Licenta Iosana Uta

1

Cuprins

Cap.1 Importan�a apelor �i poluarea acestora

1.1 Importan�a

apelor...................................................................................................2

1.2 Poluarea apelor.......................................................................................................4

1.3 Particularită�ile poluării

apelor...............................................................................6

Cap.2 Epurarea apelor uzate menajere

2.1 Generalităţi............................................................................................................8

2.2 Epurarea mecanică...............................................................................................11

2.3 Epurarea chimică.................................................................................................24

2.4 Epurarea biologică...............................................................................................25

Cap.3 Soluţii constructive ale transportoarelor utilizate în staţiile de epurare a

apelor uzate

3.1 Transportoare elicoidale......................................................................................27

3.2 Transportoare cu banda.......................................................................................35

3.3 Transportoare cu raclete......................................................................................45

Cap.4 Soluţia constructivă adoptată a staţiei de epurare a apelor uzate.................54

4.1 Prezentarea staţiei de epurare a apelor uzate pentru 50 000 de locuitori.............55

4.2 Echipamentele şi procesele utilizate în staţia de epurare.........................................

Cap.5 Calculul principalilor parametrii constructivi, funcţionali şi energetici

pentru staţia de epurare a apei şi pentru transportorul compactor..

5.1 Stabilirea debitelor caracteristice de apa uzată ale localităţii..............................67

5.2 Determinarea parametrilor principali ai instalatiei de sitare cu gratar................82

5.3 Determinarea parametrilor principali ai echipamentului de sitare cu grătar

cilindric fix şi transportor compactor...............................................................................85

5.4 Debitele caracteristice şi parametrii dimensionali, cinematici, dinamici şi

energetici ai transportorului-compactor...........................................................................95

Concluzii........................................................................................................................113

Bibliografie....................................................................................................................114

2

CAPITOLUL 1. Importan�a apelor �i poluarea acestora

În procesul unei dezvoltări durabile, atât la nivel naţional, cât şi internaţional,

problema resurselor de apă ocupă un loc major, ţinându-se cont că apa, considerată mult

timp o resursă inepuizabilă şi regenerabilă, a devenit unul dintre factorii limitativi în

dezvoltarea socio-economică. Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar

poluarea acesteia este o problemă actuală cu consecinte mai mult sau mai puţin grave asupra

populaţiei. Sub efectul schimbării demografice şi a creşterii economice, apa este tot mai

mult extrasă, utilizată, reutilizată, tratată şi aruncată. Urbanismul, agricultura, industria şi

schimbările climatice exercită o presiune crescîndă în acelaşi timp asupra cantităţii şi

calităţii resurselor noastre hidrice. [1]

Poluarea apei este în creştere la nivel mondial şi, în fiecare zi, circa două milioane de

tone de deşeuri sunt aruncate în rîuri, fluvii, lacuri şi mări. În ţările în curs de dezvoltare, nu

mai puţin de 70 la sută din deşeurile industriale sunt deversate în ape fără să fie tratate,

poluând sever resursele de apă potabilă. Creşterea poluării contribuie la reducerea accesului

la apa curată în lume, afectează sănătatea umană şi ecosistemele atât cele terestre, cît şi

maritime. [1]

Epurarea apelor uzate are ca obiectiv principal îndepărtarea din apele uzate a

substanţelor în suspensie, a substanţelor toxice, microorganismelor, în scopul protecţiei

mediului. Epurarea apelor uzate se realizează în staţii de epurare. Acestea reprezintă

ansamblul de construcţii şi instalaţii, în care apele sunt supuse proceselor tehnologice de

epurare, prin care calitatea lor se modifică, astfel încât să îndeplinească condiţiile prescrise

de primire în emisar şi de îndepărtare a substanţelor reţinute de aceste ape. Exploatarea

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

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

apelor uzate în receptor. [1]

1.1. Importan�a apelor

Apa este un factor primordial pentru existen�a �i evolu�ia materiei vii, sub toate

formele sale �i o componentă valoroasă pentru activita�ile umane, fără de care nu se poate

3

concepe dezvoltarea economică �i socială. De fapt, se cunoa�te că primele aglomerări

urbane s-au dezvoltat în jurul unor surse de apă, iar majoritatea activită�lor industriale,

comerciale, din agricultură, zootehnie sau transport, utilizează apa de diferite calită�i, în

cantită�i ce depind de gradul de dezvoltare na�ională �i respectiv, regională. [1]

Apa este substan�a cea mai răspândită pe suprafa�a globului, constituind

hidrosfera. Procentual, volumul de apă dulce din fluvii, lacuri �i ape subterane reprezintă

aproximativ 0,7%, apa mărilor �i oceanelor reprezintă 97%, iar restul, de aproximativ 2,3%

este apa înglobată în gheţari �i calote polare; de asemenea în atmosferă există cantită�i de

apă �i sub formă de vapori �i nori. De�i cantită�ile de apă ale planetei sunt mari, totu�i

resursele de apă care pot fi utilizate pentru consum uman, animal sau utilizări industriale

sunt limitate, având în vedere cantită�ile mari de apă cu salinitate ridicată sau pe cele

blocate sub formă de ghe�ari. [1]

Apa este componenta fundamentală a materiei vii, reprezentând în medie 80%.

Astfel, în organismul animalelor superioare, procentul de apă este de 60...70%, la

microorganisme 50...60%, iar în alimente procentul de apă este variabil (65% la carne, 95%

la ro�ii). Apa are o importan�ă covâr�itoare pentru existen�a vie�ii. Putem afirma cu

toată certitudinea că pe pământ nu există organism animal sau vegetal care poate să

supravie�uiască în afara apei. În aceea�i măsură apa intră în constituirea atmosferei,

precum �i în alcătuirea majorită�ii minereurilor �i rocilor. Trebuie subliniat faptul că apa,

fiind necesară în toate sectoarele de existen�ă �i de activitate ale omului, i�i aduce aportul

din plin la civiliza�ia omenirii. [1]

În condi�iile cre�terii popula�iei, urbanizării �i industrializării impetuase se pune

tot mai acut problema utilizării ra�ionale a resurselor de apă. În acest sens este suficient să

amintim importan�a ce se acordă în prezent amenajării cursurilor de apă, pentru alimentarea

popla�iei, industriei pentru iriga�ii, în scopuri hidroenergetice, piscicole, agrement.

Calitatea apei este o coordonată principală �i depinde în primul rând de domeniul în care

este utilizată apa respectivă. De�i �ara noastră este înzestrată cu mari resurse de apă, din

cauza deversării tot mai accentuate a reziduurilor industriale sau menajere există pericolul ca

aceasta să nu poată fi utilizată la întreaga ei capacitate. Toate acestea justifică cu prisosin�ă

necesitatea preocupării pentru păstrarea calită�ii apelor, pentru depistarea la timp a

elementelor toxice �i pentru găsirea mijloacelor adecvate de a le face inofensive. [1]

4

1.2. Poluarea apelor

Poluarea apei a fost definită la Conferinţa Internaţională privind situaţia poluării

apelor din Europa, de la Geneva din 1961 ca fiind "modificarea directă sau indirectă a

compoziţiei sau stării apelor unei surse oarecare, ca urmare a activităţii omului, în aşa

măsură încât ele devin mai puţin adecvate tuturor sau numai unora din utilizările pe care le

poate căpătă în stare generală". Ulterior s-au făcut modificări la această definiţie cu scopul

lărgirii accepţiunii de poluare, avându-se în vedere �i aspecte extraeconomice, degradarea

peisajului, depopularea apelor. [2]

Legea apelor nr. 107/1996 prevede că prin poluare se înţelege orice "alterare fizică,

chimică, biologică sau bacteriologică a apei, peste o limită admisibilă, inclusiv depăşirea

nivelului natural de radioactivitate produsă direct sau indirect de activităţi umane, care o fac

improprie pentru o folosire normală în scopurile în care această folosire era posibilă înainte

de a interveni alterarea". [2]

Poluarea apei poate fi împărţită după mai multe criterii:

1. după perioada de timp cât acţionează agentul impurificator:

a. permanentă sau sistematică;

b. periodică;

c. accidentală.

2. după concentraţia şi compoziţia apei

a. impurificare = reducerea capacităţii de utilizare;

b. murdărire = modificarea compoziţiei şi a aspectului fizic al apei;

c. degradare = poluarea gravă, ceea ce o face improprie folosirii;

d. otrăvire = poluare gravă cu substanţe toxice.

3. după modul de producere a poluării:

a. naturală;

b. artificială (antropică). Poluarea artificială cuprinde: poluarea urbană, industrială,

agricolă, radioactivă şi termică.

4. după natura substanţelor impurificatoare:

a. poluare fizică (poluarea datorată apelor termice);

5

b. poluarea chimică (poluarea cu reziduuri petroliere, fenoli, detergenţi, pesticide,

substanţe cancerigene, substanţe chimice specifice diverselor industrii );

c. poluarea biologică (poluarea cu bacterii patogene, drojdii patogene, protozoare

patogene, viermii paraziţi, enterovirusurile, organisme coliforme, bacterii saprofite,

fungii, algele, crustaceii);

d. poluarea radioactivă. [2]

Principalele forme de poluare a apei, în funcţie de sursele şi de natura lor, sunt:

a) Poluarea organică. Principala sursă a acestei forme de poluare acvatică o

constituie deversările menajere din marile oraşe şi o serie de industrii precum cea a celulozei

şi hârtiei ori industria agroalimentară. Poluarea organică are un mecanism propriu de

producere: deversate în apă, materiile organice sunt consumate ori degradate de către

bacterii, având loc un proces de "autoapărare". Dar aceste bacterii au nevoie de oxigen. Aşa

că, o cantitate însemnată de materii organice care trebuie degradate favorizează înmulţirea

bacteriilor şi, în consecinţă, un masiv consum de oxigen care determină, la rândul său,

moartea peştilor şi a altor vieţuitoare acvatice prin axfisie. Poluarea toxică provine în mod

exclusiv din surse industriale şi, în special, din industria chimică, extractivă şi prelucrătoare

a metalelor. Una dintre problemele importante ale acestei forme de poluare o reprezintă

măsurarea toxicităţii produselor. [2]

b) Poluarea anorganică. Diferite particule, datorate eroziunii naturale ori deversării

artificiale ale localităţilor sau industriilor, pot schimba calitatea apei, generând o poluare

estetică (tulburarea apei), jenând viaţa peştilor (prin introducerea de particule în branhii) ori

contribuind la poluarea organică sau toxică. La nivelul ţărilor occidentale, circa trei sferturi

din materiile în suspensie proveneau din oraşe şi numai un sfert din industrie. Eliminarea

acestor particule în suspensie are loc, în general, prin simpla decantare, prin depunere pe

fundul marilor bazine. Materiile nutritive (nitraţi, fosfaţi). Acest tip de substanţe nutritive,

respectiv nitraţi şi fosfaţi, provoacă fenomenul de eutrofizare a apelor curgătoare line,

lacurilor ori mărilor. Acesta se datorează faptului că excesul de nutrimente favorizează o

proliferare, chiar o explozie de alge care se descompun rapid, consumând enorme cantităţi

de oxigen. Fără oxigen apa devine locul unor procese de fermentaţie şi putrefacţie. [2]

c) Poluarea bacteriană. Această formă de poluare generează multiple probleme de

ordin sanitar. Ea poate afecta, în primul rând, apa de băut, fapt pentru care aceasta este

6

supusă unor forme speciale de protecţie. Astfel, de regulă, alături de dezinfectarea acesteia

sunt prevăzute în jurul puţurilor de captare a apei potabile "perimetre de protecţie", pentru a

beneficia de marea putere epuratoare a solului. Aşa se face că, în general, această categorie

de ape este bine protejată, mai ales în ţările occidentale, probleme ridicând mai ales apele

de baie. [2]

d) Poluarea termică. O mare parte a apelor utilizate în industrie sunt ape de răcire

care apoi se evacuează, în stare caldă. Ca atare, acestea vor degaja căldură, fie în atmosferă,

fie în ape. Acest fenomen de încălzire a apelor poate avea două consecinţe principale:

- influenţă directă asupra vieţii unor specii vegetale şi animale;

- activitate bacteriană mai intensă şi astfel un foarte mare consum de oxigen (se observă

frecvent, în perioadele foarte calde, peşti pe mal, asfixiaţi, victime ale unui "şoc de

căldură"). [2]

1.3. Particularită�ile poluării apelor

Apa constituie factorul de mediu cel mai afectat de poluare, existând numeroase

probleme pentru păstrarea calităţii sale. Ca şi în cazul atmosferei, curenţii de apă au un rol

important atât în efectuarea schimburilor de energie calorică, în distribuţia oxigenului, în

dispersarea agenţilor poluanţi, cât şi în circulaţia materialelor nutritive. [3]

Gradul specific de încărcare cu agenţi poluanţi a apei prezintă particularităţi faţă de

situaţia întâlnită în atmosferă. În timp ce în aer aceştia se pot afla în orice proporţie, în apă

acest lucru nu este posibil decât pentru substanţele solubile în apă în orice proporţie; pentru

cele nemiscibile există o limită de solubilitate peste care concentraţia lor nu poate creşte. În

cazul în care sursa de poluare este mai puternică, agentul poluant va forma o fază lichidă

diferită de cea apoasă (ca de exemplu la poluarea cu produse petroliere). [3]

Caracterizarea fizico-chimică a apelor este complexă, trebuind luaţi în seamă mai

mulţi parametri fizici şi chimici, dintre care se menţionează:

a) Temperatura, care variază între limite mai restrânse decât cea a aerului, condiţionează nu

numai prezenţa şi dezvoltarea unor anumite populaţii, ci şi dinamica poluării. Astfel, la

temperaturi ridicate oxidarea impurităţilor organice are loc mai rapid, iar solubilitatea

gazelor (şi deci şi a oxigenului) scade. La temperaturi scăzute, prin îngheţ se schimbă

condiţiile de contact cu mediul.

7

b) Culoarea şi turbiditatea apei influenţează absorbţia luminii.

c) Suspensiile creează noi posibilităţi de vehiculare a agenţilor poluanţi, prin adsorbţia

acestora pe suprafaţa particulelor în suspensie.

d) Conţinutul în substanţe dizolvate, şi în special cel de NaCl, influenţează foarte mult

viabilitatea unor populaţii acvatice.

e) Conţinutul în oxigen dizolvat este deosebit de important pentru organismele aerobe.

f) Conţinutul în substanţe organice oxidabile, care consumă prin descompunere oxigenul din

apă, este un indiciu chimic important al gradului de poluare. Această caracteristică a apelor

se exprimă prin consumul biochimic de oxigen (CBO), sau prin consumul chimic de oxigen

(CCO). Valorile mari ale acestora indică o apă foarte poluată.

g) De o mare importanţă este şi faptul că apa, atât ca substanţă chimică reactivă, cât şi ca

mediu electrolitic de reacţie, dă posibilitatea unor numeroase reacţii chimice care

influenţează stabilitatea agenţilor poluanţi (de tipul hidrolizei, a precipitării). [3]

8

CAPITOLUL 2. Epurarea apelor uzate menajere

2.1.Generalităţi

Epurarea apelor reprezintă un proces complex de reţinere şi neutralizare a

substanţelor nocive dizolvate, in stare coloidală sau de suspensii, prezente in apele uzate

industriale şi orăşeneşti, care nu sunt acceptate in mediul acvatic in care se face deversarea

apelor tratate şi care permite refacerea proprietăţilor fizico-chimice ale apei inainte de

utilizare [4].

Epurarea apelor uzate cuprinde două mari grupe de operaţii succesive:

1. reţinerea sau neutralizarea substanţelor nocive sau valorificabile prezente in apele uzate;

2. prelucrarea materialului rezultat din prima operaţie.

Astfel, epurarea are ca rezultate finale:

- ape epurate, in diferite grade, vărsate in emisar sau care pot fi valorificate în irigaţii sau

alte scopuri;

- nămoluri, care sunt prelucrate, depozitate, descompuse sau valorificate.

În funcţie de tipul si tehnologia de epurare folosită, se pot intalni diferite instalaţii de

epurare a apelor uzate, cu costuri şi performanţe de epurare diferite [4].

Pentru a respecta condiţiile de evacuare impuse, o sursă de poluare trebuie să aleagă

tehnologiile şi instalaţiile adecvate, astfel incat efluentul staţiei de epurare să aibă

caracteristici cantitative şi calitative corespunzătoare [4].

2.1.1.Metode de epurare a apelor uzate

Procedeele de epurare a apelor uzate, întâlnite în acest proces tehnologic, denumite

după procesele pe care se bazează, sunt următoarele:

epurarea mecanică - procedeele de epurare sunt de natură fizică;

epurarea chimică - procedeele de epurare sunt de natura fizico-chimică;

epurarea biologică - procedeele de epurare sunt atât de natură fizică, cât şi

biochimică;

Combinarea acestor metode permite o purificare avansată, efluenţii epuraţi putând fi

reintroduşi în circuitul economic.

9

Adoptarea unui anumit procedeu depinde de:

- cantitatea efluentului;

- conţinutul de poluanţi;

- condiţiile de calitate impuse la evacuarea apei epurate în emisar;

- mijloacele financiare ale agentului economic respectiv. [4]

În condiţiile în care cantităţile de poluanţi evacuate în apele de suprafaţă nu sunt prea

mari, în apele receptorului se desfăşoară un proces natural de epurare (autoepurare). Acest

proces este în general lent şi are loc în mod diferit în funcţie de debitul/volumul de apă uzată

evacuat, tipul şi cantitatea/concentraţia poluanţilor, debitul/volumul receptorului şi de

condiţiile specifice pe care le prezintă receptorul. Pentru protecţia apelor de suprafaţă

receptoare, evacuarea apelor uzate este permisă, în cele mai multe cazuri, numai după ce

acestea au fost epurate în instalaţii speciale de epurare numite staţii de epurare. [4]

Există ape uzate provenite din industrie care conţin poluanţi specifici şi care nu pot fi

înlăturaţi prin cele trei metode aşa zis convenţionale. Este cazul apelor uzate care conţin

substanţe minerale solubile şi substanţe organice nedegradabile biologic. În aceste situaţii se

recurge la tehnici de epurare avansate. Ca eficienţă şi cost cele mai bune rezultate s-au

obţinut în procedeele de epurare cu adsorbţie, cu schimbători de ioni şi procedeele de

oxidare chimică. [4]

Procedeele de epurare cu adsorbţie permit eliminarea cantităţilor mici de substanţe

organice rămase după etapa biologică. Uzual, ca material adsorbant se foloseşte, cărbunele

activ obţinut prin condiţionarea specială a cărbunelui vegetal sau fosil. Procedeele de

epurare cu adsorbţie se aplică, în special, pentru îndepărtarea avansată a fenolilor,

detergenţilor şi a altor substanţe ce pot da un miros sau gust neplăcut apei de băut. [4]

Procedeele de epurare cu schimbători de ioni se utilizează frecvent pentru eliminarea

poluanţilor minerali care se găsesc în apă sub formă ionică: calciu, magneziu, sodiu, sulfaţi,

nitraţi, fosfaţi, amoniu, metale grele etc. Anumite tipuri de schimbători de ioni, sintetizate,

pot epura şi compuşi organici de tipul fenolilor, detergenţilor, coloranţilor etc. [4]

Procedeele de oxidare chimică se aplică eficient la eliminrea substanţelor poluante

anorganice (cianuri, sulfuri, anumite metale grele etc.) şi organice (fenoli, coloranţi, anumite

pesticide etc.). Ca reactivi sunt utilizate substanţe chimice cu proprietăţi oxidante: ozonul,

apa oxigenată, clorul cu produşii săi derivaţi (hipocloritul, bioxidul de clor).

10

2.1.2 Schema instalaţiei de epurare

Schema instalaţiei de epurare descrie succesiunea etapelor principale, arătând

legăturile între ele şi indicând elementele tehnologice. Schema aleasă poate include un

anumit număr de etape de tratare (epurare), corelate astfel încât să realizeze gradul de

epurare impus.

Schema unei instalaţii de epurare se stabileşte în funcţie de:

- caracteristicile apei uzate;

- de provenienţa lor;

- de gradul de purificare necesar;

- de metodele de tratament a nămolului;

- de suprafaţa disponibilă;

- de tipul echipamentului ce va fi folosit;

- de condiţiile locale.

