realizat de Masek, Sarig si Rappaport in Israel, arata ca prin aerarese poate creste productia de pastrav de 4 5 ori, in cultura conventionala, utilizandsisteme de aerare:

- ventilator (5,8 kW) de 7,6 cm , cu tub poros, cu debit de 0,08 0,25 m 3/min.aer si 460 600 mm Hg.

- injector venturi cu presiunea 1526 1900 mm Hg, 4 mm jet si debit 1 m 3/h.- roata hidraulica actionata de electromotor (0,19 0,38 kW).


2/38

2

- aerator de suprafata (0,25 kW).- ventilator cu tub de 20 mm cu 0,17 0,20 m3/min. aer.

Cele mai bune rezultate au dat aeratoarele de suprafata.

Aeratoare KASCO

Aeratoarele Kasco sunt accesibile, fiabile si sigure. Acestea sunt fabricate dininox putand fi folosite si in apele sarate. Aeratoarele Kasco sunt proiectate pentru amisca cantitati mari de apa, expunand o suprafata mare de apa la schimburile degaze, totodata realizand si destratificarea termica a lacurilor si helesteelor.

Un alt avantaj il reprezinta mobilitatea acestor sisteme, facandu-le idealepentru:

helestee cu probleme de flora si cu mirosuri urate; helestee de conservare; helestee folosite la irigatii;

Cresterea si mentinerea nivelului oxigenului va duce la inbunatatirea igieneilacului, si la cresterea productivitatii piscicole.

Aeratoare VERTEX

Sistemul de aerare Vertex este un sistem eficient, sigur si ieftin care poate fiutilizat in ape cu adincimi de 2,5-3 m. Intr-un lac tipic cu o adancime de 3 m, sistemulVertex poate aera pana la 15 acri, in functie de oxigenul dizolvat in apa si alti factorifizico-chimici.

Un compresor rotativ de 1 CP aflat intr-o incinta exteriora inoxidabila, distribuieapa la 6 aeratoare Vertex situate pe fundul lacului.


3/38

3

Majoritatea bulelor au un diametru cuprins intre 500 si 1000 microni. Pemasura ce diametrul bulelor scade, rata de transfer a oxigenului creste. Fortaascendenta a milioane de bule face ca apa de la fund sa ajunga la suprafata,realizand oxigenarea acesteia. Nivelul de oxigen din lac creste si este mentinut lanivel constant in intreg lacul, impiedicand aparitia unor oscilatii mari intre continutulde oxigen in diferite locuri ale lacului.

Aeratoare ARMAX

Aerator tub Aerator disc

Aeratoarele ARMAX prezinta doua forme constructive diferite: aeratorul tub siaeratorul disc. Principiul de functionare al sistemelor de oxigenare suntasemanatoare la cele doua forme constructive, insa aeratorul tub este mai flexibil lainstalare. Aeratoarele tubulare au, in mod normal, lungimea de 60 cm si diametrul de6 cm, iar aeratoarele disc au diametrul de 15 25 cm.

Aceste aeratoare permit doar aerarea laterala, fapt care determina ca apa sacircule din partea laterala a bazinului spre centru.


4/38

4

Aeratoare submersibile HANJIN

Sistemul de aerare submersibil Hanjin este echipat cu un motor de absorbtie aaerului si o elice. Elicea propulseaza apa si formeaza curenti de convectie micsti.Prin contactul aerului atmosferic cu apa se formeaza bule de aer. Prin propulsia

puternica a elicei, bulele de aer sunt evacuate si dispersate in apa. Bulele de aeractiveaza oxigenul, care va fi dizolvat in apa mai eficient, pastrandu-se astfelcalitatea apei.

Aeratoare submersibile Hanjin

Pompe de injectie

Aceste pompe de injectie au un randament ridicat si realizeaza oxigenarea sidestratificarea numai in bazinele mari.

Elicea rotativa a pompei de injectie produce un curent prin care aerul de lasuprafata se transforma in bule. Forta bulelor de aer produce circulatia apei dinsprefundul bazinului spre suprafata, realizand oxigenarea acesteia. O circulatie puternicaa apei duce la destratificarea bazinului si la eliminarea materiei organice depuse.Daca pompa de injectie e pozitionata la suprafata apei, va functiona in timpul iernii cao masina de curatare a ghetii.

Aceste sisteme de aerare reduc excesul de alge, substante coloidale si duc laimbunatatirea calitatii apei.


5/38

5

Pompe de injectie fara consum de energie

Pompele de injectie fara consum de energie sunt utilizate numai in bazinelemici, realizand degazeificarea, oxigenarea si dozarea cu chimicale a apei. Suntaeratoare statice, care functioneaza hidraulic (de la 0,2 bari si 0,4 l/s). Astfel, seproduce o scadere a presiunii si se creeaza o capacitate mare de aspiratie, fara a fiintrodusa energie aditionala.

Ozonul ca agent oxidant ecologic in dezinfectia apelor piscicole

Cresterea cantitativa si calitativa a productiei de peste poate fi imbunatatitaprin utilizarea ozonului, care are proprietati de curatare si dezinfectie.

Ozonul, forma alotropica a oxigenului, este un oxidant ecologic mult maienergic in comparatie cu ceilalti dezinfectanti, fapt relevat de potentialul sau de oxido-reducere ridicat: 2,07 V fata de 1,49 V pentru HOCl, 1,36 V pentru Cl2si 0,75 V pentruNH2Cl, etc.

Ozonul are un efect foarte puternic bactericid si virulicid, cu actiune rapida,chiar instantanee, in domeniul de pH 5,6-9,8 la temperaturi de 0-37C. Actiuneadezinfectanta bacteriana a ozonului poate fi explicata prin atacul preferential asupralegaturilor nesaturate a hipiproteinelor membranei bacteriene,inhibarea ireversibila a

unor enzime ca dehidrogenazele si distrugerea acizilor nucleici.Actiunea ozonului asupra virusilor se produce la nivelul capsidei virale,

afectand procesul de fixare a virusilor pe suprafata celulara. Inactivarea virusilor,considera unii autori, are loc datorita oxidarii aminoacizilor.

Doza de ozon necesara pentru stabilizarea apei, variaza in functie de continutulsubstantelor organice si anorganice din apa, temperatura si pH. Pentru sterilizareaunui dm 3 de apa se folosesc 0,5-2 mg O3, durata de contact a amestecului ozon-aercu apa oscileaza intre 5-25 minute, dependent de tipul si eficienta instalatiei.


6/38

6

Din punct de vedere al analizelor de laborator, atunci cand nu mai exista si alticomponenti oxidabili, doza necesara de ozon pentru distrugerea in interval de 10minute a 99% din microorganismele patogene (C99 :10 C ) este:

MICROORGANISMUL C99 :10 C (mg/l)

Esch.Coli 0,001

Streptococcus fecalis 0,0015Microbacteria tuberculosum 0,005Polio virus 0,01Bacillus megatheriae (spori) 0,1

In diagramele urmatoare este subliniata actiunea comparativa a ozonului inraport cu clorul.

In diagrama de mai jos avem urmatoarele pozitii:1. Ozon;2. Clor si oxid de clor;3. Argint;4. Monocloramina.

In afara de proprietatile sale dezinfectante, ozonul este susceptibil de aactiona asupra unui mare numar de poluanti. Puterea de oxidare a ozonului permiteo distrugere a substantelor organice, exista cazuri n care indicele substantelor

organice, aflat sub limita maxima admisibila pentru apele potabile, poate scadea intr-un ritm mai mic, ramane constant sau sa creasca usor. Acest rezultat aparentparadoxal se datoreaza insa unei actiuni bine orientate: ozonul oxideaza produsiinebiodegradabili, toxici, antrenand asadar, un consum suplimentare de oxigen.

Oxidarea chimica si neutralizarea materiilor coloidale cu sarcina negativa sepoate traduce printr-o diminuare importanta a turbiditatii si culorii. Independent deactiunea de oxidare, materia in suspensie este supusa unui proces de microfloculare,devenind separabila din faza lichida.

2 4 6 8

100

200

300

400

500

Clor

Ozon

Timpul de contact: 10 min.

t (min)

Numardebacterii(N/ml)


7/38

7

In ceea ce priveste micropoluantii, ozonul actioneaza energic asupracompusilor organofosforici, de asemenea oxideaza parationul, in molecule relativsimple, mult mai usor inlaturabile. Este necesar un timp mediu de contact si o dozade 10 mg/l.

Ozonul descompune partial detergentii nebiodegradabili, dupa o functielogaritmica. Pentru a obtine o diminuare cu 50%, doza necesara variaza in generalintre 1,5-5 mg/l.

Ozonul actioneaza deosebit de eficient asupra hidrocarburilor policiclice, dozanecesara fiind de 1,5-1,7 g O3/ g de produs. De asemenea actiunea este deosebit deeficienta in cazul fenolilor si cianurilor.

In urma reactiilor de oxidare cu ozon nu rezulta produsi toxici ca in urmareactiilor clorului cu agentii poluanti ( trihalometani - compusi cancerigeni ).

Un alt avantaj deloc neglijabil in anumite situatii si mai ales in cazul statiilormobile, este acela ca ozonul este produs la locul utilizarii folosind ca materie primaaerul atmosferic.

Unul dintre aparatele pentru dezinfectia cu ozon este Oz 500 (Dryden Aqua).Echipamentul utilizeaza ca materie prima aerul uscat sau oxigenul.

Solutie tehnica privind oxigenarea si dezinfectia apei

SC ICPE BISTRITA SA abordeaza domeniul intr-o maniera noua,imbunatatind parametrii tehnologici ai apelor piscicole prin utilizarea treptei chimicede dezinfectie cu ozon, prin injectie in curentul de aer utilizat pentru oxigenare intr-unsistem de dispersie cu bule fine. Ozonul este un agent oxidant ecologic cu puteremare de oxidare si nu necesita operatiuni de depozitare-manipulare, fiind produs lalocul utilizarii din oxigenul din aer.

1

2

3

4

Timp

de

distru-

gere

pentru

99,9% din

agentii

patogeni

Concentratia

agentului desinfectant


8/38

8

Utilizarea ozonului in procesul de oxigenare si dezinfectie a apelor dindomeniul piscicol asigura dezinfectia totala a apei prin distrugerea tuturor germenilorpatogeni cu care apa ar putea fi contaminata. Apa obtinuta va avea calitatile apelorde suprafata din zonele alpine, lipsita de elemente chimice poluante si avand ocantitate de oxigen dizolvat, de 7,5 10 mg/l, si care, utilizata in fermele de crestereintensiva a pastravului sa duca la conditii optime de crestere si dezvoltare.

Avantajele aplicarii tehnologiei si instalatiei tehnologice de oxigenare sidezinfectie a apei sunt: aport marit de oxigen dizolvat, cu consum redus de energie electrica; randament mare de oxigenare neinfluentat de substantele tensioactive

neionice din apa bruta, determinat de adancimile mici si medii de imersie (lacare se realizeaza procesul de transfer a oxigenului din apa);

oxigenare in toata masa de apa din bazin, determinate de circulatia dirijata peverticala a curentilor de apa;

dezinfectie ecologica fara produsi secundari nedoriti si realizarea uneioxigenari suplimentare a apei;

racirea suplimentara a apei, necesara la salmonide; cresterea indicelui de productivitate cu minim 30%; eliminarea proceselor anaerobe; reducerea mortalitatii in perioadele cu temperaturi ridicate.


9/38

9

Capitolul 2 Studiu de caz - Analiza influentei parametrilorfizico-chimici ai apei asupra cresterii cantitative

si calitative a productiei de peste

Prezentul studiu de caz se refera la analiza parametrilor cantitativi si calitativicare influenteaza productia de pastrav curcubeu in bazine de beton cu dimensiunileprezentate in tabelul 1.

Tabelul 1Dimensiuni ale bazinelor/bazinetelor de beton

Nr.bazine/bazinete

Lungime(m)

Latime(m)

Inaltime(m)

5 bazine 20 6 12 bazine 22 20 1,61 bazinet 9 4 0,8

1 bazinet 9 3,5 0,8Total luciu de apa = 1547,5 m2luciu de apa

Sursa de apa pentru aceste bazine este provenita din cursuri de apa de muntecare contin: oxigen, bioxid de carbon, azot, iar in anumite conditii pot sa aparaamoniacul neionizat, hidrogenul sulfurat, metanul, ionii de calciu, magneziu, sodiu,potasiu, cloruri, sulfati si acidul salicilic neionizat.

In aceste conditii de exploatare a pestilor, principalii parametri fizico-chimici aiapei care influenteaza capacitatea de productie intr-un bazin piscicol si totodatapermit stabilirea masurilor de ameliorare a calitatii apei (conditii de crestere sireproducere a pestelui) sunt: oxigenul dizolvat in apa, bioxidul de carbon,temperatura, pH-ul si componenta florei de microorganisme si florei bacteriene.

Densitatea pastravului curcubeu in bazinul analizat a fost de 4 kg/m3apa la un debit de apa de 0,2 l/sec/10 kg peste.

Greutatea pastravului curcubeu a fost cuprinsa intre 120 180 g/buc.

2.1-Influenta oxigenului dizolvat in apa

Este unul dintre factorii limitativi cei mai critici. Este cunoscut faptul capotentialul de crestere a pestelui este proportional cu continutul in oxigen al apei sidevine maxim in limita de saturatie a apei in oxigen. Solubilitatea oxigenului in apadepinde de temperatura, presiunea atmosferica si salinitate (tabelul 2).

Oxigenul poate sa provina prin difuzie din aerul atmosferic. In acest sens s-acalculat si s-a stabilit ca aportul de oxigen datorat difuziei din aer este de 1-5 mg O 2/l.

Pierderile de oxigen din apa se datoresc proceselor de respiratie a diferitelororganisme din apa si difuziei din apa in aer. Astfel, respiratia pestilor inregistreazavalori de 2-6 mg O2/l, iar difuzia apa-aer 1-5 mg O2/l.

Cercetarile au demonstrat ca la valori reduse de 0-0,3 mg O2/l, unii pesti potsupravietui daca durata expunerii este redusa. Limitele pragurilor letale pentru pestisunt cuprinse intre 0-1 mg O2/l. Supravietuirea este posibila, iar cresterea este slabaintre limitele 1,0-5,1 mg O2/l; intre 1,0-5,0 mg O2/l, cu expunere permanenta; se mairemarca o sensibilitate sporita la boli si un nivel de conversie alimentara mai ridicat.Conditii normale de crestere se realizeaza cand oxigenul depaseste 5 mg/l.


10/38


11/38

11

Pentru pastravul curcubeu sunt necesare cantitati mari de oxigen. Valoareaoptima a oxigenului din apa de alimentare trebuie sa corespunda saturatiei de 90-100%, adica 9-11 mg O2/l; la evacuare nu trebuie sa scada sub 60%. In orice caz,oxigenul minim necesar pentru cresterea pastravului curcubeu este de 6 mg O2/l.Necesarul de oxigen pentru pastravii mai mici (sub 50 g) este de 500-600 mg/kg/ora,iar pentru cei mai mari 400-500 mg/kg/ora. De aici rezulta ca la un debit de apa de

cel putin 1 l/sec se pot creste 50 kg pastravi mai mari.Lipsa de oxigen se exteriorizeaza in primul rand prin deficit respirator.Limitele optime si letale sunt prezentate in tabelul 3.

Tabelul 3

Valorile optime tolerabile si mortale ale oxigenului la pastrav (dupa Kulow)

Grupa de pesti Domeniul optimmg/l

Limite tolerabile,mg/l

Pragul demortalitate

mg/l

Pastrav 0-1 9,0-11,0 2,5Pastrav 1- consum 8,0-10,0 4,0 1,5-2,0

In concluzie, se poate spune ca in general, exista o interdependenta intrenivelele de O2 in apa si alimentatie, concretizata prin faptul ca necesarul de oxigenpentru pastravii curcubeu pe unitatea de greutate creste cu cantitatea de furajedistribuita, dupa cum urmeaza:

- consum O2:0 40 80 120 160 200 ml/h;

- % greutate corporala:0 2 4 6 8 10 %

Furajele administrate provoaca pe de alta parte un aport de dejectiuniprovenite de la pastravi, care in procesul de transformare ce-l sufera in bazinul de

beton, contribuie la reducerea cantitatii de oxigen din apa.In perioade periculoase, piscicultorul trebuie sa stie care este cantitatea deoxigen critica pentru peste, care, daca s-ar prelungi, ar produce mortalitatea.

2.2-Influenta bioxidului de carbon

Este foarte solubil in apa (tabelul 4). Apa curata la 25oC cere un continut deCO2de 0,48 mg/l.

Bioxidul de carbon este in mica masura toxic pentru pesti. Cele mai multespecii supravietuiesc cateva zile in apa continad peste 60 mg/l, cu conditia caoxigenul sa fie abundent. Din nefericire, concentratiile de bioxid de carbon suntnormale sau mari, cand concentratia de oxigen solvit este redusa.

Tabelul 4Solubilitatea bioxidului de carbon in apa curata la diferite temperaturi

C mg/l C mg/l

0 1,10 20 0,565 0,91 25 0,4810 0,76 30 0,4215 0,65 - -


12/38

12

2.3- Influenta temperaturii

Aceasta constituie un factor esential pentru fiziologia si cresterea pestilor silimitativ pentru supravietuirea pestelui.

Temperatura are o influenta profunda asupra activitatilor biologice pentru

fiecare salt termic de 10o

C, adica consumul de oxigen si metabolismul general vor fide doua ori mai mari la temperatura apei de 30oC decat la 20oC. Unii pesti suntafectati de variatiile mici de temperatura. Astfel, in perioada de reproducere nu seadmit variatii de temperatura mai mari de 2oC. In afara de aceasta, temperaturajoaca un rol important in ceea ce priveste controlul distributiei furajelor, pentrumotivul ca pestii sunt animale cu temperatura variabila a corpului si consuma cu atatmai multa hrana cu cat temperatura corpului lor este mai ridicata. Cand temperaturaapei este inferioara valorii de 13oC, distribuirea furajelor nu da nici un rezultat.Teoretic, se aprecieaza ca o crestere a temperaturii cu 10oC determina dublarea sichiar triplarea cantitatii de furaje.

2.4-Influenta pH-ului

Valoarea pH-ului este o masura pentru concentratia apei in ioni de hidrogen.Cunoasterea valorii pH-ului este, de asemenea, de mare importanta pentru

piscicultor, pentru ca:a) O valoare prea mare sau prea scazuta este mortala pentru pesti;b) O valoare constanta cuprinsa intre 6,5-8 este favorabila pentru

reproducere.pH-ul apei poate fi modificat de multi factori, printre care semnalam continutul

in CO2 al apei. In apele alcaline variatiile sunt mici, cuprinse intre 4-6 si 9-10,cresterea pestilor este redusa si productiile scazute.

Valorile cele mai favorabile pentru piscicultura sunt cuprinse intre 6 si 9, dupaunii autori, sau intre 6,5 si 8 dupa altii (Kulow, 1979 , tabelul 5).

Tabelul 5

Valorile optime, tolerabile si mortale a valorii pH-ului la pastrav

Grupa de pesti Domeniul optimmg/l

(unit. pH)

Limite tolerabile,mg/l

(unit. pH)

Pragul demortalitate

mg/l(unit. pH)

Pastrav 0-1 6,5-7,5 5,5/9,0 4,8/9,2

Pastrav 1-consum

6,5-8,0 5,5/9,0 4,5/9,4

Analiza influentei pH-ului:- la valori de 3-4, pestele moare; refacerea pH-ului se poate face cu var nestins

(CaOH2);- la valori de pH intre 4 si 6, pestele nu se reproduce si productia piscicola este

redusa; refacerea pH-ului se face prin administrarea de carbonat de calciu siingrasaminte alcaline;

- la valori cuprinse intre 6-9, pestele se dezvolta normal;


13/38

13

- in cazul valorilor de 8,5-10, se administreaza ingrasaminte acide;- la valori de pH de 9,5-11, pestele nu se dezvolta bine;- la valori de pH peste 11, pestele moare.