Alegerea metodei de epurare depinde de eficienţa obţinută in diferite procedee.

Acestea sunt prezentate centralizat in tabelul 2.1.

Tabel 2.1. Eficienţa procedeelor de epurare a apei [4]

Procedeu Îndepărtare(%)CBO5 CCO Suspensii Bacterii

Trecere prin site 5-10 5-15 2-20 10-20Clorinare 15-30 - - 90-95Decantare 25-40 20-35 40-70 25-75Coagulare,Floculare 50-85 40-70 70-90 40-80Epurare în biofiltru 50-95 50-80 50-92 90-95Epurare cu nămol activ 55-95 50-80 55-95 90-98Epurare în iaz biologic 90-95 70-80 85-95 95-98Clorinare finală - - - 98-99

O staţie de epurare a apelor poate funcţiona cu una, două sau trei trepte după

provenienţa şi caracteristicile apelor uzate. Aceste instalaţii (construite sau adaptate pentru

acest scop) realizează accelerarea proceselor de epurare naturală şi/sau folosesc diverse

procedee fizico-chimice pentru diminuarea cantităţii/concentraţiei poluanţilor pe care îi

conţine apa uzată, astfel încât să fie respectate condiţiile de evacuare impuse prin

reglementările în vigoare (NTPA001/2002 sau avizul/autorizaţia de gospodărire a apelor)

[4]

Epurarea apelor uzate poate s

chimice (epurare primară), biologice (epurare secundară) sau avansate (epurare terţiară).

Pentru îndepărtarea din apele uzate a unor poluanţi specifici unor ape uzate industriale se

folosesc tehnologii de epurare specifice, care utilizează in general procese chimice. Fiecare

astfel de tehnologie foloseşte instalaţii specifice proiectate individual. În

diverşi poluanţi care intră in componenţa apelor uzate industriale pot constitui inhibitori ai

procesului de epurare biologică sau chiar pot

cazuri se impune ca procesele industriale respective să con

vederea prevenirii poluării la sursă prin adaptarea/modificarea tehnologiei, iar apele uzate

industriale să fie epurate intr

sistem de canalizare orăşenesc

Figura 2.1. Schema tehnologică a unei staţii de epurare [2]

2.2.Epurarea mecanica

Epurarea mecanică are rolul de a asigura reţinerea, prin procese fizice, a substanţelor

poluante sedimentabile din apele uzate, folosind în acest scop, construcţii şi instalaţii în a

căror alcătuire diferă mărimea suspensiilor reţinute. Astfel, pentru reţi

suspensiilor mari se folosesc gratare şi site; în unele situaţii de scheme de epurare, această

11

n vigoare (NTPA001/2002 sau avizul/autorizaţia de gospodărire a apelor)

Epurarea apelor uzate poate să fie realizată prin mijloace mecanice sau

(epurare primară), biologice (epurare secundară) sau avansate (epurare terţiară).

ndepărtarea din apele uzate a unor poluanţi specifici unor ape uzate industriale se


astfel de tehnologie foloseşte instalaţii specifice proiectate individual. În


procesului de epurare biologică sau chiar pot împiedica complet acest proces. În aceste

cazuri se impune ca procesele industriale respective să constituie subiectul unui studiu în


industriale să fie epurate intr-o staţie de epurare individuală înainte de evacuarea lor într

sistem de canalizare orăşenesc. [4]

Figura 2.1. Schema tehnologică a unei staţii de epurare [2]



căror alcătuire diferă mărimea suspensiilor reţinute. Astfel, pentru reţinerea corpurilor şi


n vigoare (NTPA001/2002 sau avizul/autorizaţia de gospodărire a apelor).

fie realizată prin mijloace mecanice sau fizico-

(epurare primară), biologice (epurare secundară) sau avansate (epurare terţiară).

ndepărtarea din apele uzate a unor poluanţi specifici unor ape uzate industriale se


astfel de tehnologie foloseşte instalaţii specifice proiectate individual. În multe cazuri,


mpiedica complet acest proces. În aceste

stituie subiectul unui studiu în


nainte de evacuarea lor într-un



nerea corpurilor şi


12

operaţie se numeşte epurare preliminară. Pentru separarea, prin flotare sau gravitaţională, a

grăsimilor şi emulsiilor care plutesc în masa apei uzate, se folosesc separatoare de grăsimi,

iar sedimentarea sau decantarea materiilor solide, în suspensie separabile prin decantare, are

loc în deznisipatoare, decantoare, fose septice etc. Acest procedeu de epurare este folosit

frecvent în epurarea apelor uzate menajere, constituind o etapă intermediară de realizare

totală a epurării apelor, îndeosebi pentru localităţile în care staţia de epurare se construieşte

simultan cu canalizarea localităţii. În cazul cănd în canalizarea orăşenească sunt deversate

mari cantităţi de ape uzate industriale, pentru a proteja desfăşurarea normală a proceselor de

epurare în treapta mecanică, se prevede o epurare preliminară alcătuită din bazine de

egalizare a debitelor de uniformizare a concentraţiilor (în cazul apelor uzate industriale

evacuate în şarje tehnologice), sau în bazine de neutralizare pentru apele puternic acide sau

alcaline. [4]

2.2.1.Grătarele

Grătarele reţin corpurile grosiere plutitoare aflate in suspensie in apele uzate (cârpe,

hârtii, cutii, fibre, etc.). Materialele reţinute pe grătare sunt evacuate ca atare, pentru a fi

depozitate în gropi sau incinerate. În unele cazuri pot fi mărunţite prin tăiere la dimensiunea

de 0,5-1,5 mm in dezintegratoare mecanice. Dezintegratoarele se instalează direct in canalul

de acces al apelor uzate brute, în aşa fel încat suspensiile dezintegrate pot trece prin grătare

şi pot fi evacuate in acelaşi timp cu corpurile reţinute [4].

În general, grătarele sunt formate din bare paralele, echidistante, prinse rigid pe

suporţi transversali, astfel încât lasă între ele spaţii libere denumite lumină. Menţinerea

corpurilor lipite pe grătar şi evitarea antrenării lor printre barele acestuia se realizează printr-

o viteză reală de trecere a apei prin grătar superioară valorii de 0,8 [m/s]. De regulă, viteza

medie de trecere între barele grătarului se alege în gama 0,8 – 1 [m/sec] valoare care se pot

majora la debite maxime până la 1,2 – 1,4 [m/s]. Este de remarcat că o mişcare hidraulică

lentă nu asigură reţinerea pe bare a materialelor şi că adoptarea vitezelor mici se face numai

la prizele de apă la care captarea se realizează prin grătare dispuse paralel cu sensul curgerii

apei, astfel ca pentru a fi captată, apa face un unghi de 90°. În acest caz, viteza care se

adoptă în faţa grătarului este de 0,075 – 0,1 [m/s], astfel încât să se evite antrenarea

murdăriilor, a zaiului şi a debitelor solide în priză, acestea continuându-şi curgerea în aval

datorită vitezei apei de suprafaţă. De asemenea, viteza mică de captare permite peştilor să se

îndepărteze de grătar. Aceste grătare se aşează la faţă, fără nici o retragere, ca să se evite

formarea unor depuneri [5].

Pentru staţiile de epurare la care reţinerile sunt în cantităţi mari, circa 4….10

[dm3/locuitor şi an], se prevăd grătare cu curăţire mecanică. Excepţie fac staţiile de epurare

mici la care curăţirea poate fi efectuata manual, precum şi staţiile mijlocii la care grătarele

rare sunt dispuse ca protecţie în amonte de grătarele medii sau dese prevăzute cu curăţ

mecanică. Reţinerile de pe grătare sunt tratate astăzi ca reziduuri (gunoi). Până nu demult

aceste reţineri erau scoase din apă, fărâmiţate cu ajutorul dezintegratoarelor şi apoi

reintroduse în circuit, în amonte de grătar. Actualmente, s

cauza maselor plastice care produc perturbaţii în exploatare pe circuitele de nămol (decantor

primar, îngroşător de nămol) şi în special, la recircularea externă a nămolului la

metantancuri. Totodată, prelucrarea şi reintroducerea în

o dată extrase, reprezintă un consum de energie nejustificat economic [5].

Grătare cu curăţire manuală

Grătarele cu curăţire manuală sunt de tip plan dispuse faţă de orizontală, înclinat la

60…75[°], pentru a putea fi

se face de pe o pasarelă care, în multe cazuri, se află la nivelul terenului [5].

Întrucât deasupra nivelului apei din colectoarele de canalizare, în care se adună

reţinerile de pe grătare, se află gaze, mai grele decât aerul şi lipsite de oxigen, e absolut

necesar ca lucrătorul aflat pe pasarelă, în poziţie de curăţire, (aplecat) să aibă capul deasupra

nivelului terenului. Adâncimea maximă admisă între pasarelă şi partea inferioară a grătar

este de 3 [m] [5].

Figura. 2.2. Grătar plan cu curăţire manual

1–umplutură din beton; 2

13



se prevăd grătare cu curăţire mecanică. Excepţie fac staţiile de epurare


rare sunt dispuse ca protecţie în amonte de grătarele medii sau dese prevăzute cu curăţ



reintroduse în circuit, în amonte de grătar. Actualmente, s-a renunţat la această soluţie din



metantancuri. Totodată, prelucrarea şi reintroducerea în apa uzată a unor murdarii ce au fost

o dată extrase, reprezintă un consum de energie nejustificat economic [5].

Grătare cu curăţire manuală


60…75[°], pentru a putea fi uşor curăţite manual cu ajutorul unei greble. Curăţirea manuală



se află gaze, mai grele decât aerul şi lipsite de oxigen, e absolut


nivelului terenului. Adâncimea maximă admisă între pasarelă şi partea inferioară a grătar

Figura. 2.2. Grătar plan cu curăţire manuala [5]

umplutură din beton; 2–bara LT 60 x 8; 3–traversă; 4-pasare



se prevăd grătare cu curăţire mecanică. Excepţie fac staţiile de epurare


rare sunt dispuse ca protecţie în amonte de grătarele medii sau dese prevăzute cu curăţire



a această soluţie din



apa uzată a unor murdarii ce au fost


uşor curăţite manual cu ajutorul unei greble. Curăţirea manuală



se află gaze, mai grele decât aerul şi lipsite de oxigen, e absolut


nivelului terenului. Adâncimea maximă admisă între pasarelă şi partea inferioară a grătarului

pasarelă

Grătar curb cu curăţire mecanică

Grătarul curb cu curăţire mecanică, se utilizează doar pentru adâncimi mici de

canal. Barele grătarului sunt dispuse în secţiunea planului vertical după un arc de cerc de

cca. 90°. Curăţirea se efectuează cu una, două greble montate la extremitatea unor

se rotesc în jurul unui arbore orizontal, dispus perpendicular pe direcţia de curgere a apei.

Pentru evacuarea reţinerilor colectate de greblă, se adoptă mai multe soluţii: una are

curăţitorul articulat la cadru şi prevăzut cu amortizoare pneumati

cauciucuri, care elimină şocul la căderea curăţitorului după descărcarea greblei. Alta cu

contragreutăţi la capătul unor braţe scurte prinse solidar de curăţitor, ceea ce permite

pendularea şi amortizarea căderii. Ultima soluţie are

comandat de o greutate printr

braţului greblei, pe de o parte, şi tendinţa greutăţii să coboare sub punctul de articulaţie al

pârghiei, pe de alta, conduc la mişcarea de curăţire [5].

Figura. 2.3. Grătar curb cu curăţire mecanică [5]

1-cadru; 2-grătar; 3

Descărcarea depunerilor se face,

bandă transportoare dispusă transversal pe canal. Grătarul radial care în esenţă este un grătar

curb, cu arborele de curăţire vertical, nu se mai utilizează, pentru ca curăţirea se făcea sub

apa, reţinerile fiind apoi conduse la dezintegrator [5].

Depunerile de pe grătar sunt îndepărtate de obicei o dată pe zi, însă în perioadele cu

debite mai mari (pe timp de ploaie) se recomandă supravegherea continuă şi îndepărtarea lor

14

Grătar curb cu curăţire mecanică



cca. 90°. Curăţirea se efectuează cu una, două greble montate la extremitatea unor



curăţitorul articulat la cadru şi prevăzut cu amortizoare pneumatice, gen pompa de umflat



pendularea şi amortizarea căderii. Ultima soluţie are curăţitorul fixat de braţele greblei şi

comandat de o greutate printr-un mecanism similar celui bielă manivelă; poziţia în spaţiu a


uc la mişcarea de curăţire [5].

Figura. 2.3. Grătar curb cu curăţire mecanică [5]

grătar; 3-greblă; 4-curăţitor greblă; 5-mecanism antrenare.

Descărcarea depunerilor se face, în general printr-un plan înclinat oscilant pe o



fiind apoi conduse la dezintegrator [5].





cca. 90°. Curăţirea se efectuează cu una, două greble montate la extremitatea unor braţe ce



ce, gen pompa de umflat



curăţitorul fixat de braţele greblei şi

un mecanism similar celui bielă manivelă; poziţia în spaţiu a


mecanism antrenare.

un plan înclinat oscilant pe o





15

mai dese. De pe grătarele mai dese, depunerile sunt îndepărtate de 2-5 ori pe zi. Dacă

depunerile sunt îndepărtate mecanic, mecanismul trebuie să intre în funcţiune des, chiar

continuu, pentru a nu se produce înfundări consistente, care ar putea duce la bloc [5].

2.2.2.Deznisipatoarele

Deznisipatoarele sunt construcţii descoperite care reţin particulele grosiere din apele

uzate, în special nisipul, cu diametrul granulelor mai mare decât 0,25 mm. Amplasarea

deznisipatoarelor se face în mod curent după grătare si înaintea separatoarelor de grăsimi. În

cazul existen�ei unei staţii de pompare echipată cu transportoare hidraulice,

deznisipatoarele pot fi amplasate si în avalul acesteia [6].

Deznisipatoarele se clasifică în:

deznisipatoare orizontale longitudinale;

deznisipatoare tangen�iale;

deznisipatoare cu insuflare de aer;

deznisipatoare – separatoare de grăsimi cu insuflare de aer.

Alegerea tipului de deznisipator se face printr-un calcul tehnico – economic, luând în

considera�ie mărimea debitului, natura terenului de fundare �i spa�iul disponibil;

procedeul de canalizare; se va adopta solu�ia având costuri reduse �i care asigură �i

performan�ele tehnologice cerute [6].

Deznisipator orizontal longitudinal cu sec�iune transversală parabolică

Parametrii de proiectare pentru deznisipatorul orizontal longitudinal cu sec�iune

transversală parabolică sunt:

- Timpul mediu de trecere a apei prin bazin: t = 30 …65 s;

- Adâncimea apei în deznisipator se recomandă: H = 0,4 … 1,5 m;

- Lă�imea compartimentelor va respecta dimensiunile recomandate pentru utilajul de

evacuare a nisipului (podul cură�itor);

- Cantitatea specifică de nisip ce trebuie evacuată se va considera:

- În procedeu separativ: C = 4 …6 m3 nisip/ 100.000 m3 apă uzată, zi;

- În procedeu unitar �i mixt: C = 8 … 12 m3 nisip/ 100.000 m3 apă uzată,zi;

- Rigola longitudinală de colectare a nisipului va avea o sec�iune transversală cu

dimensiuni de minim 0,40 m lă�ime �i 0,25 m adâncime.

16

Deznisipator cu insuflare de aer

Denumit �i deznisipator aerat, acest obiect tehnologic constă dintr-un canal

longitudinal în care se insuflă aer comprimat sub formă de bule fine prin intermediul

conductelor perforate, discuri sau plăci cu membrană elastică perforată; dispozitivul de

insuflare este amplasat asimetric în secţiunea transversală, în apropierea unuia dintre pereţii

bazinului. Miscarea apei în bazin este de tip elicoidal, nisipul conţinut în apa uzată fiind

proiectat pe peretele opus zonei de insuflare a aerului; acesta cade de-a lungul acestui perete

spre partea inferioară a bazinului unde este reţinut într-o rigolă longitudinală al cărui ax este

amplasat la 1/3 din lăţimea compartimentului (măsurată de la peretele lângă care se insuflă

aerul); insuflarea aerului se face pe toată lungimea bazinului [6].

Deznisipator orizontal tangen�ial

Este alcătuit dintr-o cuvă circulară în care accesul apei se face tangenţial printr-o

fereastră laterală prevăzută în perete. Miscarea circulară care se realizează este menţinută si

la debite mici cu ajutorul unor palete fixate rigid de un tub mobil care este acţionat într-o

miscare de rotaţie de un grup electromotor – reductor de turaţie [6].

Miscarea circulară imprimată apei admisă tangenţial, este menţinută la o viteză periferică de

0,30 m/s, aceasta fiind controlată prin accelerarea sau încetinirea rotaţiei paletelor. Prin

interiorul tubului mobil trece conducta air-liftului care evacuează nisipul pe o platformă de

drenaj amplasată adiacent bazinului [6].

Deznisipatorul poate fi alcătuit dintr-o singură cuvă, deoarece prin jocul unor

stăvilare se poate realiza ocolirea bazinului, sau din module de câte două cuve cuplate si

amplasate simetric. În figura 2.4 este prezentată schi�a unui deznisipator orizontal –

tangen�ial [6].

17

Figura 2.4. Deznisipator orizontal tangenţial [6]

1–air-lift, 2-conductă de avacuare nisip, 3-conductă de apă, 4-caonductă de aer comprimat,

5-ălatformă pentru drenarea nisipului, 6-tul mobil, 7-palete, 8-electromotor, 9-deschidere de

acces a apei în deynisipator, 10-deschidere de evacuare a apei, 11-clapet de reţinere, 12-

vană, 13-spaţiu pentru colectarea nisipului

18

Deznisipator – separator de grăsimi cu insuflare de aer

Aceasta construc�ie reune�te două obiecte tehnologice distincte: deznisipatorul �i

separatorul de grăsimi. Avantajele rezultate:

- economie de investi�ie �i de spa�iu ocupat;

- educerea cheltuielilor de exploatare;

- reducerea volumelor de lucrări de construc�ii;

Figura 2.5. Deznisipator – separator de grăsimi cu insuflare de aer [6]

19

2.2.3.Separatoarele de grăsimi

Se mai numesc şi bazine de flotare şi au ca scop îndepărtarea din apele uzate a

uleiurilor, grăsimilor şi, în general, a tuturor substanţelor mai uşoare decat apa, care se ridică

la suprafaţa acesteia in zonele liniştite şi cu viteze orizontale mici ale apei. Separatoarele de

grăsimi sunt amplasate după deznisipatoare, dacă reţeaua de canalizare a fost construită in

sistem unitar, şi după grătare, cand reţeaua a fost construită in sistem divizor şi din schemă

lipseşte deznisipatorul [4].

2.2.4.Decantoarele

Sunt construcţii în care se sedimentează cea mai mare parte a materiilor în suspensie

din apele uzate. Decantoarele primare sunt longitudinale sau circulare şi asigură staţionarea

apei timp mai indelungat, astfel că se depun şi suspensiile fine. Se pot adăuga in ape şi

diverse substanţe chimice cu rol de agent de coagulare sau floculare, uneori se interpun si

filtre. Spumele şi alte substanţe flotante adunate la suprafaţă (grăsimi, substanţe petroliere

etc.) se reţin şi înlătură ("despumare"), iar nămolul depus pe fund se colectează şi înlătură

din bazin (de exemplu cu lame racloare susţinute de pod rulant) şi se trimite la metantancuri

[4].

Decantoare orizontale longitudinale

Sunt bazine din beton armat, de regulă descoperite, cu secţiune transversal

dreptunghiulară. Admisia apei în decantor se face prin deflectoare sau orificii practicate în

peretele despărţitor dintre camera de intrare si compartimentul decantor, sau prin deversare

uniformă pe toată lăţimea decantorului peste peretele rigolei de aducţiune a apei [6].