Cunoasterea dinainte a unor parametri fizico-chimici ai apei poate conduce laprognozarea evolutiei lor si la luarea de masuri pentru prevenirea consecintelornegative, de ordin tehnic sau economic (oxigenul, bioxidul de carbon, temperatura,

pH-ul s.a.).In concluzie, parametrii tehnologici de interes in cresterea artificiala apastravului curcubeu in bazine de beton polarizeaza o sfera de interes cu nimic maiprejos decat factorul peste avut in vedere in programarea si proiectarea fermelorpiscicole. Parametrii tehnologici care definesc conditiile de crestere si exploatatie apestilor in bazinele piscicole influenteaza drastic starea fiziologica, calitatea sicantitatea productiei in fermele de crestere a pastravului curcubeu.

Pastravul este specia cu ponderea cea mai mare in salmonicultura tariinoastre. El este un peste caracteristic pentru apele reci (0 24 0C) si bine oxigenate(8 14 mg O2/l) din zona montana, fiind insa crescut, cu bune rezultate si in apeledin zona colinara si de ses, printr-un permanent control al calitatii si cantitatii apei dealimentare.


14/38

14

Capitolul 3- Solutie tehnica privind tehnologia de oxigenare sidezinfectie

3.1-Considerente privind dimensiunile optime ale difuzorului cu membrana

Difuzoarele cu membran, spre deosebire de cele ceramice, sunt potrivitepentru operaiile intermitente deoarece perforaiile pentru eliberarea gazului se vordeschide i nchide n funcie de intrarea aerului, mpiedicnd n acelai timpptrunderea apei n sistemul de aerare.

De-a lungul celor aproape 20 de ani de istorie de dezvoltare a difuzorului cumembran, s-au realizat trei proiecte principale: difuzorul tub cu membran(aproximativ 25 75 mm n diametru), difuzorul plat cu membran(aproximativ 0.2 3.0 m2) i difuzorul cu membran n form de disc. n timp ce difuzorul tub cumembran este folosit n aerarea liniar, difuzoarele plate i n form de disc suntfolosite de preferinn aerarea n spaiu.

3.2-Importana diametrului bulelor DBpentru capacitatea de difuzie a oxigenului

n primul rnd, capacitatea stocului de oxigen OCR = kB * CS este cea caredetermineficiena unui sistem de aerare cu presiune, n timp ce gradul de utilizareal oxigenului, ca o cantitate corelat, ia n considerare volumul rezervorului,cantitatea de aer i adncimea suflului. Dar cum gradul de saturare a oxigenului CSnu depinde de sistemul de aerare, numai constanta de aerare kB va influenacapacitatea de intrare a aerului.

kB=2.5 * 10-3*A/V * t k-0.5 (h

-1)

unde:- A este suma tuturor suprafeelor bulelor prezente n rezervor si de la

nivelul apei,- tkeste perioada medie de existena lui A,- V este volumul rezervorului.

A este invers proporional cu diametrul bulelor DB, astfel c gradul de utilizare aoxigenului va crete odatcu scderea diametrului bulelor.Aparitia bulelor in lichid necesita un nucleu de gaz, care poate fi o bula micronicasau o particula solida. Generarea bulelor de gaz prin dispersia acestuia in masa deapa impune un consum de energie necesar acoperirii lucrului mecanic decomprimare si dispersie.

Daca se considera un orificiu mic de diametru do executat intr-o placa, caresepara mediul gazos de mediul lichid (unde apa se afla deasupra placii deseparatie), datorita presiunii mai mari a gazului la orificiu se formeaza o bula de gazcare tinde sa se desprinda.Dimensiunea bulei rezulta din echilibrul dintre presiuneagazului din interiorul bulei si presiunea hidrostatica corespunzatoare coloanei delichid de deasupra placii cu orificii. Echilibrul fortelor care actioneaza asupra bulei degaz este dat de relatia:

Fp= F+ Fh


15/38

15

Fp- forta de presiune ce se exercita dinspre gaz spre lichid;F- forta superficiala ce rezulta din teorema lui Laplace;Fh- forta de presiune hidrostatica;

Pentru un element de suprafata dA din jurul unui punct de pe suprafataexterioara a bulei de gaz fortele sunt:

dFp=Pgx dA (1.1)dF=(1/R1+ 1/R2) x dA (1.2)

- tensiunea superficiala a apei20

oC=72,8 x 10-3N/m pentru apa poluata;

= (48,2:61,3) x 10-3 N/mR1si R2 razele de curbura principale ale suprafetei elementare dA.

d Fh=(Pat+ z) x dA = (Pat+ gho+ gz) x d (1.3)

Pentru ca bula de gaz sa se formeze trebuie ca forta de presiune sa invingaforta de tensiune superficiala ce apare ca urmare a presiunii capilare din bula si fortade presiune hidrostatica.

Daca bula este sferica R1=R2=R, cota z se neglijeaza in raport cu adancimeaapei h; se obtine valoarea presiunii gazului:

Pg=2 /R + Pat+ gho (1.4)

Bula se desprinde de duza cand forta arhimedica este mai mare decat forta detensiune superficiala. Dupa desprindere in interiorul bulei presiunea gazului devine:

Pb=Ph+P+P (1.5)

Po=Pat

Unde:Ph - presiunea hidrostaticaPh= Pat+ hP - presiunea capilara

Pb=Po+ Pat+ h + 2/R (1.6)

In functie de debitul de gaz si presiunea in dispozitivul de insuflare in procesulde formare a bulelor de gaz sunt posibile trei regimuri:

a). regimul cu bule dispersate bula cu bula

b). regimul intermediarc). regimul de jet.

Regimul cu bule dispersate bula cu bula

Se caracterizeaza prin aceea ca degajarea bulelor se face continuu si uniform,acceleratia bulei fiind constanta pe distanta scurta, distanta dintre bule este fixa.

Daca se considera bula sferica, diametrul bulei se determina pe bazaechilibrului de forte care actioneaza asupra ei:


16/38

16

Fa= db3/b (l- g) (1.7)

Fa forta ascensionaladb diametrul buleilg greutatea specifica a lichidului, respectiv a gazului

F= do (1.8)

F- forta de tensiune superficiala - tensiunea superficiala a lichiduluido diametrul gaurii

Din egalitatea celor doua forte rezulta diametrul bulei de gaz:

db= (6do/l- g )1/3 (1.9)

Se observa ca diametrul bulei nu depinde de debitul de gaz insuflat, ci numaifrecventa de formare a bulelor:

F=Qg(l - g)/do (1.10)

Qg- debitul volumic de gaz insuflatRelatia legii lui Stokes, in regim laminar se obtine diametrul bulei:

db3= 2,234(Qg)3/4 (1.11)

Regimul intermediar

Apare in cazul majorarii debitului peste limita formarii bulelor individuale. Candfrecventa de formare a bulelor creste, creste si dimensiunea bulelor:

db3= 2,234Qg6/5 (1.12)

Regimul de jet

- distanta dintre bule este dependenta de debitul de gaz si variaza usor;- masa de bule, in miscare ascensionala se abate de la traiectoria rectilinie

verticala;- diametrul bulelor depinde de debit si forma lor poate suferi deformatii;- viteza de formare a bulei este egala cu viteza de detasare a bulei

precedente;

Qg= db2/4Wb (1.13)

Wb viteza unei bule izolate

WbQdbg /4= (1.14)


17/38

17

Se poate astfel determina debitul critic:

Qg = Wb/4[6 do/ (l- g )]2/3 (1.15)

Debitul critic de gaz este Qger = 46 cm3/s.

Diametrul bulei de gaz care se formeaza prin dispersia unui debit volumic de

gaz este dependent de:- diametrul orificiului- efectul inertiei lichidului- vascozitatea lichidului- densitatea lichidului- relatia dintre debitul pe orificiu si presiunea pe orificiu- efectul de perete (spatii cu diametru mai mic de 200 mm)Lichidele cu tensiune superficiala majorata duc la formarea bulelor de gaz de

mari dimensiuni, vascozitatea crescuta duce la formarea de bule fine.Eficienta transferului de oxigen functie de concentratie si de adancime este

prezentata in tabelul urmator:

% oxigen 1m adincime 2m adincime 3m adincime 4m adincime 6m adincime

5% 30% 35% 40% 45% 50%

10% 25% 27% 30% 35% 40%

20% 20% 22% 23% 25% 30%

30% 15% 17% 18% 20% 22%

40% 10% 12% 14% 17% 18%

60% 6% 7% 8% 12% 15%

80% 2% 3% 6% 7% 9%

De exemplu, daceficiena ar fi determinatntr-o apcu un coninut sczutde oxigen dizolvat, rezultatele ar fi foarte bune, deoarece cu ct coninutul de oxigendizolvat n ap este mai mic cu att este mai uor s se dizolve oxigen. n modcontrar, dac coninutul de oxigen se apropie de 100% atunci eficiena aerrii seapropie de 0.Ali factori de mare importan:

- adncimea apei n camera de experimentare;- temperatura apei;- compoziia chimica apei.

Eficiena tuturor sistemelor de aerare este redus odat ce temperatura apeicrete deoarece solubilitatea oxigenului scade la temperaturi mai mari.

Compoziia apei are o influenprofundpentru determinarea randamentului, deexemplu randamentul este redus progresiv cu concentraia de substane organice napi cu poluarea. n mod contrar, odatcu creterea concentraiei de sare i de ioddin ap randamentul este mbuntit. Explicaia acestui fenomen este legat deefectul pe care l au sarea i substanele organice asupra suprafeei apei.


18/38

18

3.3- Experimentari privind transferul de oxigen din aer in apa prin difuzoare cumembrana elastica

Transferul de oxigen din aer in apa, in aerarea pneumatica, este un procescomplex in care apare o multitudine de factori ce-l influenteaza.

Pentru a determina parametrii ce caracterizeaza transferul de oxigen din aer in

apa, specifici unui anumit dispozitiv de aerare, sunt necesare efectuarea deexperimentari. Rezultatele obtinute prin efectuarea acestor experimentari suntprelucrate prin aplicarea ecuatiilor transferului de oxigen.Interpretarea rezultatelorconduce la determinarea parametrilor oxigenarii, parametrii ce caracterizeaza oricesistem de aerare.

Notatii folositeapa = temperatura apei ultilizata la experimentare in C;aer= temperatura aerului in momentul inceperii experimentarii in C;H = inaltimea coloanei de apa, in m;Hi= inaltimea de insuflare a aerului, in m. coloana de apa;Hi= H a

a = distanta de la radierul bazinului la partea superioara a difuzorului, in m;dC/dt = viteza de transfer a oxigenului (sau cresterea concentratiei de oxigen

in unitatea de timp, in mg O2/h);Odi= oxigenul dizolvat initial in apa ce urmeaza sa fie supusa aerarii;Odt= oxigenul dizolvat din proba de apa recoltata la momentul T, determinat

prin masurare in mg/l;Cg10 = concentratia la saturatie a oxigenului dizolvat in apa, in mg O2/l, la

presiunea de 760 mm col. Hg si temperatura de 10C;Cg8 = concentratia la saturatie a oxigenului dizolvat in apa in mg O 2/l, la

presiunea de 760 mm col. Hg si temperatura de 8C;V = volumul de apa aflat in bazin. in m3;nd= numarul de difuzoare montate in bazin pentru experimentarea respectiva;Qaer= debitul de aer introdus de suflanta in bazin, in m3/h;Pb = presiunea barometrica la fata superioara a difuzorului, in m;Csm = concentratia medie de saturatie (la mijlocul adancimii de insuflare) a

oxigenului dizolvat in apa, la presiunea existenta in bazin si la temperatuta apei, inmg O2/l;

Ot= procentul de oxigen in aer la iesirea din coloana de aerare;(Ot19%);

KLa10= coeficientul global al transferului de oxigen la temperatura de 10C, in

h-1;KL

a= coeficientul global al transferului de oxigen la temperatura de 8C, in h

-1;vO10= viteza de oxigenare la presiunea de 760 mm col. Hg si temperatura de

10C, in g O2/ m3, apa, h;

CO10= capacitatea de oxigenare, la presiunea de 760 mm col. Hg sitemperatura de 10C, in Kg O2/zi;

CO10= capacitatea specifica de oxigenare, la presiunea de 760 mm col. Hg sitemperatura de 10C, in g O2/m

3aer, m.ad. ins.;


19/38

19

3.4- Metodologia desfasurarii experimentarilor

1.- Pregatirea instalatiei pentru desfasurarea experimentarilor, in care sunt stabilitenumarul de difuzoare utilizate, stabilirea inaltimii coloanei de apa ce urmeaza a fiaerate, debitul de aer insuflat, numarul de puncte pentru prelevarea probelor si

frecventa recoltarilor.2.- Determinarea prin masurare a anumitor parametrii, cum ar fi:- masurarea temperaturii aerului;- masurarea temperaturii apei- masurarea presiunii atmosferice.

3.- Eliminarea totala a oxigenului dizolvat din apa ce va fi supusa aerarii. Seutilizeaza in acest scop sulfitul de sodiu si clorura de cobalt.4- .Aerarea apei din bazin, in timpul careia se recolteaza la intervale de timp stabiliteanterior, probe de apa din diferite puncte ale bazinului.5- .Fixarea oxigenului care s-a dizolvat in probele de apa recoltate, fixare care serealizeaza cu clorura de mangan si iodura de potasiu.6- .Determinarea oxigenului dizolvat (Odt) din probele recoltate pentru care s-a utilizat

metoda Winkler.7.- Determinarea parametrilor oxigenarii, respectiv coeficientul global al transferuluide oxigen (KLa), viteza de oxigenare (vO), capacitatea de oxigenare (CO), sicapacitatea specifica de oxigenare (cO).

3.5- Etapele experimentarilor desfasurate

In acest studiu sunt prezentate experimentarile efectuate pe difuzoare cumembrana de cauciuc, difuzoare produse de SC IMAT SRL Bistrita.

Experimentarile au fost efectuate pe un stand de incercari a S.C. IMAT SRLBistrita. Ca fluid supus aerarii s-a utilizat apa potabila de la reteaua de distributieoraseneasca.

Determinarea parametrilor oxigenarii specifice difuzoarelor cu membrana dincauciuc, necesita o gama larga de experimentari, astfel incat rezultatele obtinute safie edificatoare.

Experimentarile au fost facute in urmatoarele conditii:a). S-au testat un numar variabil de difuzoare amplasate pe radierul bazinului.Dispunerea difuzoarelor s-a facut simetric. Dimensiunile in plan ale bazinului sunt de3,3 x 1,0m ceea ce a permis testarea urmatoarelor variante pentru numarul dedifuzoare:

- experientele nr. 1; 4; 8; ..n=3 difuzoare- experientele nr. 2; 5; 9; n=5 difuzoare- experientele nr. 3; 6; 10 .n=7 difuzoare

b). Debitul de aer insuflat printr-un difuzor.Pentru fiecare numar de difuzoare amplasat pe radierul bazinului s-au utilizat 3 sau 4debite specifice, urmarind ca valorile debitelor sa se inscrie in gama 210 m3/h,difuzor. Valorile debitelor specifice de aer sunt aratate in tabele nr. E1..E10 siL1L10.

Pentru determinarea marimii debitelor specifice s-a utilizat un dispozitiv formatdintr-o diagrama (montata pe conducta de refulare a suflantei cu prize bransate la unmanometru diferential cu lichid (apa).


20/38

20

Pentru o mai buna evaluare a debitului de aer introdus in bazin, (respectiv adebitului specific de aer) s-au utilizat doua diagrame:

-pentru experimentarile 1......5 o diagrama standardizata cu diametrul =39,31mm;-pentru experimentarile 610 o diagrama standardizata cu diametrul=17,46 mm;

c). Inaltimea coloanei de apa folosite pentru aerare, respectiv adancimea deinsuflare.d). Temperatura aerului si a apei.

Datorita duratei in timp a experimentarilor temperatura aerului si a apei a variatintre 8 C si 16 C.e). Presiunea atmosferica a avut oscilatii intre valorile 753,5 si 770 mmHg.f). Punctele de recoltare a probelor de apa aerata.

S-au prelevat probe de la trei niveluri din bazinul de testare, astfel:- punctul P5 situat la 1,40 m deasupra radierului bazinului;- Punctul P7 situat la 2,35 m deasupra radierului bazinului;- Punctul P9 situat la 2,85 m deasupra radierului bazinului.

g). Durata de aerare si frecventa de recoltare a probelor.

Pentru primele cinci experimentari durata de aerare a fost de 20 minute, iarrecoltarea probelor s-a facut la timpii: t1=0,5 min; t3=1,0 min; t4=30 min; t5=5,0 min;t6=10,o min; t7=15,0 min; t8=20,0 min.

Din prelucrarea datelor obtinute a reiesit necesitatea unei durate mai mari deaerare pentru atingerea valorii de saturatie a oxigenului dizolvat din apa) si a uneifrecvente sporite.Astfel pentru experimentarile 610, durata de aerare a fost de 20min. iar recoltarile s-au facut la timpii t1=0 min; t3=0,5 min; t4=1,0 min; t5=2,0 min;t5.. t13 din doua in doua minute.

3.7- Elemente determinate prin masurare directa

Pentru fiecare experienta au fost determinate, prin masurare directa,urmatoarele elemente:a). temperatura aerului (aer in C) cu ajutorul unui termometru cu alcool;b). temperatura aerului (aer in C) cu ajutorul unui termometru cu mercur,scufundat in bazin;c). presiunea atmosferica (Patm. in mmHg) cu ajutorul unui barometru;d). inaltimea coloanei de apa (H in m) ce urmeaza sa fie aerata;e). adancimea de insuflare (Hins. - in m) a aerului comprimat;f). volumul de apa (V in m3) ce urmeaza sa fie aerat;

In timpul fiecarei experimentari au fost determinate urmatoarele elemente:a). diferenta de presiune (p in cm col. de apa) realizata in manometrul diferentialcu apa, pentru care se determina debitul de aer introdus in bazin;b). diferenta de presiune (h in cm col. de Hg) realizata in manometru diferential cu

Hg ce reprezinta pierderea de presiune a aerului prin difuzorul cu membrana dincauciuc.

3.8- Elemente determinate prin analize de laborator

Inainte de inceperea aerarii, se determina oxigenul dizolvat (Odi in mg O2/l)functie de care se stabileste cantitatea de sufit de sodiu si clorura de cobalt necesarapentru reducerea oxigenului dizolvat initial in apa.

Dupa recoltarea probelor s-a determinat, pentru fiecare proba in parte,oxigenul dizolvat (Odtin mg O2/l).Odt

a fost determint utilizand metoda Winkler.


21/38

21

3.9-Elemente determinate prin prelucrarea masuratorilor directe

Parametrii determinati ca urmare a masurarii directe a permis calculareaurmatoarelor elemente:

Debitul de aer introdus in bazinul de testare:Pentru determinarea debitului de aer s-a folosit un manometru diferential cu apa,

bransat la prizele diafragmei montate pe conducta de refulare a suflantei. Relatiile decalcul ale debitului sunt [9].

aer

aer

pdQ

=

2

4..

2

)Re

1('

D

A +=

)38110

10( 6

6

'

Ad

de

+=

])7,0)(341935

()5,0(

).8636,0

009,0()7,12

07,0.[()4,25

6,1(4,0)383,0

364,0(1778,0

5993,0

2/5

2

2/3

2/554

++

+++++=

D

DDDDDe

)2671

420090005000830.(.03937,032

DdA ++=

D

d

pl

px

x

=

=

+=

;

).35,041,0(14

in care:Qaer = debitul volumetric de aer, in mc/s;

D = diametrul interior al diafragmei, in mm;D = diametrul interior al conductei pe care este montata diafragma, in mm;ReD = numarul Reynolds raportat la D;p = pierderea de presiune prin diafragma, in Pa;Pl = presiunea aerului, amonte de diafragma, in Pa;aer = densitatea aerului la temperatura desfasurarii experimentarii, in kg/mc;Pentru fiecare experimentare s-au facut mai multe masuratori (812) pentru

care s-a determinat diferenta de presiune medie la manometrul cu apa (pm).