În partea amonte a bazinului este prevăzută o pâlnie (basă) pentru colectarea

nămolului din care acesta este evacuat hidraulic, prin sifonare sau pompare, continuu sau

intermitent, spre construcţiile de prelucrare a nămolului; intervalul de timp dintre două

evacuări se stabileste funcţie de tehnologia de epurare adoptată �i de caracteristicile

nămolului, recomandându-se să nu se depăsească 4 - 6 ore, în scopul evitării intrării în

fermentare a nămolului. Îndepărtarea nămolului din pâlnie se face prin conducte cu

diametrul de minim 200 mm, viteza minimă admiţându-se de 0,70 m/s; nămolul depus pe

radierul bazinului este dirijat către pâlnia de nămol din amonte, prin intermediul unui pod cu

lamă racloare a cărui viteză de deplasare se va adopta 2 … 5 cm/s, astfel încât ciclul tur –

retur să nu depăsească 45 minute si deplasarea podului raclor să nu repună în stare de

20

suspensie nămolul depus pe radier. Curăţarea nămolului de pe radier si transportul acestuia

spre pâlnia colectoare amonte poate fi realizată si de racloare submersate de tip lanţ fără

sfârsit (lanţ cu racleţi), lamele racloare sunt asezate la distanţa de 2,0 m, iar viteza de

miscare a lanţului este de 1,5 … 4,0 cm/s. Pot fi adoptate �i alte tipuri de racloare [6].

Grăsimile si alte materii plutitoare sunt împinse de lame de suprafaţă prinse de podul

raclor sau de lanţul fără sfârsit si colectate într-un jgheab pentru grăsimi, asezat în partea

aval a decantorului; printr-o conductă, grăsimile ajung într-un cămin (rezervor) pentru

grăsimi amplasat în vecinătatea decantorului, fiind apoi evacuate prin vidanjare sau pompare

[6].

Decantoare orizontale radiale

Sunt bazine cu forma circulară în plan, în care apa este admisă central prin

intermediul unei conducte prevăzută la debusare cu o pâlnie (difuzor) a cărei muchie

superioară este situată la 20 - 30 cm sub planul de apă. Apa limpezită este evacuată printr-o

rigolă perimetrală sau prin conduct submersată cu fante [6].

Circulaţia apei se face orizontal după direc�ie radială, de la centru spre periferie; din

conducta de acces, apa iese pe sub un cilindru central semiscufundat, cu muchia inferioară

situată la o adâncime sub planul de apă egală cu 2/3 din înălţimea zonei de sedimentare . În

alte variante, apa iese din cilindrul central prin intermediul unor orificii cu deflectoare

practicate în peretele acestuia, sau printr-un grătar de uniformizare cu bare verticale.

Distribuţia uniformă a apei de la centru spre periferie se poate realiza si prin intermediul

unui dispozitiv de tip lalea Coandă. Cilindrul central, al cărui diametru este de 10 - 20% din

diametrul decantorului, sprijină pe radierul bazinului prin intermediul unor stâlpi. La partea

superioară a cilindrului central se prevede o structură de rezistenţă capabilă să preia forţele

generate de podul raclor al cărui pivot este amplasat pe structura de rezistenţă

respectivă.Celălalt capăt al podului raclor sprijină pe peretele exterior al bazinului prin

intermediul unor roţi pentru asigurarea func�ionarii bune iarna.[6]

Podul raclor de suprafa�ă este alcătuit dintr-o grindă cu montanţi articula�i

prevăzuţi la partea inferioară cu lame racloare. Acestea curăţă nămolul de pe radier si îl

conduc către conul central care constituie pâlnia de colectare a nămolului. De aici, nămolul

este evacuat prin diferenţă de presiune hidrostatică, prin sifonare sau prin pompare, spre

treapta de prelucrare ulterioară a nămolului; de podul raclor este prins un braţ metalic

21

prevăzut cu o lamă racloare de suprafaţă care împinge grăsimile si spuma de la suprafaţa

apei spre periferie, către un cămin sau alt dispozitiv de colectare a acestora. [6]

Prevederile de mai sus nu exclud posibilitatea utilizării de poduri racloare

submersate antrenate cu mecanisme speciale. Rigola de colectare a apei decantate se

amplasează la interiorul peretelui exterior acesteia la 1,0 - 1,5 m de perete. În primul caz, în

peretele exterior al decantorului se practică ferestre prevăzute pe muchia interioară cu

deversoare metalice cu dinţi triunghiulari, reglabile pe verticală. În faţa acestor deversoare,

la cca. 30 - 50 cm distanţă se prevede un perete semiscufundat, de formă circulară în plan, a

cărui muchie inferioară este la minim 25 - 30 cm sub planul de apă. În cel de-al doilea caz,

peretele rigolei dinspre centrul bazinului are coronamentul deasupra nivelului apei, el

servind drept perete obstacol pentru spuma si grăsimile de la suprafaţa apei [6].

Apa decantată trece pe sub rigolă si deversează peste peretele circular exterior al

rigolei, prevăzut si el cu plăcuţe metalice cu deversori triunghiulari reglabili pe verticală.

Colectarea în rigolă a apei limpezite se face prin deversare neînnecată. Colectarea apei

limpezite se poate face si prin conductă submersată cu fante. Radierul decantorului are o

pantă de 6 - 8 % spre centru, iar radierul pâlniei de nămol o pantă de 2 : 1. Diametrul

decantoarelor radiale este cuprins între 16 si 50 m, iar adâncimea utilă hu între 1,2 si 4,0

m.Viteza periferică a podului raclor variază între 10 si 60 mm/s, realizând 1 - 3 rotaţii

complete pe oră. Evacuarea nămolului se poate face continuu în cazul unor volume mari de

nămol, sau la intervale de maxim 4 - 6 h, prin conducte cu Dn 200 mm prin care viteza

nămolului să fie minim 0,7 m/s [6].

Figura 2.6. Decantor orizontal radial.Vedere în plan �i sec�iuni caracteristice [6]

22

Decantoare verticale

Sunt construcţii cu formă în plan circulară sau pătrată, în care mi�carea apei se face

pe verticală, în sens ascendent. Se utilizează pentru debite zilnice maxime sub 5.000 m3 /zi

�i sunt recomandate în special ca decantoare secundare după bazinele cu nămol activat sau

filtrele biologice datorită avantajului prezentat de stratul gros de flocoane care măreste

eficienţa decantării. Se construiesc pentru diametre până la 10 m iar utilizarea lor este

limitată din cauza dificultăţilor de execuţie [6].

Apa este introdusă într – un tub central (fig. 2.7) prin care curge în sens descendent

cu o viteză vt de 0,10 m/s. În camera exterioară tubului central , apa se ridică spre suprafaţă

unde este colectată într-o rigolă perimetrală sau în rigole radiale care debusează în cea

perimetrală în cazul în care debitul specific deversat este depăsit sau când diametrul

decantorului este > 7 – 8 m. Nămolul se depune în partea inferioară a bazinului, amenajată

sub forma unui trunchi de con cu pereţii înclinaţi faţă de orizontală cu mai mult de 45°. Din

pâlnia de nămol, acesta este evacuat prin diferenţă de presiune hidrostatică, prin sifonare sau

pompare spre instalaţiile de prelucrare ulterioară. În scopul reţinerii grăsimilor, spumei si a

altor substanţe plutitoare se prevăd pereţi semiscufundaţi în faţa rigolelor de colectare a apei

decantate. [6]

Figura 2.7. Decantor vertical. Sec�iune transvesală [6]

1-admisia apei; 2-pâlnie colectare materii plutitoare; 3-perete semiînecat; 4-rigolă colectare

apă decantată; 5-conductă evacuare apă decantată;6-conductă evacuare nămol.

23

2.2.5.Transportoare

Transportor elocoidal

Transportoarele elicoidale sunt instalaţii de transport fară organ flexibil de tracţiune

care se folosesc la transportul diferitelor materiale în plan orizontal sau într-un plan înclinat

faţă de orizontală cu orice unghi.În timpul transportului se pot efectua si diferite operaţii

tehnlogice. Organul de lucru al transportorului elicoidal este spira montată pe arbore.

Acţionarea se face de la motorul electric prin intermediul unei transmisii [8].

Turaţia poate varia între 1-50 rot/min cu convertizor de frecvenţă.

Material: oţel inoxidabil.

Figura 2.8.Transportor elicoidal [9]

Tabel 2.2.Caracteristici tehnice ale transportorului elicoidal [9]

24

p C

ZO N A D

E

E V A CU A R E

L TL

Dd

L A

p T

ZO N A D

E

A LIME N T A R E

ZO N A D

E

TR A N SPO R T

Z O N A D

E

C O MPA C TA R E

L C

h g

L E

n

Fig. 2.9. Schema de principiu a transportorului-compactor [8]

2.3. Epurarea chimica

Epurarea chimică are un rol bine determinat in procesul tehnologic, prin care se

îndepărtează o parte din conţinutul impurificator al apelor reziduale. Epurarea chimică prin

coagulare - floculare conduce la o reducere a conţinutului de substanţe organice exprimate in

CBO5 de cca. 20 -30 % permiţand evitarea încărcării excesive a nămolului activ cu

substanţa organică [5].

Procesul de coagulare - floculare constă în tratarea apelor reziduale cu reactivi

chimici, în cazul de fată, sulfat feros clorurat şi apă de var, care au proprietatea de a forma

ioni comuni cu substanţa organică existentă în apă şi de a se aglomera în flocoane mari

capabile să decanteze sub formă de precipitat. Agentul principal în procesul de coagulare -

floculare este ionul de Fe3+ care se obţine prin oxidarea sulfatului feros cu hipoclorit de

sodiu. Laptele de var care se adaugă odata cu sulfatul feros are rolul de accelera procesul de

formare al flocoanelor şi de decantare al precipitatului format. Reacţia de oxidare a FeSO4 si

de precipitare a Fe(OH)3 este următoarea [5]:

2FeSO4+3Ca(OH)2+Cl2=2Fe(OH)3+2CaSO4+CaCl2

Îndepartarea prin decantare a flocoanelor formate este necesară întrucât acestea ar

putea împiedica desfăşurarea proceselor de oxidare biochimică prin blocarea suprafeţelor de

schimb metabolic a biocenozei. Datorită variaţiilor mari de ph cu care intră în staţia de

25

epurare apele reziduale, se impune corectarea ph-ului în aşa fel încât, dupa epurarea

mecano-chimica, apele să aibă un ph cuprins între 6,5-8,5, domeniu în care degradarea

biochimica sub acţiunea microorganismelor din nămolul activ este optimă. Corecţia ph-ului

se face cu ajutorul H2SO4 98% sau a NaOH 40% în bazinul de reglare a ph-ului, destinat

acestui scop. Totodata prin corectia ph-ului se reduce si agresivitatea apelor reziduale asupra

conductelor, constructiilor si utilajelor [5].

2.4. Epurarea biologica

Prin epurarea biologică se înţelege complexul de operaţiuni şi faze tehnologice prin

care materiile organice existente în apele uzate provenind din cele mai diverse activităţi

antropice sunt transformate cu ajutorul unor culturi de microorganisme, în produşi de

degradare fără nocivitate, (CO2, H2O, CH4, şi altele) şi o masă celulară nouă (biomasa),

inofensivă [5].

Figura 2.10. Cultură de microorganisme [5]

Procesul tehnologic de epurare biologică se poate organiza in două modalităţi:

1. Prin cultura microorganismelor noi dispersate in intregul volum al reactorului de epurare.

2. Prin cultura noilor microorganisme pe un suport.

Prin sistemul de cultură in intreaga masă de apă poluanţii şi in tot volumul

reactorului se inmulţeşte generic "nămolul activ" iar epurarea biologică ca modalitate

tehnologică ii poartă numele [5].

Al doilea sistem presupune dezvoltarea culturii in film (peliculă) biologic, iar

procesul se desfăşoară în construcţii cu filtre biologice speciale. Nămolul activ este un

sistem dispers in care materialul aflat în suspensie trebuie să fie separat de efluentul epurat

biologic. În procesul de epurare biologică a apelor uzate cu incărcătură de materii organice,

rol principal îi revine grupului de bacterii organofage, (mancătoare de substanţe organice).

26

Aceste bacterii, in funcţie de predispoziţia lor de a trăi in prezenţa sau absenţa oxigenului se

clasifică in trei grupuri:

a) Bacterii obligat aerobe;

b) Bacterii facultativ aerobe;

c) Bacterii anaerobe [5].

Bacteriile, grup heterogen de organisme microscopice, microcelulare sau grupate în

colonii cu nucleu simplu, majoritatea fără clorofilă, heterotrofe (care sunt obligate săşi preia

singure hrana sub formă de substanţe organice din mediu) indeplinesc rolul esenţial in acest

tip de epurare a apelor cu incărcătura de materii organice [5].

Bacteriile aerobe sunt microorganisme care intr-o proporţie insemnată se pot

dezvolta şi reproduce numai in mediile care conţin oxigen. Bacteriile obligat aerobe ca cele

saprofite, nitrificatoare, o parte din sulfobacterii si microbii patogeni trăiesc numai in

prezenţa oxigenului molecular. Bacteriile facultativ aerobe, grupează la un loc unele drojdii,

bacterii denitrificatoare s.a. Bacteriile anaerobe sunt organisme capabile să trăiască fără

prezenţa oxigenului liber. Dintre acestea remarcăm infuzoriile, clostridium pasteurianum şi

clostridium sporogenius [5].

Ca urmare, în legătură cu necesarul de oxigen pentru dezvoltarea culturilor de

bacterii organo-fagiste vom intalni două tipuri de procese tehnologice pentru epurare

biologică:

- Proces aerob, utilizat cu prioritate la indepărtarea poluanţilor din apele uzate;

- Proces anaerob aplicat la prelucrarea nămolurilor fermentate şi la epurarea apelor uzate

foarte concentrate in poluanţi [5].

Cercetările au evidenţiat faptul că in stransă asociere cu bacteriile, in procese aerobe

cohabitează protozoare (cele mai primitive forme de animale din clasele Flagellata,

Sarcodia, Sporazoa, Ameobosporidia, Ciliophora), metazoare (rotifere şi nematode) şi

ciuperci sau chiar fungi, alcătuind biocenoze [5].

27

CAPITOLUL 3. Soluţii constructive ale transportoarelor utilizate în

staţiile de epurare a apelor uzate

3.1. Transportoare elicoidale

Transportoarele elicoidale sunt instalaţii de transport continuu fară organ flexibil de

tracţiune.Transportoarele elicoidale (cu melc ) au o largă întrebuinţare în magazii şi secţiile

de pregătirea hranei precum şi în înteriorul adăpostului, pentru distribuirea hranei. Ele pot fi

folosite ca instalaţii fixe sau deplasabile.

Domeniul de utilizare:

Transportoarele elicoidale se folosesc la transportul diferitelor produse agricole

friabile în linie dreapta sub orice unghi , inclusiv în plan orizontal sau vertical . Produsele

agricole care pot fi transportate cu aceste instalaţii sunt următoarele :

Cereal netreierate

Paie (tocate şi netocate)

Fân

Cereal boabe

Amestecuri de boabe

Pleavă

Spice netreierate

În timpul transportului, aceste instalaţii pot efectua şi anumite operaţii tehnologice,

ca de exemplu: amestecarea, terciuirea sau presarea diferitelor produse. Astfel pot servi la

amestecarea nutreţurilor uscate şi umede ca de exemplu: făina, rădăcinoase tocate, cartofi

opăriţi, paie tocate şi opărite, amestecarea diferitelor componente uscate sau umede ale

nutreţurilor combinate. Totodata transportoarele elicoidale se folosesc ca organe de presare

cu acţiune continuă, ca de exemplu, la presele pentru obţinerea zemurilor vegetale, din masa

tocată, ca organe de curăţire, spălare sau terciuire a cartofilor opăriţi. [10]

Transportoarele elicoidale pot constitui subansamble ale diverselor maşini agricole

având rol de transportoare, elevatoare sau organe de lucru, executând anumite operaţii

tehnologice, ca cele menţionate mai sus. În acest ultim caz, operaţiile de transport şi cele

tehnologice se execută de obicei în acelaşi timp, de către acelaşi organ. [10]

28

Transportoarele elicoidale se folosesc de asemenea ca transportoare propriu-zise,

staţionare sau deplasabile. În aceasta formă se folosesc în fabricile de nutreţuri combinate, în

secţiile de pregătire a hranei, în adăposturi pentru disribuţia hranei la animale, în magaziile

de cereale pentru încarcatul şi transportatul produselor respective [10].

Clasificarea transportoarelor elicoidale:

Clasificarea transportoarelor elicoidale se face după mai multe criterii:

1) După forma organului activ:

Cu spiră plină;

Cu spiră întreruptă;

Cu spiră sub formă de bandă;

Cu spiră sub formă de arc elicoidal.

2) După modul de folosire:

Maşini speciale de transport;

Subansamble ale unor maşini agricole.

3) Din punc de vedere al caracterului mişcării materialului în carcasa melcului:

Lente (cu mers liniştit);

Rapide.

La transportoarele elicoidale lente influenţa forţei centrifuge este neînsemnată,

caracterul mişcaării fiind determinat în special, de greutatea materialului şi de forţele de

frecare. În acest caz materialul execută doar o deplasare în jurul jghiabului, ocupând spaţiul

dintre arborele melcului şi partea inferioara a carcasei [10].

La transportoarele elicoidale lente viteza periferică maximă a melcului nu depaşeşte

1-1,5 m/s. În acest caz, carcasa melcului poate fi deschisă la partea superioară, având forma

unui jghiab. Aceste transportoare se folosesc la transportul materialelor pe orizontală sau pe

o direcţie ce face un unghi de cel mult 20º cu orizontala, coeficientul de umplere fiind

cuprins între 0,3-1 [10].

În cazul transportoarelor elicoidale rapide, o influenţa deosebită asupra mişcării

materialului o au forţele centrifuge, care aruncă materialul peste arborele melcului,

proiectându-l pe carcasa, unde acesta se dispune sub forma unui strat inelar în trepte. În

acest caz materialul execută o mişcare complexă, ceea ce produce o amestecare intensă a

acestuia. Cea mai mare parte din material execută o mişcare elicoidală ascendenta alunecând

29

pe suprafaţa spirei şi carcasei, în timp ce o mică parte scapă prin jocul j dintre spiră si

carcasă. Sensul de deplasare al particulelor de material este indicat cu săgeti.

Transportoarele elicoidale rapide trebuie prevăzute cu carcase închise pentru a evita

aruncarea materialului din carcasă. [10]

Principiul de funcţionare:

Produsul, materialul, este deversat în coşul de alimentare, de unde melcul îl

transportă pe orizontală spre fereastra de evacuare. Ferestrele de alimentare respective cele

de evacuare pot fi închise cu şubere, ele putând fi prevăzute oriunde în lungul traseului de

transport. Principiul de funcţionare al transportorului elicoidal lent este asemanator cu cel al

transportorului cu racleţi. Ca şi racletele, spira melcului separă materialul în porţii pe care le

deplasează în interirul carcasei. În timpul transportului materialul alunecă atât pe spira

melcului cât şi pe carcasa acestuia [10].

Fgiura 3.13. Schema constructivă a transportorului elicoidal [9]

Organul activ al transportoarelor elicoidale este spira elicoidală, cu unul sau două

începuturi, folosită la transportul materialelor în vrac ( granulare sau pulverulente ) şi sub

formă de bucaţi mici. Spira realizată sub forma unei benzi înguste cu un început este

destinată transportului radăcinoaselor ( sfeclă ) şi a altor materiale sub formă de bucaţi mari.

Spirele sub formă de palete se folosesc în construcţia amestecătoarelor [10].

În cazul transportoarelor formate din mai multe tronsoane, spirele elicoidale se

execută corespunzator cu lungimea tronsoanelor carcasei îmbinandu-se apoi între ele.

Asupra materialului aflat sub acţiunea spirei melcului acţionează următoarele forţe:

- greutatea proprie

- forţa centrifuga

30

- forţele de frecare dintre material şi spiră

- forţele de frecare dintre material şi carcasă [10].

Avanataje şi dezavanataje ale trasportoarelor elicoidale :

Transportoarele elicoidale au următoarele avantaje : se întreţin uşor, au o construcţie

simplă, siguranţă in exploatare, izolarea materialului transportat de mediul înconjurător,

uşurinţa încărcării şi descărcării intermediare, gabarit mic, preţ de cost scăzut [10].