22/38

22

Ca urmare, debitul de aer utilizat la fiecare experimentare este un debitcalculat pentru valoarea medie a diferentei de presiune de la manometrul cu apa.

Pierderea de presiune (h) prin difuzorul cu membrana de cauciuc s-adeterminat ca fiind media pierderii de presiune inregistrata in diferite momente aleaerarii (hp).

3.9-Rezultate obtinute in cadrul experimentarilor

Orice sistem de aerare, mecanic sau pneumatic, se caracterizeaza prinanumite marimi ce reprezinta performantele sistemului. Pentru aerarea pneumaticaaceste marimi sunt:

vO= viteza de oxigenare, in g O2/ m3, apa, h;

CO= capacitatea de oxigenare, in kg O2/zi;co= capacitatea specifica de oxigenare, in g O2/m3aer, ad. ins.;h= pierderea de presiune prin difuzor, in mBa.

Pentru determinarea valorilor lui KLa-coeficientul global al transferului deoxigen, s-a utilizat metoda grafica la care au fost trecute, pe abscisa valorile timpului

(in minute), pentru care s-a determinat oxigenul dizolvat, iar pe ordonata s-au trecut ;-in cazul metodei exponentiale:

ln[(Cgm-Odt)/ Cgm]

-in cazul metodei logaritmului natural din deficitul de oxigen:

ln(Cgm-Odt)

S-au obtinut, in cazul ambelor metode, un nor de puncte, pentru care s-autrasat, tot cu ajutorul calculatorului, drepte de regresie. De asemenea, programul decalcul utilizat afiseaza ecuatiile dreptelor de regresie care au forma:

y= mx + n; r2= kIn care:

y = valoarea corespunzatoare pentru ln[(Cgm-Odt)/ Cgm], respectivln(Cgm-Odt)

m = panta dreptei de regresie, care reprezinta chiar valoarea lui KLa;n = termenul liber al ecuatiei dreptei;r2= valoarea coeficientului de corelatie.Configuratia acestor grafice este aratata in figurile E1...E10,

corespunzatoare celor 27 de experimentari pentru care s-a utilizat metodaexponentiala, respectiv in figurile L1...L10, pentru care s-a utilizat metodalogaritmului natural din deficitul de oxigen.

Conditiile in care s-a desfasurat fiecare experimentare, impreuna curezultatele de laborator (Odt) si prelucrarea lor sunt prezentate in tabelele E1...E10 sirespectiv L1L10.

Astfel, pentru viteza de oxigenare, vo, s-au obtinut valori cuprinse intre100 si 560g O2/m

3aer.h, utilizand metoda exponentiala si valori de 98 si 600g O2/m3

aer.h, utilizand metoda logaritmului natural din deficitul de oxigen.Pentru capacitatea de oxigenare (CO) s-au obtinut urmatoarele valori:

- intre 32 si 220kg O2/zi, utilizand metoda exponentiala;


23/38

23

- intre 37 si 260kg O2/zi, utilizand metoda logaritmului natural din deficitul deoxigen.

Parametrul cel mai reprezentativ pentru caracterizarea unui dispozitivpneumatic de aerare este capacitatea specifica de oxigenare, co, pentru care s-aobtinut urmatoarea gama de valori:

- intre 14,5 si 24,1g O2/m3aer,m ad. ins., utilizand metoda exponentiala;

- intre 13,6 si 24,7g O2/m3

aer,m ad. ins., utilizand metoda logaritmului natural dindeficitul de oxigen.Pierderea de presiune prin difuzorul cu membrana elastica are valori

cuprinse intre 23 si 50 mBa (valori aratate in tabelul H1).Valorile obtinute, ce caracterizeaza dispozitivul de aerare pe care s-au

efectuat aceasta serie de experimentari, sunt valori superioare celor recomandatepentru dispozitivele de aerare cu materiale poroase (sticla sinterizata, ceramica,etc).Performantele difuzoarelor cu membrana de cauciuc, ce reies dinexperimentarile prezentate in aceasta lucrare de faza, sunt aratate centralizat intabelele EF1EF10 SI LF1LF10.

3.10-Concluzii si recomandari

Aerarea pneumatica reprezinta o treapta importanta in procesul oxigenariiapelor piscicole. Eficienta aerarii pneumatice (atat din punct de vedere al procesuluiin sine, cat si din punct de vedere energetic (cost), depinde in cea mai mare masurade performantele dispozitivelor de aerare si a materialelor folosite. In ultimii ani aufost realizate pe plan mondial, o serie de difuzoare cu membrana perforata, dincauciuc, ale caror performante in oxigenarea apei sunt superioare materialelorporoase.Difuzorul utilizat pentru elaborarea modelului functional este cu membranadin cauciuc si poate da un randament sporit la aerarea pneumatica a apelor dinpiscicultura.Testarea acestui tip de difuzor, a evidentiat o serie de calitati, cerecomanda acest produs ca o solutie viabila pentru procesul deoxigenare.,Argumentele aduse in sprijinul acestei afirmatii sunt:

- Performantele deosebite in ceea ce priveste transferul de oxigen inaerarea apelor.

- Rezultatele experimentarilor efectuate (rezultate partiale) au condus laestimari pentru capacitatea specifica de oxigenare co de 14.24goxigen/mc,m ad.ins., valoare superioara celei corespunzatoare difuzoarelordin materiale poroase, a caror capacitate specifica de oxigenare are valoricuprinse intre 8 10 g oxigen/mc, m ad. Ins.

Pierderea de presiune prin acest difuzor se inscrie in gama 2350 mbavaloare inferioara celei corespunzatoare difuzoarelor poroase, pentru care pierdereade presiune este de minimum 50 mba . Acest parametru influenteaza in mod decisivrandamentul energetic.

Pe langa performantele amintite mai sus, trebuiesc remarcate urmatoarele:- difuzorul este confectionat din material plastic si cauciuc, ceea ce ii confera

atat rezistenta mecanica buna cat si rezistenta la coroziune ;- montarea si demontarea acestui difuzor este deosebit de simpla, putand fi

adaptat cu usurinta la diametrul stutului existent pe conductele de distributie aaerului;

- inlocuirea membranei de cauciuc se face intr-un timp scurt, sistemul deprindere al membranei de difuzor fiind simplu.


24/38

24

Capitolul 4- Elaborare tehnologie noua de oxigenare si dezinfectie aapelor piscicole. Elaborare model functional

In aceast faz s-a proiectat un sistem de aerare, la nivel de modelfunctional, n vederea obinerii indicilor calitativi, de apcurata, puternic oxigenat ,folositn procesul de crestere intensiva a petilor, datele obtinute urmand a se folosiin urmatoarea etapa de realizare si experimentare a tehnologiei pe o instalatie pilot.

Faza a fost realizatn urma unei documentri de specialitate, din bibliografiarecent n domeniul tratrii apelor, n vederea satisfacerii unor cerine impuse, depuritate a apei (n cazul nostru, lipsit de germeni patogeni, poluani chimici iputernic oxigenat).

Acest obiectiv se poate atinge prin realizarea unei tehnologii fundamentatetiinific, care sa duca in final la creterea cantitativ si calitativa a produciei depeste, n cazul nostru, a pastravului.

4.1. Descrierea si functionarea modelului functional

Fluxul tehnologic de tratare a apei este implementat pe o instalatie formata din

urmatoarele echipamente:pompa de aer, instalatie de aerare, generator de ozon,tablou automatizare,racitor aer (optional).

Echipamentele modelului functional de implementare a tehnologiei depreparare a apei sunt prezentate schematic n desenul de mai jos.

Aerator AB

Conducta de distributie CD

Injector ozon -IJ

Generator ozon GO

Pompa de aer PA

Tablou automatizare TA

SCHEMA CONSTRUCTIVA A INSTALATIEI DE OXIGENARE SI DEZINFECTIE


25/38


26/38

26

Aeratoarele AB sunt unite prin conducta de distributie CD cu racordurimecanice cu filet exterior D25 x 1 si coliere de bransare D50 x 1, conducta CD fiindobturata la capete cu dopuri mecanice D50.. Aerul este trimis de pompa de aer PAprintr-o conducta magistrala prevazuta cu racord mecanic cu filet exterior D50 x 1 , coturi si teu D50 egale.

Pe conducta magistrala se monteaza injectorul IJ care este compus dintr-uncorp tip teu mecanic 50 x 1x 50, cu filet interior, in care se monteaza un stut tip L 10,care se racordeaza printr-o conducta flexibila din PVC, la generatorul de ozon GO.

Generatorul de ozon tip GO-05 lucreaza cu aer uscat (maxim 2m3/h) siproduce aer ozonat prin efect CORONA.

Cand se porneste pompa de aer PA, aerul trece prin injectorul de ozon siabsoarbe o cantitate de ozon produsa de generatorul de ozon GO-05, se amestecacu acesta dupa care ajunge in distribuitorul CD. De aici se repartizeaza prin cele 6stuturi ale aeratoarelor, trece prin difuzoarele cu membrana elestica si ajunge in apadin corpul aeratoarelor sub forma de bule fine. Pe masura ce urca spre suprafataapei din bazin pe care o oxigeneaza si o dezinfecteaza, antreneaza si o cantitate deapa, sub efectul de gaz-lift generat de spatiul inchis si vertical al corpurilor

Cot mecanic D50 e al

Conducta de aductiune aer

Teu mecanic D50

Do mecanic D50 e al

Colier de bransare 50 x 1 filet interior

Racord mecanic 50 x 1 filet exterior

Conducta de distributie


27/38

27

aeratoarelor. Se creeaza astfel o depresiune la baza difuzoarelor cu membranaelastica cu care aeratoarele sunt echipate, depresiune care aspira apa prin fantelede la baza corpurilor aeratoarelor, producandu-se o circulatie ascendenta, careoxigeneaza apa in toata masa ei.

Un bazin cu geometria de 20 x 6 x 1 (Lxlxh) are un volum de apa de 120m3sio cantitate de peste de 480 500 kg. Daca consumul de oxigen este de aproximativ

260g/h atunci cand apa este la 100

C, acesta creste la aproape 780g/h la 250

C(aportul de O2 este de 290g/h din circulatia apei aproximativ 36m3/h). Deci in

perioadele calde de vara rezulta un deficit de oxigen de 490g/h. Prin difuzia naturalaa oxigenului in apa deficitul scade la 370 g O2/h. Acest deficit trebuie compensat prinaerare.

Pompa de aer de tip HL150 are un debit de 55m3/h si prin instalatia de aeraredisperseaza in apa o cantitate de 385 550 g O2/h (17 20 g O2/ m3xm adincimede imersie difuzoarele se afla la 550 600mm sub nivelul apei).

Datorita circulatiei ascensionale a apei prin aeratoare, instalatia de oxigenarea apei antreneaza cca 40-50 m3 apa/ora, reusind sa puna toata apa din bazin incontact cu aerul in 2,4 3 ore, crescand si aportul de oxigen dizolvat prin difuzienaturala.Prin automatizare se regleaza functionarea optima a instalatiei functie de

concentratia de oxigen din apa , modificind productia de oxigen prin pornirea oprirea automata a pompei de aer si a generatorului de ozon GO05 , concentratia deoxigen fiind semnalata de un senzor de oxigen dizolvat.

4.2-Prezentarea echipamentelor

4.2.1-Reeaua de distributie a aerului

In figura de mai jos este prezentat echipamentul de aerare, compus din saseaeratoare, conducta de distributie aer si conducta de admisie aer.

Reteaua de distributiesi dispersie a aerului inbazinul de crestere apastravului este realizatadin module de aerarecu o constructie dinconducte de PVCmultistrat cu D400 si 3suporti metalici din otelinox fixati de radier cusuruburi si piulite. Peconducta din polietilenaD25 se monteaza un cotcu filet exterior R1/2 pecare se fixeaza difuzorulde dispersie prininsurubare.Reteaua este alimentata de la o conducta cu D50 prevazuta cu cot de compresiuneD50.Difuzorii cu membrane elastice din cauciuc pot functiona in regim intermitent sinu necesita curatare.


28/38

28

Aerul sub presiune patrunde prin intermediul gaurilor centrale de admisie dintaler in volumul cuprins submembrana aflata in expansiune,perforatiile fine ale acesteialasand sa treaca in mediul lichidbule foarte fine.

Zona centrala amembranei elestice nu esteperforata corespunzator acesteizone a membranei, talerulsuport prezentand orificiile deadmisie a aerului sub presiune,aceasta zona fiind delimitata deo nervura profilata, circulara.

La incetarea admisieiaerului membrana elastica sedestinde si sub presiunea coloanei de apa de deasupra difuzorului se aseaza penervura circulara centrala a talerului, corespunzator zonei neperforate a membranei,

impiedicand astfel accesul apei in reteaua de distributie a aerului. Acest fapt permitesi exploatarea discontinua a sistemului de aerare.

Aerarea poate fi complet decuplata, neexistand pericolul infundarii instalatiei.Descrierea difuzorului:

-suportul din material plastic este prevazut cu nervuri de rezistenta si are formaconvexa;-membrana elastica esteexecutata dintr-un cauciucspecial, rezistent la uzura, cu ungrad ridicat de elasticitate si obuna rezistenta la rupere.Membrana este prevazuta cu unnumar determinat de orificii dedifuzie a aerului;-colierul ajuta la fixareamembranei de suport.

Introducerea aeruluicomprimat se realizeaza printr-un stut filetat cu diametrul R .

Difuzorii cu membranaelastica au o constructie simplasi se monteaza usor prin infiletarea lor in stuturile existente la reteaua de distributie aaerului.

Eficienta procesului de aerare este determinata de urmatorii factori:-adancimea de insuflare;-marimea bulelor fine;-conditiile de curgere obtinute prin introducerea aerului comprimat in bazinul deactivare.

Continutul de oxigen este mai mare pe fundul bazinului, unde, datorita presiuniistatice, se ating valori mai mari ale coeficientului de saturatie cu oxigen. Acestadetermina un deficit mai mare de oxigen la suprafata, deficit care este inlaturat princirculatia pe verticala a apei, generata de curentii ascensionali de amestec apa-aer.

Difuzor disc cu membranaelastica ti DMB

Membrana elastica

perforata

Corp difuzor

Inel de

siguranta


29/38

29

Cu cat bazinul este mai adanc, cu atat timpul de contact dintre bulele de aer si fluideste mai mare, acest factor fiind determinant pentru eficacitatea aerarii.

Sistemul de aerare asigura atat cantitatea de oxigen necesara cat siomogenizarea continutului bazinului.

4.2.2 Conditii de montaj si caracteristici tehnice

Aerul sub presiune patrunde prin intermediul gaurilor centrale de admisie dincorp in volumul cuprins sub membrana aflata in expansiune, perforatiile fine aleacesteia lasand sa treaca in mediul lichid bule foarte fine.

Zona centrala a membranei elastice nu este perforata si functioneaza casupapa de inchidere in momentul in care se opreste admisia aerului, corpul (talerulsuport) prezentand in aceasta zona orificiul de admisie a aerului sub presiune, zonadelimitata de o nervura profilata, circulara ce faciliteaza o inchidere etansa.

La incetarea admisiei aerului membrana elastica se destinde si sub presiuneacoloanei de apa de deasupra difuzorului se aseaza pe nervura circulara centrala atalerului, corespunzator zonei neperforate a membranei, impiedicand astfel accesulapei uzate in reteaua de distributie a aerului. Acest fapt permite si exploatarea

discontinua a sistemului de aerare.Introducerea aerului comprimat se realizeaza printr-un stut filetat cu diametrul .

Difuzorii au urmatoarele caracteristici tehnice:-debit de aer pe aerator: Qmin,max = 2-10 Nm3/h;-debit de aer recomandat pe aerator: Qmed = 2-6 Nm3/h;-pierderea de presiune in functie de debitul de aer: 10-25 mbar;-diametrul difuzorului D = 330 mm-dimensiunea filetului de legatura R;-masa difuzorului cca 900 g;-capacitatea de oxigenare estimata: 15-20gO2/ Nm

3xm adincime.Avantajele sistemului de aerare cu difuzori porosi cu membrana elastica sunt

urmatoarele: rezistenta hidraulica scazuta, constructie simpla, randament ridicat,durata de viata superioara, posibilitate superioara de reglaj, nu necesitasupraveghere, montaj usor.

4.2.3-Utilizarea tevilor din polietilena in retelele de distributie si dispersiea aerului

Utilizarea tevilor din PE in retelele de distributie se extinde continuu datoritaunei serii de avantaje tehnice si economice pe care le au in comparatie cu tevilemetalice:-mentinerea in timp a caracteristicilor fizico-mecanice;-inertie la coroziune;-greutate redusa, ceea ce permit raze de curbura semnificative;-posibilitatea de a utiliza tevi de lungimi mari, ambalate in colaci;-posibilitatea de a fi ambalate la temperaturi joase;-durata de viata de cel putin 50 de ani;-cost de instalare diminuat in raport cu cel al tevilor din fonta sau otel;-intretinere redusa, nefiind necesara intretinerea lucrarilor;-reducerea pierderilor de presiune pe instalatie;-cresterea fiabilitatii prin reducerea pierderilor de sarcina.


30/38

30

Datorita tehnicilor de racordare, viteza de executie a retelelor este mult maimare decat in cazul retelelor din otel, precum si a greutatii lor liniare (de circa 10 orimai mici).

Avantajele folosirii tevilor din PE in raport cu tevile din PVC, sunt urmatoarele:-o mai buna rezistenta la socuri;-o mai buna fiabilitate a sistemelor de imbinare.

Aerul sub presiune patrunde prin intermediul gaurilor centrale de admisie dincorp in volumul cuprins sub membrana aflata in expansiune, perforatiile fine aleacesteia lasand sa treaca in mediul lichid bule foarte fine.

4.2.4-Pompa de aer

Alegem o pompa de aer cu recuperare care lucreaza la un debit minim:Q = 34 m3/ora;Firme producatoare de astfel de pompe sunt:

-firma HETO din China si firma GAST din SUA. Pompa marca HETO este descrisamai jos:

HL-150

Model................HL-150 Frecventa.......50/60Hz

Curent Electric......1.22A Putere..............155W

Debit aer ..920L/min Zgomot..........


31/38

31

Schema bloc de producere si generare a ozonului este prezentata mai jos.O linie de ozonare cuprinde urmatoarele faze de proces:

1. prepararea gazului;2. producerea ozonului;3. oxidarea cu ozon;4. eliminarea ozonului rezidual.

Un bun randament al generatorului se atinge daca alimentarea cu gaz ageneratorului (aer,oxigen) se face cu un gaz care indeplineste mai multe conditii

simultane: absenta din gazul de alimentare a compusilor organici,a uleiurilor si a vaporilor

de apa; temperatura scazuta a aerului; presiunea adecvata a aerului; punct de roua-50C.

Daca oxigenul sau aerul trecut printr-o descarcare electrica s-au expus la o

radiatie ultravioleta,o parte din oxigen este polimerizat si se produce ozonul dupareactia:

3O2 2O3 69KcalColiziunea dubla si tripla a atomilor duce la formarea ozonului. In plus

coliziunile intre atomi si moleculele de oxigen pot de asemenea produce ozon.Oparte din moleculele de ozon deja formate,se pot de asemenea distruge.Industrial,instalatia pt. producerea ozonului (generator de ozon) are la baza

procedeul de obtinere a ozonului prin metoda fizica de descarcare corona,procedeucare consta in trecerea aerului uscat prin spatiul de descarcare realizat intreelectrozii de descarcare,din care unul e conectat la centura de impamantare,iarcalalalt la inalta tensiune.