Dezavantajele transportoarelor elicoidale sunt : strivirea materialului transportat ca

urmare a intrării acestuia între spiră şi carcasă, necesitatea unei alimentări uniforme, consum

specific de energie ridicat [10].

Spira elicoidală:

La tronsoanele elicoidale formate din mai multe tronsoane, lungimea spirei elicoidale

este egală cu lungimea tronsoanelor respective pentru a permite îmbinarea acestora. În acest

caz arborii sunt tubulari, îmbinarea facându-se cu ajutorul unui arbore intermediar care se

sprijină intr-un lagăr [10].

Figura 3.14. Imbinarea a doua tronsoane ale transportorului elicoidal [10]

Transportoarele elicoidale rapide au o spiră elicoidală dintr-o singură bucată,

deoarece la acestea nu se admit lagăre intermediare care ar putea produce înfundarea. În

unele cazuri se admite construc�ia spirei din două tronsoane, arborii fiind îmbina�i cu

ajutorul unor cepuri �i buc�e conice. În locul de îmbinare al spirelor nu se admit fante �i

deplasări ale muchiilor [10].

31

Figura 3.15. Construc�ia spirei elicoidale [10]

Arborii se execută din OL 50, rotund sau �eavă. Spirele elicoidale se execută din

benzi sau foi de tablă din OL 37 prin matri�are sau laminare pe ma�ini speciale. În ultimul

caz se ob�in spire complete a căror lungime este egală cu câtiva pasi. Spirele se sudează

direct pe arbori sau prin intermediul unor supor�i [10].

Carcasa :

La transportoarele elicoidale lente se folosesc carcase în formă de jgheab deschis cu

pere�i înclina�i �i în forma de jgheab închis cu pere�i verticali. La transportoarele

elicoidale rapide se folosesc carcase cilindrice. Deseori in construc�ia acestor transportoare

se folosesc carcase combinate [10].

Transportorul poate fi prevăzut cu mai multe ferestre de alimentare , respectiv de

descărcare. Pentru ferestrele de descărcare trebuie prevăzute �i bare de reglare a sec�iunii

acestora. În cazul transportoarelor elicoidale lente cu lungime mare , carcasele se execută

din mai multe tronsoane , de 1,2 m fiecare. La transportoarele verticale se recomandă să se

foloseasca carcase executate dintr-o singură bucată [10].

Arborele melcului este sus�inut pe lagăre de alunecare în cazul transportoarelor

elicoidale lente �i lagăre de rostogolire, în cazul transportoarelor elicoidale rapide. Lagărele

trebuie bine etan�ate pentru a împiedica pătrunderea prafului �i a altor impurita�i [10].

Carcasele se execută din tablă de o�el OL 37 cu grosimea de 1÷2,5 mm. La

transportoarele elicoidale lente se folosesc carcase sub formă de jgheab deschis sau închis.

La transportoarele elicoidale rapide se folosesc carcase cilindrice [10].

32

Soluţii constructive de transportoare elicoidale:

Transportor elicoidal înclinat TEI

Realizează transportul produselor (cereale, făină, etc.) înclinat (sub un anumit unghi

- 30°, 45°). Acesta este prevăzut cu sorb şi şibăr; în funcţie de solicitări, pot fi executate în

variantă cu cuvă de alimentare. Transportoarele pot fi montate pe suport mobil [14].

Axul cu spiră este montat în interiorul unui tub metalic; în funcţie de lungime tubul

poate fi executat dintr-o bucată sau din tronsoane asamblate; iar spira este executată din

bandă metalică continuă [14].

Figura 3.16. Transportor elicoidal înclinat TEI [14]

Tabel 3.12. Caracteristici tehnice [14]

Tip Putere Încărcare Dimesiuni [mm]

(kW) (t/h) L Hmin Hmax Øspiră

TEI 1 1,1÷2,2 4,6÷5,2 3000÷8000 2000 4000 90

TEI 2 2,2÷3 17÷19 3000÷8000 2000 4000 150

TEI 3 4 20÷23 3000÷8000 2000 5000 200

Transportor elicoidal orizontal TO I/Ø:

Acest utilaj realizează transportul pe orizontală al cerealelor (sau altor produse

exemplu: făină, griş etc.). Acest transportor este executat din tronsoane: de intrare, de ieşire

şi intermediare, asamblare între tronsoane se face cu: cu organe de asamblare - şurub, şaibă,

piuliţă. Tronsoanele sunt prevăzute cu guri de alimentare şi de evacuare, spira este executată

din banda metalică, continuă, între tronsoane sunt montate lagăre intermediare. Acţionarea

se face cu ajutorului unui motoreductor [14].

33

Figura 3.17. Transportor elicoidal orizontal TO I/Ø [14]


Tip Ø spiră

(mm)

Capacitate

Qmax (t/h)

C F

TO 15 150 3,5 2

TO 20 200 8,4 4,5

TO 25 250 15,5 7

TO 30 300 30 16

* C- Cereale; F- Făină

Transportor elicoidal tip U:

Transportorul elicoidal tip U de la Tornum este proiectat pentru transportul orizontal

al seminţelor, făinii de seminţe şi al altor materiale granulare. Executat din tablă de oţel

puternic galvanizată pentru protecţie eficientă la coroziune [15].

Structură şi funcţionare:

Conceput ca transportor elicoidal de descărcare şi adecvat oriunde este necesară o

funcţionare silenţioasă şi sigură.

Extensii disponibile cu lungimi de 0,5, 1 şi 2 metri, cu şi fără orificiu de ieşire.

Se poate echipa cu numărul dorit de orificii de ieşire, care sunt plasate la capătul

secţiunilor de extindere în variantă standard [15].

34

Figura 3.18. Schema constructivă a transportorului elicoidal tip U [15]

Figura 3.19. Transportor elicoidal tip U [15]


Tip A B C D E F G H I J Capacitate

RSU 150

100 250 155 170 210 150 200 290 235 720 25 t/h

RSU 225

100 300 205 280 315 225 300 340 345 720 55 t/h

RSU 225

Turbo

100 300 205 280 315 225 300 340 345 720 80 t/h

35

3.2. Transportoare cu bandă

Transportoarele cu bandă se utilizează pentru transportul pe orizontală sau pe direcţie

înclinată faţă de orizontală cu un unghi de 5-25°, atât a sarcinilor vărsate cât şi a sarcinilor în

bucăţi. De asemenea traseul pe care lucrează transportorul poate fi combinat, fiind format

din zone orizontale, zone înclinate, unite între ele cu zone curbe [11].

Ţinând seama de rezistenţa benzilor, lungimea maximă a transportoarelor cu bandă

s-a limitat la 250-300 m. În cazul în care sarcina trebuie să fie transportată pe distanţe mai

mari, se utilizează o instalaţie de transport compusă din mai multe transportoare care se

alimentează în serie. În cazul transportoarelor înclinate, unghiul de înclinare al benzii se ia

în funcţie de proprietăţile sarcinilor transportate, de unghiul de frecare al materialului

transportat cu banda, de mărimea unghiului de taluz natural, de viteza de transport şi de

modul de alimentare al transportului.

Se recomandă ca unghiul de înclinare al benzii să fie cu 10-15° mai mic decât

unghiul de frecare al materialului cu banda, pentru a se evita alunecarea materialului în

timpul transportului, datorită şocurilor. Pentru transportul grâului unghiul de înclinare se

recomandă 20-22°, porumb ştiuleţi 15°, saci cu grâu, făină sau crupi 25° [11].

Domeniu de utilizare:

Transportoarele cu bandă se folosesc la diverse maşini şi instalaţii zootehnice

tocători, combine de siloz, bucătării furajere , fabric de nutreţuri combinate, instalaţii de

distribuire a hranei,etc [10].

Clasificarea transportoarelor cu bandă:

Clasificarea transportoarelor cu bandă se poate face după mai multe criterii [10]:

1) După destinaţie:

Cu destinaţie general;

Cu destinaţie special.

2) După modul de folosire :

Staţionare ;

Deplasabile.

3) După tipul benzii:

Cu benzi plane;

Cu benzi sub formă de jgheab.

36

4) După materialul din care se confecţionează banda:

Cu bandă din cauciuc cu inserţii textile;

Cu bandă din material textile.

Cu bandă din oţel

5) După modul de descărcare:

Cu descărcare la capăt;

Cu descărcare pe parcurs.

Figura 3.1. Schema constructivă a unui transportor cu bandă [11]

1.Carcasă de evacuare, 2.Tobă de acţionare, 3.Bandă, 4.Role superioare, 5.Suport role,

6.Pâlnie alimentare, 7.Tobă de întindere, 8.cărucior, 9.Cablu de întindere, 10.Rolă de

ghidare, 11.Contragreutate, 12.Cadru sistem întindere, 13.Suport cap întindere, 14.Role

inferioare, 15.Motor electric, 16.Construcţie metalică, 17.Cuplaj, 18.Reductor, 19.Material

transportat

Avantaje şi dezavantaje ale transportoarelor cu bandă:

Transportoarele cu bandă au o construcţie simplă, greutate mică, siguranţă în

funcţionare şi consum redus de energie [10].

37

Principalele dezavantaje ale transportoarelor sunt următoarele: unghi de înclinare

mic, durată de funcţionare şi viteză de deplasare a benzii relative reduse, produc praf în

timpul funcţionării ( în cazul transportoarelor pulverulente). [10]

Construcţia benzii:

Banda este organul flexibil de tracţiune şi în acelaşi timp organul purtător al

materialului ce urmează a fi transportat. Ea este confecţionată din cauciuc cu inserţii din fire

chimice (poliester ta urzeală şi poliamidă ta bătătură), simbolizate conform STAS 8983-75;

PES/PA 125; PES/PA 160; PES/PA 250; PES/PA 400 în care cifrele reprezintă rezistenţa la

rupere în N/mm pe o inserţie în bandă finit conform STAS 2077/1-85 [10].

Inserţiile textile au grosimea de 1,2 - 3 mm, iar stratul de cauciuc dintre ele este de

0,2 - 0,3 mm. Inserţiile cu grosime mică sunt de forma unei ţesături, iar când au grosime

mare au urzeala formată din cord textil cu răsucire dublă. Rândurile de cord textil sunt legate

între ele prin fire transversale (bătătură) comună. Benzile cu cabluri din oţel au de obicei pe

ambele părţi 1-2 inserţii care au rolul de a prelua loviturile din partea bucăţilor de material,

de a asigura rezistenţa transversală a benzii şi de a proteja cauciucul împotriva tăierii de

către cabluri la trecerea peste tambure. Inserţiile din material textil pot fi formate dintr-o

singură bucată înfăşurată în spirală sau reduse treptat în zona centrală pentru a mări

elasticitatea benzii [10].

Lăţimile nominale ale benzilor cu inserţii textile sunt: 400 mm, 500 mm, 650 mm,

800 mm, 1000 mm, 1200 mm, 1400 mm, 1600 mm, 1800 mm, 2000 mm.

Pentru a realiza o bandă fără sfârşit pe o anumită lungime, capetele benzii trebuiesc

înnădite. Această operaţie se poate face pe cale mecanică sau prin vulcanizare. Înnădirea

mecanică trebuie să asigure flexibilitatea benzii atât în sens longitudinal cât şi transversal.

Se foloseşte legătura prin balamale sau eclise fixate de benzi prin nituri sau şuruburi [10].

La acest mod de înnădire a benzii, găurile pentru nituri constituie concentratori de

tensiuni şi micşorează rezistenţa la tracţiune a benzii. Acest dezavantaj este înlăturat la benzile

îmbinate prin vulcanizare. Îmbinarea prin vulcanizare poate fl realizată la cald (cel mai

frecvent) sau la rece. Îmbinarea benzilor cu inserţii prin vulcanizare se realizează prin tăierea

capetelor în trepte şi suprapunerea acestora [10].

38

Tabel 3.1. Dimensionarea benzilor [10]

Lăţimea benzii,B[mm]

300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600

Nr. Straturilor de �esătură

3-4 3-5 3-6 3-7 4-8 5-10 6-12 7-12 8-13

Figura 3.2. Sec�iuni ale benzilor textile cauciucate [11]

1-înveliş de cauciuc cu rol de suprafaţă de lucru; 2-ţesătură de apărare (ce poate lipsi), 3-

strat de rezistenţă la tracţiune; 4–inserţii textile; 5-strat de cauciuc cu rol de suprafaţă de

sprijin; 6-plasă de sârmă; 7-strat de azbest; 8-cabluri metalice.

Soluţii constructive ale tamburului de antrenare:

Antrenarea benzilor se face, în general, cu ajutorul unui tambur mai rar cu doua

tambure de antrenare. Pentru mărirea aderenţei dintre tambur şi bandă, suprafaţa tamburului

se acoperă cu un strat de cauciuc de 15-20 mm grosime fixat cu şuruburi cu cap înecat sau

prin vulcanizare. Un exemplu constructiv de tambur este prezentat in figura 3.3., construit

dublu conic pentru a asigura centrarea benzii [10].

Figura 3.2. Tambur de antrenare al transportorului cu bandă TB

Tamburele de antrenare se pot

întărită. Varianta întărită are grosimea mantalei şi diametrul arborelui mai mare decât la

variant normal pentru sarcini şi moment mai mari decât cele pentru tambure normale.

Principalele dimensiuni ale tabm

prezentate in tabelul 3.2. (conform STAS 7541

39

Figura 3.2. Tambur de antrenare al transportorului cu bandă TB

Figura 3.3. Tambur de antrenare [10]

Tamburele de antrenare se pot executa în doua variante constructive: normal şi

Varianta întărită are grosimea mantalei şi diametrul arborelui mai mare decât la


Principalele dimensiuni ale tabmurelor de antrenare, în funcţie de lăţimea benzii sunt

(conform STAS 7541-86)

Figura 3.2. Tambur de antrenare al transportorului cu bandă TB-500FF [10]

nstructive: normal şi

Varianta întărită are grosimea mantalei şi diametrul arborelui mai mare decât la


urelor de antrenare, în funcţie de lăţimea benzii sunt

40

Tabel.3.2. Principalele dimensiuni ale tamburelor de antrenare [10]

Lăţimea benzii

B (mm)

Dimensiunile tamburuluiLăţimeabenziiB(mm)

Dimensiunile tamburului

D (mm) L (mm) D(mm) L (mm)

400250 ; 320400 ; 500

500

1200400;500630;800

1000;1250 14001400

500250; 320400 ; 500

600

650250;320400; 500

630750 1400

500;630800;1000 1250;1400

1600

800400 ; 500630; 800

950 1600500;630

800;1000 1250; 1400

1800

Soluţii constructive ale tamburelor libere:

Tamburele libere pot fi utilizate ca tambure de întoarcere a bentii de transport

(simbol TLL), tambure de deviere (simbol TDL) în scopul măririi unghiului de înfăşurare a

benzii pe tamburul de antrenare sau tambure de întindere a benzii de transport (simbol TLS).

Aceste tambure se rotesc liber pe ax şi nu sunt prevăzute cu strat adeziv [10].

Tamburul liber se execută în două variante: normală şi întărită. În varianta întărită,

tamburele au grosimea mantalei şi diametrul axului mai mare decât cele normale şi se

folosesc în cazul unor sarcini şi moment mai mare decât cele pentru tambure normale [10].

Figura 3.4. Construcţia tamburului de întindere [10]

Principalele dimensiuni ale

prezentate în tabelul de mai jos (conform STAS 7540

Tabel 3.3. Principalele dimensiuni ale tamburelor de întindere [10]

Lăţimea benzii B(mm)


D(mm)

400200; 250 320; 400

500200; 250 320; 400

650200; 250 320; 400

500

800250; 320 400; 500

630

1000

250; 320 400; 500 630; 800

1000

41

Figura 3.4. Construcţia tamburului de întindere [10]

Principalele dimensiuni ale tamburelor de întindere în funcţie de lăţimea benzii sunt

prezentate în tabelul de mai jos (conform STAS 7540 - 86):


Dimensiunile tamburului Lăţimea

benzii B(mm)

Dimensiunie tamburului

D(mm) L(mm) D(mm)

200; 250 320; 400

5001200

250; 320400; 500630; 800

1000; 1250200; 250 320; 400

600

200; 250 320; 400 750 1400

320; 400500; 630

800; 1000 1250

250; 320 500 950

1600

320; 400500; 630

800; 10001250

250; 320 400; 500 630; 800;

10001150

tamburelor de întindere în funcţie de lăţimea benzii sunt


nsiunie tamburului

L(mm)

1400

800; 1000 1600

1800 (2000)

42

Figura. 3.5. Tambur de întoarcere [10]

Tabel. 3.4. Principalele dimensiuni ale tamburelor de întindere ale transportoarelor cu

întinzător cu şurub [10]

Lăţimea benzii

B (mm)

Dimensiunile tamburuluiLăţimea

benzii

B(mm)


D(mm) L (mm) D(mm) L (mm)

400200; 250

320; 400500 1000

320; 400

5001150

500200; 250

320; 400600 1200

320; 400

5001600

650

200; 250

320; 400

500

750 1400 400 1600

800320 ; 400

500950 1600 400 1800

43

Soluţii constructive ale rolelor de susţinere a benzii:

Datorită propriei greutăţi şi a materialelor pe care le transportă, este necesar ca

trasnportorul sa fie prevăzut , în intervalul celor doua tambure de înfăşurare, cu organe

pentru susţinerea benzii. Aceste organe pot fi: tabliere, role sau combinaţii de tabliere cu

role. Rolele de susţinere sunt mai avantajoase din punct de vedere constructiv. Suporturile

pentru role pot fi: suport normal şi suport întărit. Suportul întărit are capacitatea portantă cu

60 % mai mare decât suportul normal. După modul de utilizare se deosebesc: suport de

traseu, suport de trecere şi suport de autocentrare.

Rolele se execută turnate sau în construcţie sudată, montându-se de obicei libere pe

ax, prin intermediul rulmenţilor, mai rar pe lagăre de alunecare [11].

În figura 3.6a se prezintă montajul unei role pentru susţinerea benzii cauciucate, iar

în figura 3,6b este prezentat montajul unei role pentru susţinerea benzii din oţel [11].

a B

Figura.3.6. Montajul rolelor de susţinere a benzii [11]

La transportul materialelor vărsate cu ajutorul benzilor cauciucate, pentru ramura

încărcată în cazul benzilor cu lăţimi mai mari de 780 mm se folosesc reazeme cu trei role.

Transportoarele din silozuri au în general banda sub formă de jgeab, banda fiind îndoită

numai pe ramura încărcată (activă) în care încape mai mult produs decât pe banda plată.

Ramura activă se sprijină pe trei role de susţinere, iar ramura de întoarcere pe o rolă simplă

[11].

44

Figura 3.7. Reazem pe 3 role [11]

Rolele de susţinere se montează la o distanţă de circa 1,5 m pe lungimea benzilor cu

lăţimi cuprinse între 400 şi 800 mm. La lăţimi între 1000-1600 mm distanţa dintre role se

micşorează la circa 1,2-1,3 m.

Tabelul 3.5. Dimesiunile rolelor de susţinere a benzii [11]

Tipul rolei Dimensiunile rolei Lăţimea benzii B [mm]

300-600 800-

1000

>1000

Role pe rulmenţi, pentru

benzi cauciucate

Diametrul [mm] 76-108 108-160 108-160

Lungimea mm] B + 100 B + 150 B + 200

Idem lagăre de alunecare Diametrul [mm] 200 200 200

Role pentru benzi de oţel Diametrul [mm] 180-300 180-300 180-300

Pentru sarcini în bucăţi cu o greutate mai mare de 500 N, distanţa se alege astfel

încât sarcina să se sprijine pe cel puţin două role. Pentru sarcini cu greutăţi cuprinse între

100 şi 500 N, distanţa dintre role se alege 800 mm, iar pentru sarcini mai mici se alege 1000

mm [11].

Pentru susţinerea părţii descărcate se va alege în cazul sarcinilor în bucăţi, distanţa

dintre role egală cu 2000-3000 mm, iar pentru cele mărunte 2500-3000 mm [11].

În cazul benzilor din oţel distanţa dintre role se alege în funcţie de greutatea

încărcăturii pe metru liniar de bandă, conform recomandărilor din tabelul 3.6.