Generatoarele se pot imparti in doua clase:1.ozonatoare cu electrozi tubulari2.ozonatoare cu electrozi platiGeneratorul de ozon cu electrozi tubulari este constituit dintr-un rezervor

orizontal cu un anumit nr. de tuburi de otel (electrod de pamant) sudate pe placi

tubulare,astfel incat sa impiedice orice contact intre gaz si fluid.In tuburile de otel se afla instalate tuburi dielectrice din sticlaspeciala,metalizate interior formand electrozi de inalta tensiune.

Gazul de alimentare trece prin spatiul existent in tuburile de otel si de sticlaunde ozonul se formeaza sub actiunea descarcarilor electrice cu inalt potential.Dinmotive de cinetica chimica si termodinamica,spatiul mentionat trebuie sa fie uniformsi foarte mic,el trebuie realizat cu tuburi de mare precizie si prin aplicarea metodelorde constructie potrivite.


32/38

32

Fiecare tub metalic constituie un electrod de baza in interiorul caruia este fixatun tub cilindric si coaxial de sticla,comportandu-se ca dielectric,si a carei fatainterioara metalizata este conectata la inalta tensiune.Tubul dielectric este etans laun capat si centrat cu mijlocul inelelor de otel inoxidabil.Diametrele lor exterioare,maiputin fragile decat diametrul interior al tubului de baza dau un spatiu circular in caredescarcarea luminoasa este stabilizata si care trece direct in ozon. Acest generator

de ozon suporta o presiune de maxim 15atm, care poate fi folosita pentru a introduceozonul la punctul de lucru. Ultimul element tubular al aparatului poate produce maimult de 15g/h, pe tub la o concentratie de 20g ozon pe metru cub al unui consumspecific de energie de 17 wati/oraxg.

Prin variatele metode de obtinere a ozonului, producerea electrica estesingura practicata economic, utilizata la scara larga, procesul implica trecerea aeruluisau a oxigenului printre electrozi, care sunt mentinuti la un potential alternativ mare.Descarcarea stralucitoare este creata de strapungerea materialului dielectric (sticla)dintre electrozi, care cauzeaza raspandirea stralucirii uniforme si impiedicacontinuarea si descarcarea sub forma de arc.

Aerul care trece prin electrozi trebuie sa fie filtrat pentru a se asigura absentaprafului.In principal, racirea aerului este de dorit, dar pentru ca are caldura specifica

mica aerul se va incalzi la temperatura de suprafata a electrozilor. Pentru ofunctionare buna,agentul de lucru (aerul) trebuie uscat la un punct de roua de minim-50C. Transformatoarele electrice pentru producere a ozonului sunt destinate specialpentru aceasta operatie.Transformatorul este monofazat putand sa lucreze la 50 sau60 Hz.Intrucat incarcarea este capacitiva, factorul de putere pentru combinatiatransformator si generator este influentat si are o valoare intre 0,5 si 0,7. In multipleinstalatii alimentarea se face din trei surse, transformatorul fiind conectat incrucisatcu fazele, astfel incat sa se echilibreze incarcatura. Puterea de iesire este controlataprin inregistrarea in infasurarea primara.

Pentru descarcarea corona se poate aplica o tensiune continua sau unaalternativa.Cand se aplica o tensiune continua randamentul de producere a ozonuluieste scazut pentru ca electronii din spatiul de descarcare sunt rapid captati deelectrodul de pamant.Acest fapt conduce la marirea curentului de conductie, deci apierderilor.Cand se utilizeaza curent alternativ electronii vibreaza intre electrozi cufrecventa tensiunii aplicate, astfel ca timpul lor de existenta in spatiul de descarcareeste foarte mare.

Cantitatea de ozon care se genereaza variaza exponential cu tensiuneaaplicata electrodului de inalta tensiune.Aceasta dependenta este folosita pt. controlulvitezei de productie a ozonului.

Conform celor de mai sus, echipamentul de producere a ozonului, utilizat incadrul actualului model functional cuprinde urmatoarele (vezi anexele desenate):

1. Unitatea de descarcare- alcatuita din doua tuburi de descarcare , unitatecu un gabarit exterior de 575 x 88 x 200. Electrozii de descarcare au oforma tubulara, concentrica, fiind alcatuiti dintr-un tub dielectric din sticlatip Turdaterm si un electrod de inalta tensiune interior din Al99 lipit cu unpolimer epoxidic antistatic. Elementele de contact sunt realizate din OLC55 A , protejat prin cadmiere 9 m. (Vezi Anexa)

2. Unitatea de uscare a aerului- alcatuita din doua tuburi cu umplutura desita moleculara zeolitica X13, functionand alternativ, avand o lungimeutila de 465 mm. Controlul debitului de aer se face prin intermediul unuidebitmetru numeric (Vezi Anexa)


33/38

33

3. Sursa de inalta tensiune este realizata pe baza unui transformator deinalta tensiune si un bloc de comanda IGBT (Vezi Anexa).

Generatorul de ozon GO5are in componenta doua subansamble:-echipamentul de uscare a aerului;-unitatea de descarcare Corona;Echipamentul de uscare a aeruluieste compus din doua coloane de uscare cu

dimensiunile de 450 x 62 mm. Fiecare coloana de uscare este echipata cu unelectroventil cu trei cai, care lucreaza alternativ, unul pentru admisia aeruluicomprimat, celalalt pentru evacuarea aerului umed in atmosfera si cu o supapa desens unic pentru blocarea circulatiei aerului in sens invers.

Coloanele comunica intre ele printr-un drosel prin care o parte din aeruluscat de o coloana trece in cealalta coloana pentru regenerare.

Coloanele sunt umplute cu granule de aluminosilicati (sita moleculara), insaculeti de material filtrant netesut, din fibra sintetica, ce retin moleculele de apa dinaer. Pentru cresterea fiabilitatii si duratei de functionare a sitelor moleculare,echipamentul este prevazut la intrare cu un filtru mecanic pentru separareaparticulelor de praf si a picaturilor de apa.

Acest echipament este pus in functiune doar atunci cind generatorul de

oxigen lipseste. In acest caz trebuie sa se alimenteze cu aer comprimat de la uncompresor de aer, care trebuie sa dea un debit de aer de minim 1,5 mc/h la opresiune de 5bari.

Unitatea de descarcare Corona este inclusa intr-o incinta metalicaparalelipipedica, etansa, racita cu apa , avind dimensiunile 576 x 180 x 100 mm,echipata cu doua tuburi de descarcare din sticla termorezistenta metalizate ininterior, fixate cu coliere din polietilena, la un capat prevazute cu dopuri din cauciucsiliconic, iar la celalalt capat cuelementi de contact care faclegatura partii metalizate cu unelectrod de inalta tensiune izolat deincinta.

Incinta este prevazuta cuun stut pentru intrarea aeruluiuscat ce vine de la echipamentulde uscare a aerului sau pentruintrarea oxigenului de alimentare aunitatii de descarcare corona, unstut de evacuare a ozonului produssi doua stuturi, unul pentru admisiaapei de racire, celalalt pentruevacuarea apei de racire.

Pentru o functionarecorecta presiunea de aer sau deoxigen din incinta este reglata cuajutorul unui regulator de presiunela 0,50,8 bari.

Toate partile componentesunt legate intre ele prin racorduriflexibile fixate cu ajutorul unorcoliere, iar unitatea de descarcareeste legata prin electrodul de inalta tensiune la sursa (blocul electric).

Generator ozon GO-05


34/38

34

Caracteristicile tehnice ale generatorului de ozon sunt:- debitul de aer uscat cu punctul de roua de -510C 1,50Nm3/ora;- debitul de oxigen cu puritate de 50% 0,53Nm3/ora;- debitul de oxigen cu puritate de 90% 0,31Nm3/ora;

- productia de ozon 5gO3/ora;- concentratia de ozon 16gO3/m3;

- presiunea aerului/oxigenului ozonat la iesire 0,6 bari;- tensiunea de alimentare 220V/50A;- temperatura (punct de roua)Tr= -510C;- nivel de zgomot N = 48 dba la 1m distanta;- dimensiuni de gabarit L x l x H = 440 x 250 x 660 mm;- masa neta G = 37kg;- putere consumata P = 0,45 kW.

4.2.6-Injectorul de ozon IJ

Denumite in mod curent injectoare sau ejectoare, dupa cum indeplinesc rolulde a aspira sau refula un fluid din, respectiv intr-un vas sau retea, acesteechipamente statice necesita cheltuieli reduse de investitie si sunt sigure inexploatare, cu dezavantajul principal al unui randament energetic redus.

Pentru un injector cu urmatorii parametrii de intrare:- debitul de apa Q0= 6m

3- debitul de ozon Q0=0,3 Nm

3/h- presiunea p0=2,0 x 10

5Pa- presiunea p2=1,0 x 105Pa- densitatea 0=1,0kg/1dm

3- densitatea 2=1,15x10-3kg/1dm3

rezulta, utilizind datele de proiectare de mai sus, urmatoarele caracteristiciconstructive:

- diametrul diuzei injectorului d0=10 mm (calculat pentru coeficientul de debit=0,9 ales in conditia l=3d0)

- lungimea diuzei l=36,5 mm- lungimea totala a diuzei lx=4d0=48 mm- camera de amestec dx=2d0= 24mm- lungimea camerei de amestec lx=6d0=72mm- diametrul orificiului de aspiratie d2=5mm (calculat cunoscind coeficientul de

ejectie =0,058 si utilizind diagrama pentru dimensionarea injectorului)- unghiul la centru

=80

- diametrul de iesire d1=45mm- lungimea partii tronconice lg=66mm- lungimea totala Le= 180mm


35/38

35

Capitolul 5. Automatizarea procesului de oxigenare si dezinfectie aapei

Optimizarea fazelor procesului de automatizare fac posibila reducerea costurilorsi cresterea sigurantei in functionare.

n figura de mai jos este prezentat modelul functional de tratare a apelor, cuplasamentul senzorilor utilizati pentru msurarea principalilor parametri de proces.