45

Tabelul 3.6. Distanţa dintre role în cazul benzilor din oţel [11]

Greutatea încărcăturii [N/m]

50 75 90 135 220 500

Pasul rolelor

Pentru partea

încărcată

3000 2500 2000 1500 1000 580

Pentru partea

neîncărcată

4000

Atât pentru benzile cauciucate cât şi pentru cele metalice, distanţa dintre role la locul

de încărcare a materialului pe bandă se ia de obicei de două ori mai mică decât cea normală.

3.3.Transportoare cu raclete

Transportoarele cu raclete sunt instalatii de transport continuu, cu unul sau doua

organe flexibile de tractiune (cablu sau lant) pe care sunt fixate la intervale egale niste

organe de lucru numite raclete [10].

Productivitatea acestor transportoare poate atinge 200 t/h, pentru trasee cu lungimi

de până la 100 m. Înălţimea pe verticală a transportoarelor nu depăşeşte 30 m.

În funcţie de natura sarcinilor şi de productivitate, viteza lanţului poate fi 0,2 – 0,6

m/s [10].

Domeniu de utilizare:

transportul sarcinilor vărsate în interiorul secţiilor de producţie şi între acestea şi

depozite;

transportul sarcinilor cu curgere liberă (gravitaţională), descărcarea silozurilor şi

umplerea depozitelor;

dozarea volumică şi amestecarea preliminară a diferiţilor ingredienţi;

operaţii de încărcare descărcare a vagoanelor de cale ferată şi a vapoarelor.

Sarcinile transportate sunt: cereale şi produse prelucrate din acestea, ingredientele

nutreţurilor combinate, seminţe oleaginoase, malţ, sare, zahăr, cafea, cacao etc [12].

46

Figura 3.8. Transportor cu raclete [9]

Clasificarea trasportoarelor cu raclete:

Clasificarea transportoarelor cu bandă se poate face după mai multe criterii:

1) Din punct de vedere funcţional:

Transportoare cu raclete cu flux continuu de material;

Transportoare cu raclete cu flux discontinuu de material [10].

2) După cinematic organului de tracţiune:

Cu mişcarea lanţului într-un singur plan orizontal în circuit închis;

Cu mişcarea lanţului în două plane orizontale suprapuse, cu mişcarea lanţului

într-un plan înclinat [10].

3) După modul de folosire:

Transportoare cu raclete fixe;

Transportoare cu raclete deplasabile (mobile) [10].

Avantaje şi dezavantaje ale transportoarelor cu raclete:

Transportoarele cu raclete au o construţie simplă, permit deplasarea materialului sub

un unghi de înclinare faţă de planul orizontal, transportul sarciniilor inchise fără praf,

posibilitatea încărcării şi descărcării gravitaţionale, fără folosirea unor dispozitive speciale în

diferite puncte pe lungimea transportorului; posibilitatea transportului sarcinilor pe trasee

combinate fără supraîncărcarea punctelor in care se modifică sensul de deplasare; rigiditatea

construcţiei jgheabului; simplitatea construcţiei ansamblelor transportorului, produsele în

transportor nu se amestecă şi nu se separă [10].

47

Principalele dezavantaje ale transportoarelor cu raclete sunt: rezisetenţe mari la

deplasarea sarcinilor, consum de energie ridicat, uzură rapidă a organelor de tracţiune şi a

jgheabului, vătămarea materialelor transportate ca urmare a prinderii lor între raclete şi

jgheab [10].

Figura 3.9. Transportor cu raclete [12]

Transportorul se compune din unul sau două jgheaburi fixate la cadrul 5. Elementul

de tracţiune este construit dintr-o pereche de lanţuri 4, la care sunt fixate racletele 7.

Lanţurile înfăşoară roţile de lanţ motoare 3 şi pe cele de întindere 9. Acţionarea

roţilor motoare se realizează prin transmisia mecanică compusă din motor electric 20,

reductor 21, cuplajele 22, transmisia cu roţi dinţate 17 ce antrenează arborele 19 pe care se

află roţile stelate motoare, care se execută cu 6 sau 8 dinţi. Întinderea lanţului se realizează

cu ajutorul dispozitivului de întindere cu şurub 10, care acţionează asupra casetelor lagărelor

11, în care se reazemă arborele roţilor de întindere. Rolele lanţului ghidează pe şinele 6

sudate de profilele U sau L, care la rândul lor sunt fixate de cadrul transportorului [12].

Organul de tracţiune este constituit din lanţuri de diferite construcţii, în special

lanţuri articulate cu eclise şi bucşe sau lanţuri articulate cu eclise bucşe şi role; lanţuri de

48

tracţiune cu zale demontabile turnate sau matriţate pe care se montează racletele. În unele

cazuri, racletele sunt forjate împreună cu eclisele lanţului [12].

În cazul lanţurilor articulate pasul lanţului este de 200-400 mm. Pasul lanţului ne

fiind egal cu cel al racletelor, lungimea totală a lanţului trebuie să fie un multiplu al pasului

racletelor. Pasul racletelor este un multiplu al pasului lanţului, în general pasul racletelor

este de două ori pasul lanţului [12].

Jgheabul de transport, realizat din tronsoane de 4-5 m lungime, are secţiune

dreptunghiulară sau trapezoidală. El se construieşte din tablă de oţel de 4-6 mm, în funcţie

de granulaţia materialului transportat. Cele cu secţiune trapezoidală au avantajul că

micşorează rezistenţa de deplasare a materialului transportat [12].

Fundul jgheabului este executat din tablă groasă, pentru a rezista uzurii pe care o

produc materialele şi lanţul în timpul transportului. Plăcile de fund se pot înlocui cu uşurinţă

în caz de uzură, fiind prinse cu şuruburi. Pe fundul jgheabului se găsesc montate ramele

şuberelor , prin care deversează produsele. Pentru ca lanţul să nu aibă o frecare prea mare pe

fundul jgheabului, acesta este susţinut şi ghidat de o şină centrală, montată pe fund. Unele

raclete ale lanţului sunt prevăzute la distanţe egale, cu un adaos de bandă de cauciuc care se

sprijină pe fundul de tablă, în vederea antrenării resturilor de produs din jgheab [12].

La partea superioară, jgheabul are o şină longitudinală care formează ghidajul şi

suportul firului de lanţ de întoarcere [12].

Lanţuri cu raclete:

La transportoarele cu raclete se folosesc în principal, lanţuri cu eclise şi bolţuri, cu

eclise bucşe şi role şi cu cârlig. Racletele pot fi dintr-o bucată cu eclisă sau fixate pe acestea.

Foarte utilizate la transportoarele cu raclete sunt lanţurile cu eclise, bucşe şi role ai căror

parametri constructivi şi functionali sunt prezentaţi în tabelul 3.7 [10].

49

Tabel 3.7. Parametrii constructivi si funcţionali ai lanţurilor cu eclise, bucşe şi role [10]

Parametri, mm

Construcţie simetrică Construcţie asimetricăCu dezaxare mică

Cu dezaxare mare

Cu dezaxare mică

Cu dezaxare mare

t 19,05 38 38 38d 12 16 16 16d1 7 6,5 6,5 7c 12,9 22 22 22c1 20 52 26 26c2 - 30 - 32l1 8 8 8,5 10l2 15 - 18 -l3 - 8 - 4b 18,5 21,5 21,5 23b1 16 - 17 -e 2,5 3 3 3h1 - 20 - 50

Fr, kN 17,5 30 51 35ρ1’, kg/m 1,9 2 2 2

Eclisele se execută prin stanţare din tablă de oţel OL 60 sau OLC 45. Bolţurile sunt

executate din OL 50 sau OLC 45 cu capetele nituite. Bucsele si rolele se executa din OLC

15, OLC 20 si se cementeaza. Eclisele si bolturile se calesc astfel ca duritatea lor sa ajungă

la 40-50 HRC. Lanţurile cu eclise, bucşe şi role asigură o forţa de tracţiune foarte mare în

comparaţie cu celelalte tipuri de lanţuri. O altă categorie de lanţuri frecvent utilizate la

transportoarele cu raclete o formează lanţurile cu cârlige executate prin ştanţare sau prin

turnare (tip Ewarth), STAS 2577-67 [10].

Racletele se execută din oţel (tablă sau profile laminate), fontă maleabila, lemn, mase

plastice, pânză cauciucată. Secţiunea transversală a racletelor corespunde sectiunii

jgheabului prin care se face transportul materialului şi poate fi : dreptunghiulară,

trapezoidală, circulară. Racletele pot fi montate simetric sau asimetric faţă de axa

longitudinală a lanţului, axat sau dezaxat faţă de planul de mişcare al lanţului. Pasul

racletelor este un multiplu al pasului lanţului si se alege din condiţia de umplere şi de

rezistentă a îmbinării lanţ-racletă [10].

Transportorul poate avea un singur lanţ cu raclete sau mai multe lanţuri. În acest din

urmă caz, racletele se fixeaza la zalele a doua lanţuri vecine.

50

Tabel 3.8. Valorile recomandate pentru dimensiunile racletelor [10]

Materialul transportat Dimensiunile racletelor, mmB h

Seminţe şi spice de cereale

120 30 ; 40 ; 50 ; 60130 40 ; 50 ; 60 ; 70140 40 ; 50 ; 60 ; 70 ; 80150 50 ; 60 ; 70 ; 80

Ştiuleţi de porumb280 70 ; 80 ; 100 ; 140300 75 ; 120 ; 150

Nutreţ însilozat300 75 ; 120 ; 150340 100 ; 120 ; 150 ; 175400 100 ; 120 ; 150 ; 180 ; 200

Roţile de lanţ:

Roţile de antrenare şi întindere precum şi roţile de ghidare se execută din fontă

cenuşie Fc 20 si FC 30. Suprafaţa de lucru a dinţilor trebuie să aibă o duritate HB > 360 ceea

ce se obţine printr-un tratament termic de călire şi revenire. Pentru transportoarele cu raclete

se folosesc roţi turnate cu dinţii neprelucraţi şi mai rar cu dinţi prelucraţi prin frezare [10].

Tabel 3.9. Principalii parametri constructivi ai roţilor pentru lanţurile transportoarelor [10]

ParametriDimensiunile pasului, ps (mm)

19,05 25,4 30 38 41,3Grosimea

dintelui S (mm)5,5 7 9 12 14

Raza deracordare r

(mm)

6 8 8 8 8

Soluţii constructive ale transportorului cu raclete:

Transportor cu raclete tip TR-5:

Este destinat pentru transportul carbunelui din abataje frontale scurte si lungi,

preabataje şi galerii, permitând şi lucrul în ansamblu cu combine miniere [13].

Figura 3.10. Transportor cu raclete tip TR-5 [13]

51


Caracteristici tehnice- debit maxim fară paravane t/h 280 la viteya de 0,8 m/s

250 la viteya de 1 m/s- viteza lanţului m/s 0,8;1

- numarul lanţurilor buc 2- tipul lanţului - 18 x 64

- puterea instalată kW 1 x 45; 2 x 45;- lungimea maximă de transport m 60; 120;180;230

- masa netă kg **

Transportor cu raclete tip TR-3:

Este destinat pentru transportul carbunelui din abataje frontale scurte şi lungi,

preabataje şi galerii [13].

Figura 3.11 Transportor cu raclete tip TR-3 [13]


Caracteristici tehnice

- debit maxim fară paravane t/h 150

- viteza lanţului m/s 0,8

- numarul lanţurilor buc 2

- tipul lanţului - 18 x 64

- puterea instalată kW 1 x 22; 2 x 22

- lungimea maximă de transport m 60; 120

- masa netă kg **

Transportorul cu raclete MTF

Transportorul este format din unul sau mai multe lan

tracţiune pe care se fixează la o anumită distanţă niş

forma corespunzătoare secţ

transportă materialele. Jgheaburile au, de

dreptunghiulară sau trapezoidală putând fi deschise sau complet închise. Lanţurile sunt

antrenate de către doua roţi de lanţ montate pe un arbore, în zona de descărcare a

transportorului, în zona de încărcare existâ

rolul de a întinde lanţul [10].

Deplasarea materialului în lungul jgheabului are la bază proprieta

forfecare a materialului de către raclete este mai mare decât rezistenţa datorată

acestuia de pereţii jgheabului. Acest lucru este posibil daca viteza racletelor este mai mica

de 0,2 – 0,3 m/s. Acţionarea transportoru

un motor electric şi o transmisie mai complexă

transmisie cu lanţ), dacă transportorul este de tip staţ

maşinii dacă acesta face parte din componenţa unei maş

Pentru a obţine viteze diferite de transport, transmisia este

modificării raportului de transmitere la arborele de antrenare.

Figura 3.12.Construcţia arborelui de antrenare al

52

Transportorul cu raclete MTF-2,5:

Transportorul este format din unul sau mai multe lanţuri care constituie organul de

tracţiune pe care se fixează la o anumită distanţă nişte palete sau corniere (r

secţiunii transversale a jgheabului prin care lanţul cu raclete

Jgheaburile au, de obicei, secţiunea transversală de formă


ua roţi de lanţ montate pe un arbore, în zona de descărcare a

transportorului, în zona de încărcare existând alte doua roţi de lanţ montate pe arbore care au

.

Deplasarea materialului în lungul jgheabului are la bază proprietatea ca rezistenţ

forfecare a materialului de către raclete este mai mare decât rezistenţa datorată

ii jgheabului. Acest lucru este posibil daca viteza racletelor este mai mica

ionarea transportorului se face de la un grup de acţionare

un motor electric şi o transmisie mai complexă (reductor, o transmisie cu curele ş

lanţ), dacă transportorul este de tip staţionar independent, sau de la transmisia

rte din componenţa unei maşini agricole [10].

ine viteze diferite de transport, transmisia este prevazută cu posibilitatea

rii raportului de transmitere la arborele de antrenare.

Figura 3.12.Construcţia arborelui de antrenare al transportorului cu raclete al instalaţiei

MTMF-2,5 [10]

care constituie organul de

te palete sau corniere (raclete) care au

sale a jgheabului prin care lanţul cu raclete

obicei, secţiunea transversală de formă


ua roţi de lanţ montate pe un arbore, în zona de descărcare a

e pe arbore care au

tea ca rezistenţa la

forfecare a materialului de către raclete este mai mare decât rezistenţa datorată frecării

ii jgheabului. Acest lucru este posibil daca viteza racletelor este mai mica

ionare format dintr-

smisie cu curele şi/sau o

endent, sau de la transmisia

prevazută cu posibilitatea

transportorului cu raclete al instalaţiei

53

Principalele avantaje şi dezavanataje ale transportorului MTMf-2,5:

Acesta are o construcţie relativ simplă, posibilitatea deplasării sarcinii pe trasee sub

orice unghi de înclinare faţă de orizontală [10].

Dezavantaje: Rezistenţe mari la deplasarea sarcinilor, consum ridicat de energie,

uzură rapidă a organului de tracţiune şi a jgheabului, vătămarea materialului transportat ca

urmare a prinderii între raclete şi jgheab [10].


vitezele transportului de alimentare m/s 0,066; 0,65

puterea motorului electric de acţionare transportor

kW 1,5

turaţia motorului electric de acţionare transportor

rot/min 1000

raportul de reducere al reductorului - 33,6diametrul şaibei conducătoare de la

motorul electricmm 80

diamentrul roţii conduse a transmisiei cu curele

mm 95; 120

numărul de dinţi al roţilor transmisiei cu lanţ

- 1=17; 2=30

lungimea/lăţimea transportorului mm 2290/472

54

CAPITOLUL 4. Soluţia constructivă adoptată a staţiei de epurare a

apelor uzate

4.1.Prezentarea staţiei de epurare a apelor uzate pentru 50 000 de locuitori

În vederea epurării, staţia are următorul flux:

Treapta de epurare mecanică, cu grătar cilindric fix, staţie automată de pompare,

instalaţie compactă de pretratare ( deznisipare şi separare grăsimi ), decantor

primar.

Treapta de epurare biologică, cu bazin de aerare, decantor secundar, staţie de

pompare.

Figura 4.1. Schema tehnologică a staţiei de epurare [2]

Avantajele staţiei de epurare:

Construc�ie din materiale anticorozive �i echipamente fiabile. Construc�ie compactă. Siguran�ă în func�ionare. Flexibilitate mare a procesului. Eficien�ă ridicată a tratării, în acord cu normele europene. Func�ionare automată. Transmitere la distan�ă a parametrilor de func�ionare.

55

Comandă de la distan�ă a sta�iei. Aplicabilitate atât pentru apele menajere cât �i pentru cele industriale.

4.2.Echipamentele şi procesele utilizate în staţia de epurare

4.2.1. Epurarea mecanică:

Statia de pompare:

Staţia de pompare apă uzată – este echipată pentru debitul Q = 30920 m 3 /zi şi este

compusă din două unităţi de pompare prefabricate complet automatizate echipate cu

electropompe submersibile tip DGI 65 (1A+1R) (fig. 4.2), sunt amplasate la intrarea în staţia

de epurare, fiind precedate după cum se observa în schema tehnologică de grătarele. Acestea

funcţionează intermitent respectând STAS-ul 12594/87 care prevede pentru ca dacă staţia de

pompare este prevăzuta cu 1-3 agregate în funcţiune, trebuie să aibă un agregat în rezervă.

Parametrii principali ai staţiei de pompare sunt înălţimea de pompare H şi debitul de apă

uzată Q.

Q = 60 m 3 /h ; H = 8 mCA ; P = 2,2 Kw ; Vutil = 2,4mcl ;

Figura 4.2 - Unitate de pompare automatizată echipată cu electropompă submersibilă tip

DGI 65 [18]

56

Instalatie de sitare cu gratar cilindric fix:

Echipamentul de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontală este compus din

următoarele subansambluri principale (fig. 4.3.): grătarul cilindric cu mecanism de curăţare

cu greblă rotativă (poziţia I), transportorul-compactor (poziţia II), instalaţia de spălare a

reţinerilor (poziţia III) şi instalaţia de automatizare [8].

Figura 4.3. Echipament de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontal [8]

Grătarul cilindric este format din următoarele părţi componente:

- cadrul 1 care este compus din două rame cilindrice, una deschisă, în partea anterioară, şi una opacă în partea posterioară, legate între ele prin mai multe traverse care se constituie ca suporturi de fixare pentru barele grătarului;

- grătarul propriu-zis 2 care este format din rame cilindrice cu secţiune dreptunghiulară (fig. 4.4) dispuse paralel în lungul axei cadrului, astfel încât să se asigure distanţele impuse dintre bare, (la varianta constructivă din figura 4.3 în zona superioară a grătarului cilindric barele sunt întrerupte);

- sistemul de curăţare a grătarului format din grebla 3, acţionată prin intermediul braţului 4 de la arborele melcului transportorului-compactor şi curăţitorul 5 care are rolul de a degaja grebla de impurităţile transportate şi de a ale dirija în gura de alimentare a transportorului-compactor [8].

57

Figura 4.4. Dispunerea şi profilul barelor grătarului fix [8]

Transportorul compactor:

Transportorul-compactor (fig. 4.3) are o construcţie similară cu cel de la

echipamentul de sitare cu grătar plan şi greblă de curăţare pe lanţuri, fiind compus din

următoarele subansambluri:

- gura de alimentare 6 în care sunt deversate impurităţile reţinute de către grătar, care este

plasată în interiorul grătarului cilindric;

- jgheabul cilindric închis 7 care se găseşte în continuarea gurii de alimentare;

- melcul 8, care are pasul constant în zona gurii de alimentare şi în partea anterioară a

jgheabului cilindric, după care pasul melcului devine variabil, micşorându-se în sensul de

înaintare a materialului transportat, având ca efect presarea materialului, realizându-se astfel

deshidratarea şi compactarea acestuia; în zona de variaţie a pasului melcului, în jgheabul

cilindric sunt prevăzute orificii de evacuarea a apei, care este colectată în mantaua 9 şi

dirijată prin conducta 10 în canalul în care este montat grătarul cilindric;

- gura de evacuare 11 prin care materialul deshidratat şi compactat este deversat în pubela

12 (pentru creşterea igienei, între gura de evacuare a transportorului-compactor şi gura

pubelei, poate fi prevăzută o protecţie cu folie 13);

- motorul electric 14 şi transmisia 15 care acţionează arborele melcului transportorului-

compactor şi, prin intermediul acestuia, grebla sistemului de curăţare a grătarului [8].

Instalaţia de spălare a reţinerilor, poziţionată în zona gurii de alimentare a

transportorului-compactor, este formată din conductele 16 de transport a apei sub presiune,

prevăzute cu duze care realizează jeturi dirijate de spălare.

58

Funcţionarea echipamentului de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontală este

următoarea: apa uzată intră în interiorul grătarului cilindric pe direcţie axială, prin rama

cilindrică anterioară a acestuia şi iese pe direcţie radială prin zona submersă a suprafeţei

cilindrice a grătarului, impurităţile grosiere din apa uzată fiind reţinute pe suprafaţa activă

interioară a grătarului cilindric. De aici, acestea sunt raclate de grebla rotativă a sistemului

de curăţare, care le antrenează către partea superioară a grătarului cilindric de unde sunt

deversate în gura de alimentare a transportorului-compactor prin intermediul curăţitorului

greblei. În zona gurii de alimentare a transportorului-compactor reţinerile sunt spălate

energic cu jeturi dirijate de apă sub presiune, pentru îndepărtarea fecalelor şi substanţelor

organice solubile, după care, în interiorul transportorului-compactor, sunt transportate,

deshidratate şi compactate, şi apoi evacuate în pubele, containere sau instalaţii de transport

[8].

Funcţionarea acestui echipament este comandată de instalaţia sa de automatizare

astfel: dacă diferenţa dintre nivelele apei, din amontele, respectiv avalul grătarului, în

canalul în care acesta este montat, are valori superioare unei valori de referinţă, înseamnă că

suprafaţa activă a grătarului este îmbâcsită cu reţineri şi este comandată punerea în funcţiune

a greblei de curăţare şi a transportorului-compactor; dacă diferenţa dintre nivelele apei din

amontele, respectiv din avalul grătarului are valori inferioare valorii de referinţă, înseamnă

că suprafaţa activă a grătarului cilindric este curată, instalaţia de automatizare comandând

oprirea mecanismul de curăţare cu greblă şi a transportorul-compactor [8].

Pentru instalare, echipamentele de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontală

necesită canale (uzual, cu secţiune dreptunghiulară), cu radierul orizontal sau cu pantă de

1%, în care sunt plasate pe direcţia longitudinală a canalului, cu o înclinare a axei grătarului

şi transportorului –compactor cu un unghi de 30 – 35º faţă de orizontală [8].

Deznisipator cu sectiune dreptunghiulara cuplat cu deversor proportional:

Deznisipatoarele longitudinale cu secţiune dreptunghiulară şi colectare mecanică/

hidraulică sunt compuse din următoarele componente principale (fig. 4.5 ): compartimentele

de deznisipare (poziţia I), deversorul proporţional (poziţia II), podul rulant de colectare a

nisipului (poziţia III), sistemul de evacuare şi spălare a nisipului (poziţia IV) şi jgheabul

drenant longitudinal pentru deshidratarea nisipului (poziţia V) [8].

59

Compartimentele de deznisipare 1 sunt construite din beton armat şi au, în secţiune

transversală, formă dreptunghiulară. În cazul în care deznisipatorul este prevăzut cu sistem

de colectare mecanică a nisipului, în partea dinspre amonte a compartimentelor de

deznisipare sunt prevăzute başele 2 [8].

La acest tip de deznisipatoare, compartimentele de deznisipare sunt prevăzute cu

deversoare proporţionale care au următoarele funcţiuni: menţinerea unei viteze orizontale

medii constante a curentului de apă uzată prin compartimentele de deznisipare, indiferent de

valoarea debitului; determinarea facilă a valorii debitului curentului de apă care străbate

compartimentul de deznisipare, pe baza unui singur parametru şi anume înălţimea lamei de

apă de pe deversor. Deversorul proporţional este de forma unui ecran 3 în care este

prevăzută o decupare cu un contur de o formă specială [8].

Podul rulant de colectare a nisipului 4 este compus din platforma 5, sistemul de

rulare 6, sistemul de propulsie 7 care asigură deplasarea podului rulant şi, după caz, cu

sistemul 8 de colectare mecanică cu lamă racloare a nisipului sau cu sisteme hidraulice de

colectare – evacuare a nisipului (prin pompare sau prin sifonare) care la deplasarea podului

rulant îl absorb de pe radierul deznisipatorului şi îl transportă şi evacuează hidraulic în

jgheabul drenant de deshidratare a nisipului plasat adiacent deznisipatorului. Un pod rulant

poate deservi simultan unul sau mai multe compartimente de deznisipare. În cazul când

deserveşte simultan mai multe compartimente de deznisipare, podul rulant este echipat cu

sisteme de colectare/colectare – evacuare a nisipului poziţionate corespunzător pentru

fiecare compartiment de deznisipare în parte şi care pot fi comandate independent [8].

În cazul în care compartimentele de deznisipare sunt dotate cu sisteme de colectare

mecanică, nisipul este strâns în başele din amontele compartimentelor de unde este evacuat

prin pompare prin intermediul unor pompe 9 aflate în cămine adiacente başelor şi evacuat

prin sistemele de conducte 10 în jgheaburile de deshidratare 11. În anumite cazuri sunt

prevăzute şi instalaţii de spălare 12 în care, înainte de evacuarea în jgheaburile de

deshidratare, nisipul este spălat în scopul îndepărtării particulelor de natură organică [8].

60

Figura 4.5. Deznisipator longitudinal cu secţiune dreptunghiulară cu colectare mecanică şi

evacuare hidraulică a nisipului [8]

Deversor proportional:

Deversorul proporţional este un dispozitiv de măsură cu sensibilitate ridicată (având

variaţii mari ale înălţimii lamei de apă la variaţii mici de debit) şi prezintă avantajul utilizării

unor dispozitive de măsurare a debitului simple şi necostisitoare [8].

Alt avantaj al acestui tip de deversor, în comparaţie cu canalele Parshall, este că se

elimină aliniamentele lungi de canal aval pe care le necesită canalele Parshall, dar au

dezavantajul important al unei pierderi de sarcină mare, cel puţin egală cu lama de apă de pe

deversor, fiind necesar ca la toate construcţiile din aval să se coboare radierul corespunzător

pierderii de sarcină [8].

Separator de grasimi cu insuflare de aer la joasa presiune:

Separatoarele de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune sunt compuse din

următoarele componente principale (fig. 4.6): bazinul separatorului de grăsimi (poziţia I),

instalaţia de insuflare a aerului (poziţia II) [8].

Figura 4.6 Separator de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune

Bazinul separatorului de grăsimi este construit din beton armat, fiind compus din

două sau mai multe compartimente 1 cu secţiune transversală de formă trapezoidală. Apa

uzată este introdusă în compartimente pe sub ecranele scufundate 2. Compartimentele

separatoarelor de grăsimi sunt împărţite în trei zone (o zonă centrală 3 şi două zone laterale

4) prin intermediul pereţilor separatori 5, care sunt prevăzuţi la partea inferioară, pe toată

lungimea, cu ferestre de trecere a apei. În zona centrală, se insufl

locul în care apa este puternic agitată şi în care se realizează procesul de flotaţie a

grăsimilor. Apa şi grăsimile din partea superioară a zonei centrale pătrund în zonele laterale

prin grătarele 6, realizate din şipci de l

de 20 – 50 mm) şi fixate pe pereţii separatori în zona oglinzii apei, care au scopul disipării

energiei apei agitate din zona centrală la trecerea în zonele laterale. Zonele laterale, în care

apa uzată nu se află sub acţiunea bulelor de aer, sunt zone de liniştire în care grăsimile se

acumulează la suprafaţă sub formă de peliculă. Pe părţile laterale ale zonelor de liniştire sunt

61

Separator de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune




aratoarelor de grăsimi sunt împărţite în trei zone (o zonă centrală 3 şi două zone laterale


lungimea, cu ferestre de trecere a apei. În zona centrală, se insuflă aer la joasă presiune, fiind



prin grătarele 6, realizate din şipci de lemn, bare de metal sau plastic (cu lumina dintre bare

50 mm) şi fixate pe pereţii separatori în zona oglinzii apei, care au scopul disipării


nu se află sub acţiunea bulelor de aer, sunt zone de liniştire în care grăsimile se


Separator de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune [8]




aratoarelor de grăsimi sunt împărţite în trei zone (o zonă centrală 3 şi două zone laterale


ă aer la joasă presiune, fiind



emn, bare de metal sau plastic (cu lumina dintre bare

50 mm) şi fixate pe pereţii separatori în zona oglinzii apei, care au scopul disipării


nu se află sub acţiunea bulelor de aer, sunt zone de liniştire în care grăsimile se


62

prevăzute jgheaburile de colectare a grăsimilor 7, în care grăsimile sunt evacuate prin

deversare în urma realizării unui remuu pozitiv în compartimente sau ca urmare a închiderii

gradate a stăvilarelor din aval 8 aferente compartimentelor respective [8].

Pentru colectarea uniformă a grăsimilor, se recomandă ca în lungul pereţilor

deversanţi ai jgheaburilor de colectare a grăsimilor să fie prevăzute lame deversante

metalice sau din material plastic cu dinţi triunghiulari sau trapezoidali, reglabile pe verticală

[8].

Apa separată de grăsimi iese din compartimente pe sub ecranele scufundate 9.

În scopul eventualei izolări a compartimentelor, pentru intervenţii în caz de avarii

sau revizii, pe canalul/conducta de admisie a apei 10 a fiecărui compartiment este prevăzut

stăvilarul (din amonte) 11 [8].

Dispozitivul 12 de insuflare a aerului comprimat de joasă presiune (0,5 – 0,7 atm.) în

apă este plasat în partea inferioară a zonelor centrale ale compartimentelor, asigurând

introducerea în apă a aerului sub formă de bule fine (cu diametrul între 1- 3 mm) [8].

Insuflarea aerului în apă poate fi realizată cu următoarele tipuri de dispozitive:

a – plăci poroase de tip Arcuda, acoperite cu două straturi de pietriş sortat, stratul

inferior de 10 cm grosime din pietriş cu granule de 15 – 30 mm, iar stratul superior de 5 cm

grosime din pietriş cu granule de 7 – 15 mm;

b – blocuri „M” acoperite cu două straturi de pietriş sortat, identice cu cele recomandate

la soluţia precedentă;

c – plăci poroase din sticlă sinterizată cu diametrul porilor de 200 – 400 μm;

d – difuzoare, tuburi sau panouri cu membrană elastică perforată [8].

În cazul dispozitivelor de insuflare a aerului de tipurile a, b şi c aerul comprimat este

furnizat prin conductele perforate de distribuţie 13, amplasate în canivourile longitudinale

14.

Dispozitivele de insuflare a aerului de tipul d, acestea sunt plasate direct pe radierul

zonei active a compartimentelor. Pentru obţinerea unei eficienţe optime de colectare a

grăsimilor insuflarea aerului trebuie să fie continuă [8].

Decantor primar radial:

Alcătuirea decantoarelor radiale a fost derivată de la decantoarele orizontale, rotind

secţiunea lor longitudinală în jurul unui ax vertical ce trece prin peretele amonte; deci sunt

63

decantoare de tip orizontal [8].

Decantoarele radiale sunt bazine de beton armat, având forma circulară în plan, în

care apa introdusă printr-un tub central este distribuită radial şi curge spre periferia

bazinului, unde deversează într-un canal periferic de colectare; de aici, apa este condusă la

prelucrări ulterioare sau evacuată în emisar [8].

Conducta de intrare a apei brute se montează într-un canal acoperit cu dale din beton

prin ridicarea cărora canalul devine vizitabil; operaţia poate fi făcută numai când decantorul

este golit de apă. Conducta de nămol se recomandă să fie de asemenea montată într-un canal

acoperit. Când pământul de fundaţie este macroporic sensibil la înmuiere se recomandă ca

atit conducta de intrare a apei brute cât şi conducta de nămol să se monteze în canale

permanent vizibile. Deşi adâncimea decantoarelor radiale se poate reduce până hi 2,50 -3 m,

în terenuri cu ape freatice la mică adâncime se pot ivi dificultăţi de construcţie [8].

Intrarea apei în cilindrul central trebuie să se facă pe la mijlocul înălţimii medii a

decantorului. Pentru distribuţia uniformă a apei se folosesc diferite sisteme ca : difuzoare,

deschideri verticale în care caz se agaţă de podul rulant un grătar care să provoace liniştirea

şi difuzarea mai rară a apei uzate [8].

Deversorul periferic trebuie să aibă buza orizontală, netedă să fie prevăzută cu dinţi

sau preferabil cu tăieturi triunghiulare pentru a obţine o rertitie uniformă pe toată

circumferinţa. Canalul periferic are fundul în pantă şi este dimensional la o viteză a apei de

circa 0,6 m/s [8].

Figura 4.7. Decantor primar radial [6]

64

Nămolul depus pe fund este împins cu ajutorul unor răzuitoare spre camera de nămol

în interiorul căreia se află dispozitivul de evacuare; acesta se compune dintr-o conducta prin

care nămolul ajunge la un cămin situat lângă decantor unde este transportat la fermentare

sau alte prelucrări [8].

Răzuitoarele sunt mişcate cu ajutorul unui pod mobil de care sunt prinse şi care

pivotează în jurul unui ax fixat pe tubul central. Mişcarea podului cu turaţia 2-3rot/h este

asigurată de un cărucior cu motor electric fixat pe pod [8].

4.2.2. Epurarea biologică

Bazin cu namol activ cu aerare pneumatica:

Bazinul cu nămol activat este alcătuit din: compartimente de aerare, conducte şi

jgheaburi de admisie şi de evacuare a apei şi nămolului activat, sisteme de aerare, sisteme de

reglaj şi de menţinere constantă a nivelului apei (în cazul aerării mecanice).

Aerarea apei este un procedeu utilizat pentru epurarea biologică a apelor uzate

menajere şi orăşeneşti aplicabil la orice debit. Aerarea apei constă în realizare unui amestec

de apă uzată şi nămol activ, care este agitat si aerat. Nămolul activat se prezintă sub forma

unor flocoane mari pe care plutesc şi pe care au loc procesele biologice, analog celor de pe

peliculele ce se formează pe granulele stratului filtrant din filtrele biologice [8].

Aerarea cu nămol activat constituie procedeul superior pentru epurarea biologică a

apelor uzate, datorită siguranţei în stabilirea gradului de epurare a apelor , randamentului

sporit în timpul iernii, timpului de punere în exploatare mai scurt (circa 15 zile) faţă de

filtrele biologice şi absenţei absolute a mirosului şi a muştelor [8].

Distributia apei şi nămolului la bazinele de aerare se face prin jgheaburi sau prin

conducte, prevăzute cu dispozitive de închidere şi reglare, corespunzătoare debitelor

necesare [8].

Bazinele cu nămol activat sunt folosite la epurarea apelor uzate orăşeneşti sau

industriale cu caracteristici similare, în scopul micşorarii, în principal, a cantitaţilor de

substanţe organice şi de materii totale în suspensie. Bazinele cu nămol activat sunt

construcţii descoperite, ce realizează o eficienţă, privind reducerea substanţelor organice, de

60-98% [8].

65

Figura 4.8. Bazin cu nămol activ, cu aerare pneumatică cu bule fine [17]

Decantor secundar longitudinal:

Decantorul secundar este alcătuit din: compartimentele de decantare cu sistemele de

admisie, de distribuţie şi de colectare a apei, precum şi dispozitive de curăţire şi de evacuare

a nămolului, canalele şi conductele aferente (admisia apei, evacuarea apei decantate,

evacuarea nămolului, golirea decantorului şi, după caz, evacuarea materiilor plutitoare).

Timpul de retenţie a apei în decantor corespunde debitului de calcul, şi este de minim

1,5 ore. Evacuarea nămolului se recomandă să se facă continuu, dar dacă nu este posibil

intervalul de timp dintre două evacuari nu trebuie să depăşească patru ore [8].

Figura 4.9. Decantor secundar longitudinal [8]

Staţia de pompare nămol brut

Este o construcţie cu dimensiuni de 5x5m, iar pe verticală este pe trei nivele : bazinul

de recepţie, camera vanelor si sala motoarelor. Staţia are rolul de a pompa nămolul brut

colectat din decantoarele primare, precum şi grăsimile din separatorul de grăsimi în

metantancuri .

66

Staţia de pompare este echipată cu următoarele utilaje :

- pompe submersibile – Q = 25 l/s = 90 mc/h, H =15 mcA, P= 6,5 kW;- un ventilator centrifugal – Q =1500mc/h, H = 45 mcA, P =1,1 kW, n = 3000

rot/min;- un ventilator axial – Q=1500mc/h, P=0,8Kw, n =1500 rot/min;

Refularea nămolului în metantancuri se realizează printr-o conductă Dn =200

mm [18].

67

CAPITOLUL 5. Calculul principalilor parametrii constructivi,

funcţionali şi energetici pentru staţia de epurare a apei şi pentru

transportorul compactor

5.1.Stabilirea debitelor caracteristice de apă uzată ale localităţii

Pe teritoriul localităţii cu 50 000 de locuitori îşi desfăşoară activitatea:

Fabrica de bere

- producţie: 6 3/zi

- personal: 180, dintre care: 10 – birouri; 60 – grupa I; 50 – grupa II; 60 – grupa VI a

- clădiri: 18

- Volumul: 23000 3m

Fabrica de �esut

- producţie: 10 t/zi

- personal: 200 oameni, dintre care: 20 – birouri; 70 – grupa I; 50 – grupa II; 30 – grupa III

a; 30 - grupa IV a

- clădiri: 11

- Volumul max: 19000 3m

Crescătorie de taurine

- 600 de capete, dintre care: 230 – vaci cu lapte; 120 – junici 18 – 27 luni; 75 - viţei 0 – 6

luni; 75 – tineret bovin 6 – 18 luni; 100 – tineret bovin la îngrăşat 6 – 24 luni

- personal: 85 oameni, dintre care: 5 – birouri; 30-grupa I, 50 – grupa II.

- clădiri: 24

- Volumul max : 10000 3m

Combinat agricol de ra�e

- 60000 capete, dintre care: 23000 – raţe adulte; 37000 – boboci;

- personal: 65, dintre care: 5 – birouri; 20 – grupa I; 40 – grupa II

- clădiri: 10

- Volumul max: 9000 3m

68

Staţia de epurare are în componenţă următoarele echipamente tehnologice: instalatie

de sitare cu gratar cilindric fix, deznisipator cu sectiune dreptiunghiulara cuplat cu deversor

proportional, separator de grasimi cu insuflare de aer la joasa presiune, decantor primar

radial, bazin cu namol activ cu aerare pneumatica, decantor secundar radial.