Monitorizarea apelor pe modelul functional se realizeaza cu aparate demsur tipice procesului si se ncadreaz n categoria celor standard, motiv pentrucare s-a recurs la notatia acestora ca n figura de mai sus, cu urmtoarelesemnificatii:-O2-oxigen dizolvat in apa;-T temperatura apa;-pH aciditatea apei;-DA- debit aer;

Monitorizarea n timp real a procesului presupune utilizarea traductoarelor on-line.

Utilizarea lor este esential att pentru monitorizarea ntregului proces la o statie delucru ct si pentru reglarea unor parametri importanti n obtinerea calittilor impuseapei epurate. Sistemul de monitorizare complex achizitioneaza datele la o statie delucru (PC industrial).

Instalatiile de dispecerizare contin lucrari specifice, enumerate dupa cumurmeaza:

8548

180

4612 21

Bazin piscicol. Amplasare echipamente si senzori instalatieoxigenare-dezinfectie apa.

Generat

or ozon

Pompa de

aer

Aerator Racitor aer

Bazin piscicol


36/38

36

5.1- Aparate locale AMC

-Contor de debit cu impulsuri pentru conducte cu curgere sub presiune, cod MG-2;-Traductoare masurare continua concentratie oxigen dizolvat, ozon dizolvat, pH,

turbiditate, cu iesire 4-20 mA si detectie 2 trepte de nivel programabile;- Cod traductor pH (CPF 10-B3(senzor) + CPM 223(bloc electronic))-furnizor Endress+ Hauser-Germania;- Cod traductor oxigen dizolvat(COS4-senzor + COM 223-bloc electronic), furnizorEndress+ Hauser-Germania;

5.2- Aparatura de achizitie date

-Automat programabil (PLC) cu nr.variabil de intrari-iesiri logice si analogice,inclusiv modulele aferente, amplasat in dulapul de la dispecer.-Calculator de proces.

5.3-Tablou de automatizare

Contine:Dispecerul instalatiei de aerareAsigura preluarea tuturor parametrilor achizitionati local in cadrul sistemului de

aerare si afisarea lor la cererea operatorului, asigurandu-se o gestiune de timp real aintregului sistem de alimentare cu apa folosind un sistem format dintr-un PLC cuconfiguratie corespunzatoare, schema sinoptica si calculator de proces.

Comunicatia dintre echipamentele montate local si dispecer se face prin cabluri desemnalizare ingropate pentru transmisia semnalelor logice (0-15 Vc.c.) si analogice(4-20mA). Comunicatia dintre calculator (PC) si PLC se face local la dispecer,conform standard RS 232.

Descrierea lucrarilor de dispecerizareInstalatiile de automatizare asigura:-supravegherea compartimentelor de aerare;-comanda automata a debitului de aer;-supravegherea automata a intregului flux .

Carateristici tehnice moduli de senzor

Parametrii Modulidesenzor

Domeniu demasura

Rezolutie AcurateteRelativa

Domeniu demasura atemperaturii

pHConductivitateOxigenDizolvat

InLab983

014 pH10m S200mS/cm020 mg/l(0..200%)

0.1/0.01/0.001Variabil0.01 g/l

+ 0.01+0.5 %+1 %

0 +400 C

Temperatura InLab181

-50149.9 C+1509500C

0.1 C10C

+0.5% -50950 C


37/38

37

Concluzii

Utilizarea echipamentelor pneumatice pentru oxigenarea si dezinfectia apeicreste fiabilitatea instalatiei, simplifica operatiile de automatizare si control aprocesului tehnologic, pretul de cost si intretinere a instalatiei.Modelul functional proiectat are un singur echipament in miscare (pompa de aer cu

recuperare), actionata electric, fara ungere, cu consum redus de energie. Aceastacreste randamentul de oxigenare a apelor piscicole apropiindu-ne de randamentelesi eficientele maxim, dar pastrand avantajul compactitatii.Materialele utilizate in proiect sunt, in marea lor majoritate din polipropilena sipolietilena, foarte rezistente la coroziune si usoare.

Conectarea mai multor module in serie, in paralel sau mixt duce cu usurinta larealizarea unor instalatii de oxigenare si dezinfectie cu capacitati variabile.

Cresterea cantitativa si calitativa a productiei de peste poate fi imbunatatitaprin utilizarea ozonului, care are proprietati de curatare si dezinfectie.

Ozonul, forma alotropica a oxigenului, este un oxidant ecologic mult maienergic in comparatie cu ceilalti dezinfectanti, fapt relevat de potentialul sau de oxido-reducere ridicat: 2,07 V fata de 1,49 V pentru HOCl, 1,36 V pentru Cl2si 0,75 V pentru

NH2Cl, etc.Ozonul are un efect foarte puternic bactericid si virulicid, cu actiune rapida,

chiar instantanee, in domeniul de pH 5,6-9,8 la temperaturi de 0-37C. Actiuneadezinfectanta bacteriana a ozonului poate fi explicata prin atacul preferential asupralegaturilor nesaturate a hipiproteinelor membranei bacteriene,inhibarea ireversibila aunor enzime ca dehidrogenazele si distrugerea acizilor nucleici.

Actiunea ozonului asupra virusilor se produce la nivelul capsidei virale,afectand procesul de fixare a virusilor pe suprafata celulara. Inactivarea virusilor,considera unii autori, are loc datorita oxidarii aminoacizilor.

Doza de ozon necesara pentru stabilizarea apei, variaza in functie de continutulsubstantelor organice si anorganice din apa, temperatura si pH. Pentru sterilizarea

unui dm

3

de apa se folosesc 0,5-2 mg O3, durata de contact a amestecului ozon-aercu apa oscileaza intre 5-25 minute, dependent de tipul si eficienta instalatiei.Din punct de vedere al analizelor de laborator, atunci cand nu mai exista si alti

componenti oxidabili, doza necesara de ozon pentru distrugerea in interval de 10minute a 99% din microorganismele patogene (C99 :10 C ) este:

MICROORGANISMUL C99 :10 C (mg/l)

Esch.Coli 0,001Streptococcus fecalis 0,0015Microbacteria tuberculosum 0,005Polio virus 0,01Bacillus megatheriae (spori) 0,1


38/38

BIBLIOGRAFIE

1. Vernescu M., Ape minerale, Bucuresti, 1988.2. Dulamita N., Tehnologie chimica, vol.1, Ed. Presa Universitara clujeana, 1999.3. Redpath A.E., Mezinger M., Canadian J. Chem., 1971, 49, p. 680.4. Legrini O., Oliveros E., Braun M.A., Chemical Rewiens, 1993, 93, p. 680.

5. Gaia F., Lelectronica, Milano, 1981.6. Webror W. J., Procesele fizico-chimice pentru controlul calitatii apei, Wiley-Interscience, 1972, p. 375

7. Glaze W.N., Kong J.W. Chapin D.H., Ozone sci Eng., 1987, 9 p. 335.8. Nodo T., Jpn. Kokai Tokkyo Koho Ip 01, 1989, 12,1990,23158 c.9. Whitson M.T., J. Roy Smit. Just., 1968, 68(5), p.448.10. Inglos R.S., Proc. Soc. Water Treatment Exam.11. Boucher P.L., Microstiainingrad Ozonation of water produc. University, Engl.

Ext. Series.12. Evans J., Ozone in water and waste water treatment, Ohio, 1972.13. Schulz C., U.S, 1993, CA, 120, 1994, p.173070x.14. Merezenov V.M., Merculova, V.P., Pat. 432276, 26, URSS, 1977.

15. Indrumatorul instalatorului,Editura tehnica Bucuresti 1964.16. Ghinescu P., Solomon M., Hidromecanizarea in constructii, Editura tehnica

Bucuresti 1969.17. Manualul inginerului hidrotehnician, Editura tehnica Bucuresti 1970.18. Liviu Dumitrescu, Instalatii sanitare pentru ansambluri de caladiri, Editura

tehnica Bucuresti 1980.19. Carafoli Elie, Constantinescu N.V., Dinamica fluidelor incompresibile, Editura

Academiei RSR 1981.20. A.J.Reynolds, Curgeri turbulente in tehnica, Editura tehnica Bucuresti 1982.21. Florea J., Robescu D., Petrovici T., Stamatoiu D., Dinamica fluidelor polifazice,

Editura tehnica Bucuresti 1987+.22. Vasile Cocheci s.a. Stabilitatea solutiilor apoase de ozon,

Revista de chimie nr. 10 , 1988;23. R. Dandel, G. Leroy, D. Peeters, M. Sam Quantum Chemistry,

Ed John Wiley Q Sons, 1983,, cap.IV24 P.O. Lowdin, Adv. Chem. Phy. , 2, 207 (1959).25. H. Fukutome, Prog. Theoret, Phys, 47,1156, (1972).26. R. Me. Weeny, Proc. R. Soc. London, A 235, 496, (1956); A. Hooream,

I. Chem. Phys, 65, 2477 1976).27.R. Seeger, J.A. Pople, J. Chem. Phis, 65,265 (1976).28. I.H. Hiller, V.R.Saunders, Internat. J. Quwnrum Chem. 7,

699,1973.29. C.E. Edminston, K. Ruedenberg, Rev. Mad. Phys, 35,457 (1963).30. W. von Niesen, J.Chem. Phys., 56,4249 (1972).

Theoret. Chim. Acta, 27 ,9, (1972).31. S. F. Boys, Rev Mod. Phys., 32, 296, 300 (1960); Academic

Press, 1966,p. 253.32. V. Magnasco, A. Perica, J. Chem. Phis 48, 800, 1968.33. W. J. Hehre, R.F. Stewart, J.A. Pople J.Chem. Phys., 51,2657,(1969).34 .John A.Roth, Departement of Chemical Engineering Vanderbilt

University, Nashielle, Tennesse, april 1981

tehnologie de oxigenare si dezinfectie a apelor piscicole

Documents