5.1.1. Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului şi cerinţei de apă de

alimentare din zona rezidenţială a centrului populat

Debitul zilnic mediu [ 3/ ]:

ci

ij

jmedzi QiqiNQ ))()((

1000

1

= 000 ( ) ∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( )∙ ( ) + ( ) + + ( ) + ( ) +

în care:

i – indice referitor la necesarul de apă în funcţie de zonele diferenţiate ale localităţii

după gradul de dotare al clădirilor cu instalaţii de apă caldă şi rece (tabelul 5.1); are valori

între 1-5;

j – indice referitor la categoria de necesar de apă şi anume: apă pentru nevoi

gospodăreşti, apă pentru nevoi publice, apă pentru stropit spaţiile verzi, apă pentru stropit

străzi şi spălat pieţe; j are valori între 1-4;

N(i) – numărul de locuitori care locuiesc în zona i a localităţii;

qj(i) [l/om.zi] – debitul zilnic mediu specific din categoriile j ale necesarului de apă

pentru locuitorii din zona i a localităţii, şi anume:

qg(i) - debitul zilnic mediu specific pentru nevoi gospodăreşti ale populaţiei

(vezi tabelul 5.1);

qp(i) - debitul zilnic mediu specific pentru nevoi publice (tabelul 5.1);

qsv(i) – debitul zilnic mediu pentru stropit spaţiile verzi care se poate aprecia

global ca o ploaie efectivă (25 l/m2) la două săptămâni şi 10 m2 spaţiu

verde/om conducând la o valoare

qsv(i) = 17,9 l/om.zi,

69

qsp(i) – debitul zilnic mediu specific pentru stropit străzi şi spălat pieţe se

poate calcula analitic sau se poate aprecia global la 5% din debitul zilnic

mediu specific pentru nevoi publice qp(i);

Qci [m3/zi] - debitul necesarului de apă pentru combaterea incendiilor;

Kzi - coeficientul de neuniformitate a debitului zilnic (tabelul 5.1);

Ko - coeficientul de variaţie orară care se adoptă pentru fiecare din zonele diferenţiate

ale localităţii după gradul de dotare a clădirilor cu instalaţii de apă caldă şi rece; când nu

sunt alte valori justificate, pot fi adoptate valorile din tabelul 5.2

30% din locuitori se afla în zone în care apa se distribuie prin cişmele amplasate în

curţi

)2(zN = 15000 locuitori

70% din locuitori se afla în zone cu clădiri având instalaţii interioare de apă caldă şi

canalizare, cu preparare centralizată a apei calde (inclusiv cele cu clădiri racordate la

termoficare)

)5(zN = 35000 locuitori [8]

Tabel 5.1. Diferen�ierea zonelor localită�ii [8]

Zone ale localităţii diferenţiate în funcţie de gradul

de dotare al clădirilor cu instalaţii de apă rece şi caldă

qg(i)

[l/omzi]

qp(i)

[l/omzi]Kzi(i)

Zone în care apa se distribuie prin cişmele

amplasate pe străzi40 25 1,3/1,45

Zone în care apa se distribuie prin cişmele

amplasate în curţi80 30 1,2/1,35

Zone cu gospodării având instalaţii interioare de

apă rece şi canalizare140 30 1,2/1,35

Zone cu gospodării având instalaţii interioare de

apă şi canalizare, cu preparare locală a apei calde210 85 1,15/1,30

Zone cu clădiri având instalaţii interioare de apă

caldă şi canalizare, cu preparare centralizată a apei

calde (inclusiv cele cu clădiri racordate la termoficare)

280 100 1,10/1,25

70

Tabel 5.2. Stabilirea Ko [8]

Numărul total de locuitori ai centrului populat (N)

KoNumărul total de locuitori ai centrului populat (N)

Ko

500 2,8 15000 1,351000 2,2 25000 1,301500 2,0 50000 1,253000 1,75 100000 1,207000 1,5 200000 1,15

Necesarul de apă pentru combaterea incendiilor poate fi preluat din hidranţi interiori

sau exteriori clădirilor, iar pentru clădiri speciale (teatre, biblioteci, instituţii, unele spaţii

industriale, etc) pot fi prevăzute sisteme speciale (sprinclere, drencere, etc). Apa pentru

hidranţii interiori şi sistemele speciale trebuie să fie potabilă. La hidranţii exteriori se

foloseşte de regulă apă potabilă din reţea, iar în cazuri speciale pentru combaterea din

exterior se poate folosi şi o altă calitate de apă prin mijloace separate (maşini cisterne

proprii, rezerve de apă, reţele separate, etc) [8]

Numărul de incendii ce pot avea loc simultan: 1incn dintre care:

- 1 in zona rezidenţială

- 1 in zona industrială

- 0 in zona agrozootehnică

Debitul qhe [l/s] al unui hidrant exterior - clădiri cu 1 - 4 etaje pentru o localitate cu

52 000 de locuitori: heq =25 l/s

Tabel 5.3. Numărul de incendii [8]

Numărul locuitorilor din localitate

Numărul ninc de incendii simultane

Debitul qhe [l/s] al unui hidrant exterior

clădiri cu1 – 4 etaje

clădiri cupeste 4 etaje

≤ 5.000 1 5 105.001 – 10.000 1 10 1510.001 – 25.000 2 10 1525.001 – 50.000 2 20 2550.001 – 100.000 2 25 35100.001 – 200.000 2 30 40200.001 – 300.000 3 40 55300.001 – 400.000 3 - 70400.001 – 500.000 3 - 80500.001 – 600.000 3 - 85600.001 – 700.000 3 - 90

71

Debitul Qci [m3/zi] al necesarului de apă pentru combaterea incendiilor, în cazul în

care se folosesc hidranţi exteriori şi nu au fost realizate studii speciale, se poate aprecia cu

relaţia [8]:

heincci qnQ 4,86 = 1728 3m /zi

zim

Qzimed

/35,177701728

)]9,1710005,1280(35000)9,173005,180(15000[1000

1

1,1

2,1

)5(

)2(

zi

zi

K

K

Debitul zilnic maxim [ 3/ ]: = 000 ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) +

= 000 ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( ) ∙ ( )∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) +

în care: ( ) − coeficientul de neuniformitate a debitului zilnic ( vezi tabelul 5.1 );

Toţi ceilalţi coeficienţi sunt la fel ca la .

zim

Qzi

/195701728

)]9,1710005,1280(1,135000)9,173005,180(2,115000[1000

1

3

max

Debitul orar maxim [ 3/ℎ] :

= 4 ∙ 000 ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) +

= 4∙ 000 ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( )∙ ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) +

72

în care: ( ) − coeficientul de variaţie orară care se adoptă pentru fiecare din zonele

diferenţiale ale localităţii după gradul de dotare a clădirilor cu instalaţii de apă caldă şi rece;

când nu sunt alte valori justificate, pot fi adoptate valorile din tabelul 5.2. Pentru valori

intermediare ale numărului de locuitori coeficientul ( ) se calculează prin interpolare

lineară [8].

Calculul coeficientului 0K :

35,1)2(0 K

25000..................1,30

35000....................x

50000..................1,25

28,102,025000

10000

05,0 )5(0 Kxx

hm

Qorar

/1026}1728)9,17

10005,1280(28,11,135000))9,173005,180(35,12,115000[(1000

1{

24

1

3

max

Cerinţa de apă de alimentare pentru zona rezidenţială a centrului populat se exprimă

prin următoare mărimi caracteristice: debitul cerinţei zilnice medii de apă de alimentare Qs zi

med [m3/zi], debitul cerinţei zilnice maxime de apă de alimentare Qs zi max [m3/zi] şi debitul

cerinţei orare maxime de apă de alimentare Qs orar max [m3/h]. Valorile caracteristice ale

cerinţei de apă de alimentare din zona rezidenţială a centrelor populate se determină cu

următoarele relaţii [8]:

zimedSpmedzis QKKQ

maxmax zispzis QKKQ

maxmax orarsPorars QKKQ

în care: Qzi med [m3/zi], Qzi max [m3/zi] şi Qorar max [m3/h] - debitele zilnic mediu, zilnic maxim

şi orar maxim ale necesarului de apă de alimentare pentru centrul populat;

Kp – coeficient prin care se ţine seama de pierderile de apă în aducţiune şi în reţeaua

de distribuţie şi care poate lua valori între 1,08-1,10 în cazul sistemelor care se proiectează şi

73

urmează a fi executate şi valori între 1,10-1,25 în cazul sistemelor existente la care se fac

extinderi sau creşte gradul de confort;

Ks – coeficient prin care se ţine seama de nevoile tehnologice ale sistemului de

alimentare cu apă şi canalizare (spălarea aducţiunilor, a reţelei de distribuţie şi a reţelei de

canalizare; nevoi ale staţiilor de tratare şi epurare, evacuarea zăpezii, etc.), care are valorile:

1,02 în cazul în care întreţinerea sistemului de alimentare care asigură apa potabilă este

uşoară şi 1,05-1,08 în cazul surselor subterane sau de suprafaţă de apă care necesită tratare

în vederea îmbunătăţirii, valoarea coeficientului variind în funcţie de complexitatea tratării

şi de tehnologia de funcţionare a obiectelor componente (în cazuri speciale, pe bază de

justificări tehnice, se pot adopta şi alte valori). Am adoptat valorile coeficienţilor astfel:

PK =1, SK =1,05 [8].

smzimQQ

zimQ

szimedszimed

szimed

/237,0)/(10157.1

/92,205245,1775005,11,1335

3

smzimQQ

zimQ

sziszi

szi

/27.0)/(10157.1

/226001,2026505,11,133

max5

max

3max

smhmQQ

hmQ

sorarsorar

sorar

/33,0)/(10778.2

/9,11893,103005,11,133

max4

max

3max

5.1.2. Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului şi cerinţei de apă de alimentare

din zona industrială a centrului populat

Necesarul de apă de alimentare pentru zona industrială a centrului populat se

exprimă prin următoarele mărimi caracteristice: debitul necesarului zilnic mediu de apă de

alimentare pentru zona industrială QnI zi med [m3/zi], debitul necesarului zilnic maxim de apă

de alimentare pentru zona industrială QnI zi max [m3/zi] şi debitul necesarului orar maxim de

apă de alimentare pentru zona industrială QnI orar max [m3/h].

Relaţiile de calcul al debitelor caracteristice ale necesarului de apă de alimentare din

zona industrială a centrelor populate pentru cazurile uzuale sunt următoarele [8]:

l m m n n

inc

gmgm

tltlmedzinI

I inc

QnU

nUQ 6,3241000

74

incI n n

incl m m

gmgmzi

tltlzinI QnUK

nUQ 6,3241000max

incn ninc

l mI m

gmgmziotItIorarnI Q

nUKKnUQ 6,3

10002424max

în care: l – indice referitor la numărul categoriilor de produse industriale fabricate;

Utl – numărul de unităţi din mărimea caracteristică a categoriei de produse

industriale: tone, m3, bucăţi, etc. (producţie finită, materie primă sau după caz producţie

intermediară) în perioada considerată (în cazul de faţă pe zi);

ntl [m3/unitate caracteristică a categoriei de produse industriale] – necesarul de apă

specific corespunzător unităţilor de capacitate a categoriei de produse industriale. În tabelul

1.4 sunt date orientative despre necesarul specific de apă pentru produse din diferite unităţi

industriale;

mI – indice referitor la numărul de întreprinderi industriale care realizează categorii

de produse;

m – indice referitor la numărul de folosinţe;

gmU – numărul de unităţi din mărimea caracteristică a folosinţei: persoane, clădiri,

schimburi, vehicule, etc. sau combinaţii: persoaneschimburi, vehiculeschimburi, etc. în

perioada considerată (în cazul de faţă pe zi);

gmn [l/unitate sau combinaţii de unităţi caracteristice ale folosinţei] – necesarul

specific de apă corespunzător unităţilor sau combinaţiilor de unităţi ale folosinţe;

Kzi, Ko – coeficienţi de neuniformitate a debitului zilnic, respectiv coeficientul de

variaţie orară;

ninc – indice referitor la numărul de incendii simultane la unităţi industriale;

n – indice referitor la numărul clădirilor din unitatea industrială atinsă de incendiu;

Qinc [l/s] – debitul specific de apă pentru stingerea din exterior a incendiilor din

clădiri, ţinându-se seama de volumul Vn [m3] al clădirii n atinsă de incendiu şi gradul de

rezistenţă la foc al clădirilor; Qinc = 10 l/s [8].

75

Tabel 5.4. Calculul necesarului specific[8]

Destinaţia clădiriNecesar specific [l/om·zi]

Total apădin care apă caldăde 60C de 45C

Clădiri pentru birouri (pentru un funcţionar pe schimb)

20 5 4

Întreprinderi industriale (pentru un muncitor pe schimb) cu procese tehnologice din grupaIIIIII a) b)IVVVI a) b)

5060607575856075

2025253030402530

2835354343573543


= ∙ + ∙000 + 4 .6 ∙

zim

QnIzimed

/8,15607106,3181241000

753060306050507020201000

60606050506020105,01056

3

Debitul zilnic maxim [ 3/ ]: = ∙ + ∙ ∙000 + 4 .6 ∙

zimQnIzi /8,156101555295,1015,18,915,135 3max


= ∙4 + ∙ ∙ ∙4 ∙ 000 + .6 ∙

76

hmQnIorar /2,65264824

95,108,215,1

24

8,98,215,1

24

35 3max

Valorile debitului cerinţei de apă de alimentare pentru unităţile industriale se

determină cu următoarele tipuri de relaţii, pentru cazurile sistemelor fără recirculare sau

reutilizare a apei, şi anume QsI [m3/s] [8]:

nIzimedPISISIzimed QKKQ

maxmax nIziPISISIzi QKKQ

maxmax nIorarPISISIorar QKKQ

în care: KsI – coeficient care ţine seama de nevoile tehnologice ale sistemului de alimentare

cu apă şi canalizare, care este 1,10 atunci când staţiile de tratare au capacitatea mai mică sau

egală cu 0,5 m3/s;

KpI – coeficient care ţine seama de acoperirea pierderilor în aducţiune şi reţelele de

distribuţie, care se stabileşte prin calcule în funcţie de soluţiile tehnologice şi care se poate

considera maxim 1,05 în lipsa datelor necesare;

smQ

zimQ

SIzimed

SIzimed

/209,0009,1802710157,1

/009,180278,1560705,11,135

3

smQ

zimQ

SIzi

SIzi

/209,04,1803010157,1

/4,180308,1561005,11,135

max

3max

smQ

hmQ

SIorar

SIorar

/209,0291,75310778,2

/291,7532,65205,11,134

max

3max

5.1.3. Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului şi cerinţei de apă de

alimentare din zona agrozootehnică a localităţii

Relaţiile de calcul al debitelor caracteristice ale necesarului de apă de alimentare din

zona agrozootehnică a centrelor populate pentru cazurile uzuale sunt următoarele [8]:

incr r

incpZ p

gpgp

o

ZoZopiZo

medzinZ QnUNqK

Q 6,32410001000

Z incp p r r

incgpgpzi

o

ZoZoopiZziZozinZ Q

nUKNqKKQ 6,324

10001000max

77

Z incp p r rinc

gpgpzio

o

ZoZopiZoziZooZoorarnZ Q

nUKKNqKKKQ 6,3

100024100024max

în care: o – indice referitor la categoriile de animale;

qZo [m3/1000animalezi] – necesarul specific total de apă, care ia valori în funcţie de

categoria i de animale şi de tipul sistemului de evacuare a dejecţiilor corespunzător fiecărei

categorii i de animale (tabelul 5.5)

Tabelul 5.5. Necesarul de apă specific [8]

Categorii de animale Necesar de apă specific

qZ o [ m3/1000animalezi]

Evacuarea dejecţiilor

hidraulică mecanică

Porcine

- vieri pentru reproducţie 36 -

- scroafe de montă şi gestaţie 36 -

- scroafe lactante 100 -

- tineret porcin pentru reproducţie 31 -

- porci la îngrăşat 31 -

- tineret porcin în creştere 13 -

Păsări - raţe - 1,50

- boboci - 0,80

NZo – numărul de animale din categoria o;

KpiZo – coeficient care ţine seama de acoperirea pierderilor admisibile de apă în

incinta unităţilor zootehnice în funcţie de categoria de animale (tabelul 5.6);

KziZo – coeficientul de neuniformitate a debitului zilnic care este în funcţie de

categoria o de animale (tabelul 5.6);

KoZo – coeficientul de neuniformitate a debitului orar care este, de asemenea, în

funcţie de categoria o de animale (tabelul 5.6);

pZ – indice referitor la numărul de unităţi agrozootehnice din zona agrozootehnică ;

p – indice referitor la numărul de folosinţe;

78

gmU – numărul de unităţi din mărimea caracteristică a folosinţei: persoane, clădiri,

schimburi, vehicule, etc. sau combinaţii: persoaneschimburi, vehiculeschimburi, etc. în

perioada considerată (în cazul de faţă pe zi);

gmn [l/unitate sau combinaţii de unităţi caracteristice ale folosinţei] – necesarul

specific de apă corespunzător unităţilor sau combinaţiilor de unităţi ale folosinţei (tabelul

5.4) [8];

Tabelul 5.6. Coeficien�i [8]


= ∙ ∙000 + ∙000 + 4 ,6 ∙

zim

QnZzimed

/153,1291000

60405020205

1000

605050302051000

)8,0370005,123000(1

1000

)701006075257590120120230(1,1

3

Debitul zilnic maxim [ 3/ ]:

= ∙ ∙ ∙000 + ∙ ∙000 + 4 ,6 ∙

Categorii de animaleCoeficienţi

KpiZ KziZ KoZ

Porcine 1 1 2 – 2,5Gâşte 1,1 1,1 2

Raţe şi boboci 1 2 2

Celelalte categorii 1,1 1,1 2 – 2,5

79

zimQnZzi /16,2005,315,16,415,11,6421775,511,11,1 3max


= ∙ ∙ ∙ ∙4 ∙ 000 + ∙ ∙ ∙4 ∙ 000+ .6 ∙

hmQnZorar /99,16024

5,38,215,1

24

6,48,215,1

24

1,64221

24

775,5121,11,1 3

max

Valorile caracteristice ale debitului cerinţei de apă de alimentare pentru unităţi

zootehnice se determină pe baza necesarului de apă pentru consumul biologic al animalelor,

consumul tehnologic pentru evacuarea dejecţiilor din hale (în cazul sistemelor de evacuare

hidraulică), spălarea şi dezinfectarea halelor, prepararea hranei, întreţinerea instalaţiilor

tehnologice şi consumul obiectivelor anexe ale halelor de creştere a animalelor (de exemplu:

filtru sanitar, grup de intervenţie), cu următoarele relaţii [8]:

medzinZpZsZmedzisZ QKKQ

maxmax zinZpZsZzisZ QKKQ

maxmax orarnZpZsZorarsZ QKKQ

în care:

QnZ zi med [m3/zi], QnZ zi max [m3/zi], QnZ orar max [m3/h] – valorile caracteristice ale

debitului necesarului de apă de alimentare pentru zona agrozootehnică;

KsZ – coeficient care ţine seama de nevoile tehnologice ale sistemului de alimentare

cu apă şi canalizare (pentru pregătirea soluţiilor de reactivi, spălarea componentelor staţiei

de tratare, spălarea colectoarelor de canalizare), care are valoarea 1,10;

KpZ – coeficient care ţine seama de acoperirea pierderilor în aducţiune şi reţelele de

distribuţie, care se stabileşte prin calcule în funcţie de soluţiile tehnologice şi care se poate

considera maxim 1,05 în lipsa datelor necesare [8];

80

smhmQsmQ

hmQ

smzimQsmQ

zimQ

smzimQsmQ

zimQ

sZorarsZorar

sZorar

sZzisZzi

sZzi

sZzimedsZzimed

sZzimed

33max

43max

3max

33max

53max

3max

3353

3

005,0)/(10778,2)/(

/465,2699,1605,11,1

003,0)/(10157,1)/(

/184,23116,20005,11,1

/002,0)/(10157,1)/(

/171,149153,12905,11,1

5.1.4. Determinarea debitelor caracteristice ale cerin�elor de apă de alimentare a centrului

populat

Valorilor caracteristice ale debitului cerinţei totale de apă de alimentare a centrului

populat, respectiv debitul total zilnic mediu Qs tot zi med [m3/zi, m3/s], debitul total zilnic maxim

Qs tot zi max [m3/zi, m3/s] şi debitul total orar maxim Qs tot orar max [m3/h, m3/s], se determină cu

următoarele relaţii [8]:

medzisZmedzisImedziss QQQQ medzitot

maxmaxmaxmax zitot zisZzisIziss QQQQ

maxmaxmaxmax orartot orarsZorarsIorarss QQQQ

în care: szimedQ [m3/zi, m3/s], Qs zi max [m3/zi, m3/s], Qs orar max [m3/h, m3/s] – debitele

zilnic mediu, zilnic maxim şi orar maxim ale cerinţei de apă de alimentare pentru zona

rezidenţială a centrului populat;

sIzimedQ [m3/zi, m3/s], QsI zi max [m3/zi, m3/s], QsI orar max [m3/h, m3/s] – debitele


industrială a centrului populat;

sZzimedQ [m3/zi, m3/s], QsZ zi max [m3/zi, m3/s], QsZ orar max [m3/h, m3/s] – debitele


agrozootehnică a centrului populat [8].

81

smQ

hmQ

smQ

zimQ

smQ

zimQ

stotorar

stotorar

stotzi

stotzi

stotzimed

stotzimed

/545,0195810778,2

/1958623,19291,7539,1189

/465,04086010157,1

/40860184,2314,180302,23406

/432,012,3869510157,1

/12,38695191,143009,1802792,20524

34max

3max

35max

3max

35

3

.

5.1.5 Determinarea debitelor caracteristice de ape uzate evacuate din centrul populat

Valorile caracteristice ale debitului de ape uzate evacuate din centrul urban, respectiv

debitul de ape uzate zilnic mediu Qu zi med [m3/zi, m3/s], debitul de ape uzate zilnic maxim Qu zi

max [m3/zi, m3/s], debitul de ape uzate orar maxim Qu orar max [m3/h, m3/s] şi debitul de ape uzate

orar minim Qu orar min [m3/h, m3/s] se stabilesc în funcţie de valorile caracteristice similare ale

cerinţei totale de apă de alimentare a centrului populat, cu următoarele relaţii [8]:

medzitotsmedziu QQ 8,0

maxmax 8,0 zitotsziu QQ

maxmax 8,0 orartotsoraru QQ

maxmin 24

1ziuoraru QpQ

în care: Qs tot zi med [m3/zi, m3/s], Qs tot zi max [m3/zi, m3/s] şi Qs tot orar max [m3/h, m3/s] sunt

valorile caracteristice ale debitului cerinţei totale zilnice medii, zilnice maxime, respectiv

orare maxime de apă de alimentare ale centrului populat şi unităţilor industriale şi

agrozootehnice aferente;

p – coeficient adimensional în funcţie de numărul de locuitori ai centrului populat

(tabelul 5.7).

Pentru 28.000 de locuitori, p=0,35.

82

Tabelul 5.7. Calculul coeficientului p [8]

Numărul de

locuitori< 1000

1001 -

1000010001- 50000 50001 – 100000 > 100000

P 0,18 0,25 0,35 0,60 0,75

smsmQ

zimQ

medziu

medziu

353

3

358,009,3095610157,1)/(

/09,3095612,386958,0

smsmQ

zimQ

ziu

uzi

353max

3max

378,0224,3333410157,1)/(

224,33334408608,0

smsmQ

hmQ

oraru

oraru

343max

3max

435,0251,157010778,2)/(

/251,157019588,0

smsmQ

hmQ

oraru

oraru

343min

3min

132,0758,47610778,2)/(

/758,476224,3333435,024

1

5.2.Determinarea parametrilor principali ai instalatiei de sitare cu gratar cilindric fix

5.2.1. Determinarea debitelor caracteristice de apă şi reţineri ale grătarului cilindric

fix:

Debitul de calcul (dimensionare) Qc [m3/h] de apă uzată prelucrat de grătar sau sită se

stabileşte în funcţie de procedeul de canalizare utilizat pentru aducerea apei uzate în staţia de

epurare, astfel [8]:

pentru procedeul de canalizare unitar şi mixt:

maxoraruc QzQ

]/[ 31411570,2512 3 hmQc

83

în care: Qu orar max [m3/h] - debitul orar maxim de apă uzată al localităţii deservite de staţia de

epurare;

z - coeficient care ţine seama de neuniformitatea debitului apelor de canalizare

introduse în staţie, cu valori între 2 - 4 ( STAS 1846-90), în condiţii normale având valoarea

2;

Debitul de verificare Qv [m3/h] de apă uzată prelucrat de grătar sau sită, indiferent

de procedeul de canalizare utilizat pentru aducerea apei uzate în staţie, se stabileşte cu

relaţia:

minoraruv QQ

]/[ 758,476 3 hmQv

în care: Qu orar min [m3/h] - debitul orar minim de apă uzată al localităţii deservite de staţia de

epurare.

Cantitatea specifică a [l/om an] de reţineri pe suprafaţa activă a grătarului sau sitei

variază în funcţie de distanţa e [mm] dintre barele grătarului. Pe baza datelor experimentale

din lucrare , a fost stabilită prin regresie o relaţie orientativă de calcul a cantităţii specifice a

şi anume [8]:

5,1

61665,3181351289,1

ea

22,8146

61665,3181351289,1

5,1a

în care: e = 10 [mm] – distanţa dintre barele grătarului.

Debitul volumic zilnic Qvr zi [m3/zi] de impurităţi reţinute de către grătar sau sită, cu

umiditatea de 80%, se stabileşte cu relaţia [8]:

3651000

kNa

Q izivr

]/[ 501,123651000

45000022,814 3 zimQ zivr

în care: Ni = 50000 – numărul de locuitori ai localităţii deservite de staţia de epurare;

k = 4 – coeficient de variaţie zilnică a debitului de substanţe reţinute pe grătare sau site, care ia valori între 2 – 5.

84

Debitul masic zilnic Qmr zi [kg/zi] de impurităţi reţinute de către grătar sau sită, cu

umiditatea de 80%, este dat de relaţia [8]:

zivrrzimr QQ

]/[ 85,10625501,12850 zikgQ zimr

în care: r =850[kg/m3] – densitatea reţinerilor cu umiditate de 80%, care ia valori între 750-

950 kg/m3.

Masa zilnică mru zi [kg/zi] de substanţă uscată din reţineri, cu umiditatea 0, se

stabileşte cu relaţia [8]:

zimrziru Qw

m

100

100

]/[ 17,212585,10625100

80100zikgm ziru

în care: w =80 [%] – umiditatea reţinerilor, care se consideră că are valoarea 80%.

Volumul zilnic V ru zi [m3/zi] de substanţă uscată din reţineri, cu umiditate 0, se

stabileşte cu relaţia [8]:

ru

ziru

ziru

mV

]/[ 180,11800

17,2125 3 zimV ziru

în care: ru =1800[kg/m3] – densitatea substanţei uscate din reţineri, cu umiditate 0, cu valori

de 1600-2000 kg/m3.

85

5.3.Determinarea parametrilor principali ai echipamentului de sitare cu grătar

cilindric fix şi transportor compactor

5.3.1 Determinarea parametrilor dimensionali, cinematici, dinamici şi energetici ai

echipamentului de sitare cu grătar cilindric fix şi transportor compactor

Distanţa [mm] dintre barele grătarului este un parametru dimensional care se alege în

funcţie de dimensiunile impurităţilor care se doresc a fi reţinute din apa uzată. La această

categorie de echipamente, distanţa dintre barele grătarului poate lua valori între 1 – 10 mm, în

practică existând modele de grătare cu distanţa dintre bare de 6 mm sau de 10 mm [8].

e = 6 mm

Dimensiunile profilului barelor, grosimea s şi lăţimea l sunt parametri care se aleg atât

din raţiuni constructive cât şi de rezistenţă a construcţiei. În mod uzual la construcţia grătarelor

cilindrice fixe se folosesc bare cu secţiune dreptunghiulară (fig. 5.1) având grosimea s [mm]

între 4 – 8 mm şi lăţimea l [mm] cu valoarea uzuală 5s [8].

Figura 5.1. Dispunerea şi profilul barelor grătarului fix [8]

s = 6 mm;

30655 sl mm

Raportul t dintre suprafaţa de trecere a apei prin grătar şi suprafaţa totală a

grătarului se poate stabili ţinând seama că grătarul cilindric este format dintr-un număr n de

bare cilindrice dispuse paralel în lungul axei sale care formează n – 1 fante între ele. Dacă

86

numărul de bare din care este format grătarul este mare, se poate aprecia că n ≈ n – 1, raportul

t putându-se stabili cu bună aproximaţie prin următoarea relaţie [8]:

se

et

5,066

6

t

Raportul s dintre suprafaţa frontală a barelor grătarului (care se opun trecerii apei) şi

suprafaţa totală a grătarului se poate stabili din aceleaşi considerente cu următoarea relaţie [8]:

se

ss

5,066

6

s

Diametrul grătarului Dg [mm] este un parametru dimensional (fig. 5.2) care se

stabileşte în funcţie de debitul de calcul Qc [m3/h] de apă uzată care trece prin grătar şi de

distanţa e [mm] dintre barele grătarului. Pe baza nomogramelor prezentate în documentaţia de

însoţire a modelelor de echipamente de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontală s-au

stabilit prin regresie expresii ale diametrului grătarului în funcţie de debitul de apă uzată şi de

distanţa dintre barele grătarului, astfel [8]:

pentru e = 6 mm:

Dg = 45,150039 + 33,123859 cQ

Dg = 45,150039 + 33,123859 3141 = 1901,56 mm

Determinând-se valoarea diametrului Dg al grătarului, se va alege din şirul

tipodimensional de diametre în care se fabrică grătarele fixe pentru echipamentele de sitare

prezentate, şi anume: 600 mm, 780 mm, 1000 mm, 1200 mm, 1400 mm, 1600 mm, 1800 mm,

87

2000 mm, 2200 mm, 2400 mm, 2700 mm şi 3000 mm, valoarea lui Dg imediat superioară celei

calculate.

În acest caz, staţia de epurare va fi dotată cu un singur echipament activ de sitare, la

care diametrul Dg al grătarului are valoarea corespunzătoare preluată din şirul

tipodimensional de diametre şi un echipament de sitare identic de rezervă. În algoritmul de

calcul se vor introduce debitele de calcul Qc*, Qv

* , Qvr*

zi , Qmr*

zi , mru*

zi , Vru*

zi care au valori

egale cu debitele caracteristice Qc ,Qv , Qvr zi , Qmr zi , mru zi , Vru zi .

Dg = 2000 mm

b bB

H

hc

Dg

Figura 5.2. Schema de poziţionare a grătarului cilindric în canal (vedere frontală) [8]

În urma rulării softului specializat şi obţinerii valorii unghilui β, care nu corespunde

cerinţelor (valoarea unghiului obţinut este sub 30°) se reconsideră valoarea diametrului Dg al

grătarului mergându-se spre valori mai mici ale acestuia (corespunzătoare şirului

tipodimensional prezentat anterior). Astfel se ajunge la valoare diametrului Dg = 1600 mm.

Lăţimea B [mm] a canalului (din beton) în care se montează grătarul fix cu încărcare

frontală (vezi figura 2.13) se determină cu relaţia [8]:

B = Dg + 2(l+b)

B = 1600 + 2(30+100) = 1860 mm

88

în care: b = 100 mm – spaţiul de siguranţă dintre suprafaţa exterioară a grătarului cilindric şi

peretele lateral al canalului, care poate lua valori între 50 – 100 mm (fig. 5.2); pentru ca în

timpul funcţionării prin spaţiile de siguranţă să nu treacă impurităţi grosiere sau să nu apară

aglomerări de impurităţi grosiere, în zona acestora se vor prevedea deflectoare fixate pe pereţii

laterali ai canalului pentru dirijarea impurităţilor în interiorul grătarului.

Înălţimea hc [mm] a curentului de apă uzată din canal corespunzătoare debitului de

calcul (fig. 5.2), se determină cu relaţia [8]:

c

cc vB

Qh

*

78,277

362,5868,01860

314178,277

ch mm

în care: vc = 0,8 [m/s] – viteza medie a curentului de apă din canalul în care este montat

grătarul cilindric fix, în amonte de acesta, cu valori recomandate între 0,7 – 0,9 m/s.

Înălţimea H [mm] a canalului în care se găseşte grătarul cilindric (fig. 5.3), se

determină cu relaţia [8]:

362,1086500362,586 H mm

Unghiului β [º] de înclinare a grătarului faţă de orizontală se stabileşte pe baza

respectării simultane a următoarelor condiţii (fig. 5.3):

- atunci când prin grătarul cilindric trece debitul Qc* [m3/zi] de apă uzată, suprafaţa

liberă a apei în canalul în care se găseşte acesta, aflată la înălţimea hc [mm] faţă de radier,

trebuie să treacă prin capătul posterior al suprafeţei active a grătarului;

- suprafaţa apei din canal, aflată la înălţimea hc corespunzătoare debitului de calcul Qc*

să intersecteze suprafaţa circulară frontală a grătarului sub centrul acestuia;

500 chH

89

- la ieşirea apei printre barele grătarului, să nu se depăşească viteza limita admisibilă

vs [m/s] de trecere care are valori între 1 - 1,3 m/s

Dg

Lg

larc

Hs

hc

Figura 5.3. Schema de poziţionare a grătarelor cilindrice cu încărcare frontal

Din punct de vedere matematic, din prima condiţie rezultă:

sinc

g

hL

Din a doua condiţie rezultă:

2cosgc

s

DhH

Din a treia condiţie rezultă:

s

zivrc

tg v

QQ

A

360024

*

*

în care: Atg – suprafaţa de trecere a apei prin grătarul cilindric;

Qc* – debitul de calcul de apă uzată care trece prin grătar;

Qvr*zi – debitul volumic zilnic de reţineri pe grătar;

vs – viteza limită admisibilă de trecere a apei printre barele grătarului.

90

Suprafaţa Atg de trecere a apei prin grătarul cilindric arată sub formă desfăşurată ca un

triunghi curbiliniu (fig 5.4) şi poate fi determinată cu bună precizie cu relaţia:

2garc

ttg

LlA

în care: t – raportul dintre suprafaţa de trecere a apei şi suprafaţa totală;

larc – lungimea arcului de pe suprafaţa frontală a grătarului aflat sub apă;

Lg – lungimea grătarului.

larcLg

Figura. 5.4 Aria suprafeţei de trecere a apei prin grătarul cilindric [8]

Lungimea larc a arcului de pe suprafaţa frontală a grătarului aflat sub apă se determină

cu relaţia [8]:

22

g

arc

Dl

în care: Dg – diametrul grătarului;

( - 2γ) – unghiul la centru al arcului cu lungimea larc.

Unghiul γ se poate determina cu relaţia:

2

2arcsing

s

g

D

HD

91

Din egalitatea relaţiilor, prin exprimarea Ls, larc şi γ în funcţie de hc, Dg şi β, prin

prelucrare se obţine următoarea ecuaţie în β care poate fi rezolvată prin metode numerice cu

ajutorul softului specializat. De menţionat, pentru omogenitate, parametrii de tip lungime au

unitatea de măsură [m], parametrii de tip viteză au unitatea de măsură [m/s], parametrii

unghiulari au unitatea de măsură [rad], iar parametrii de tip debit în unităţile caracteristice

definite anterior şi anume: Qc* [m3/h] şi Qvr

*zi [m3/zi] [8].

scgt

zivr

cg

c

vhD

QQD

h

2456,555sin

cos

21arcsin

2

*

*

βg = 0,605 rad

βg = 34,684°

Lungimea Lg [mm] se stabileşte după ce a fost determinată o valoare corespunzătoare a

unghiului β de înclinare a grătarului faţă de orizontală cu următoarea relaţie [8]:

sinc

g

hL

359,1031684,34sin

362,586gL mm

Numărul nb de bare ale grătarului cilindric se poate determina cu următoarea relaţie [8]:

es

esLn rfg

b

8466

618359,1031

bn

84bn

în care: srf = 18 mm – grosimea ramei frontale a grătarului cu valori de (23)·s.

92

Turaţia n [rot/min] a greblei de curăţare a grătarului se impune atât din raţiuni

constructive ale grătarului cât şi corespunzător unei funcţionări normale a transportoarelor-

compactoare cu care variantele de grătare frontale sunt dotate. Limitele de variaţie ale turaţiei n

pot fi 3 – 15 rot/min.

Am ales n = 3 rot/min.

Timpul tg [s] în care grebla de curăţare realizează o rotaţie se determină cu relaţia

[8]:

ntg

60

203

60gt s

Determinarea puterii de acţionare a greblei de curăţare a grătarului cilindric fix se

face pe baza modelului dinamic prezentat în figura 5.5, în care se impun următoarele ipoteze

suplimentare:

- în model se consideră greutatea greblei şi a materialului antrenat de aceasta, ca o

forţă unică, notată cu Ggm [N], aplicată în centru de masă, care se găseşte la o distanţă

neglijabilă de grebla propriu-zisă;

- se va considera neglijabilă greutatea braţului de antrenare a greblei în raport cu

greutatea Ggm a greblei şi a materialului antrenat şi nu va fi luată în considerare la calculul

puterii de antrenare a greblei;

- se va considera un coeficient de frecare global gm al greblei şi materialului

antrenat de greblă pe suprafaţa activă a grătarului, putând fi aproximată cu valoarea

coeficientului de frecare dintre greblă şi suprafaţa activă a grătarului cilindric (oţel/oţel) de

0,9 – 0,11[8].

Figura 5.5 Modelul dinamic al funcţionării greblei de curăţare a grătarului cilindric fix [8]

G gmsin

G gmcos

G gm

n

D g

93

Greutatea Ggm [N] a greblei şi a materialului antrenat de aceasta se poate determina

cu relaţia [8]:

mggm GGG

895,95208,912815,40 gmG N

în care: Gg [N] – greutatea greblei;

Gm [N] – greutatea materialului antrenat.

Greutatea greblei se determină în funcţie de forma şi dimensiunile acesteia, precum

şi de natura materialului din care este confecţionată. Astfel, dacă pe baza dimensiunilor sale

poate fi determinat volumul Vg [m3] al greblei şi se consideră că toate elementele greblei

sunt din oţel, atunci greutatea greblei se poate determina cu relaţia [8]:

gVG OLgg

815,4081,9785000053,0 gG N

în care: Vg = 0.00053 [m3] – volumul greblei;

ρOL [kg/m3] – densitatea oţelului care are valoarea 7850 kg/m3;

g [m/s2] – acceleraţia gravitaţională care are valoarea 9,81 m/s2.

Greutatea materialului antrenat de grebla de raclare se determină în funcţie de

cantitatea de materiale reţinute de grătar în perioada în care mecanismul de curăţare este

oprit. Considerând că materialul antrenat de greblă conţine 80% apă, atunci greutatea sa

poate fi determinată cu relaţia [8]:

24

* gtQG oprzimr

m

013,130324

81,93,010626

mG N

94

în care: topr = 0,3 h – perioada de timp dintre două funcţionări succesive ale greblei de

curăţare a grătarului, a cărei valoare este în funcţie de gradul de îmbâcsire a suprafeţei active

a grătarului precum şi de modul de reglare a instalaţiei de automatizare care comandă

funcţionarea sistemului de curăţare a grătarului cilindric.

Forţa Fr [N] de rezistenţă la deplasarea greblei şi materialului antrenat pe suprafaţa

activă a grătarului cilindric (fig. 5.5) se poate determina cu relaţia [8]:

sincos gmgmgmr GGF

în care: α – unghiul curent al poziţiei greblei în timpul unei rotaţii a acesteia; se consideră ca

origine pentru valoarea unghiului α (α=0), unghiul corespunzător poziţiei greblei în partea

inferioară a suprafeţei active a grătarului cilindric pe axa de simetrie (fig. 5.5).

gm = 0,1 - coeficientul global de frecare al greblei si materialului antrenat de

aceasta cu suprafata activã a grãtarului, care poate avea valori între 0,9 - 0,11.

Din expresia de mai sus se observă că, în timpul unei rotaţii a greblei, valoarea forţei

Fr este variabilă în funcţie de unghiul α. Pentru determinarea puterii necesare acţionării

greblei de curăţare, trebuie determinată valoarea maximă Fr max a forţei Fr pentru care trebuie

dimensionat sistemul de acţionare a greblei. Intuitiv, se observă că valoarea Fr max a forţei

rezistente Fr se găseşte în intervalul de variaţie a unghiului α între 0 - . Unghiul αmax pentru

care forţa de rezistenţă ia valoarea Fr max se determină prin rezolvarea ecuaţiei obţinute prin

anularea derivatei a I-a în funcţie de α a expresiei şi anume [8]:

0cossin)sincos(

gmgmgm

gmgmgm GGd

GGd

În intervalul 0 - , soluţia acestei ecuaţii în α este:

gm 1

max

95

Corespunzător valorii αmax rezultă valoarea forţei Fr max şi anume [8]:

gmgmgmgmr arctgarctgGF

1

sin1

cosmax

647,9571,0

1sin

1,0

1cos1,0895,952max

arctgarctgFr N

Momentul Mr max [Nm] rezistent maxim la acţionarea greblei se determină cu relaţia:

2000max

maxgr

r

DFM

117,7662000

1600647,957max

rM Nm

Puterea Pgc [W] de acţionare a greblei de curăţare a grătarului cilindric se


nMP rgcf max30

56,2403117,76630

gcfP W

5.4.Debitele caracteristice şi parametrii dimensionali, cinematici, dinamici şi energetici

ai transportorului-compactor

5.4.1. Debitele caracteristice ale transportorului-compactor

Debitul volumic Qv alim [m3/s] de alimentare a transportorului-compactor este debitul

volumic zilnic Qvr*

zi [m3/zi] de materiale reţinute cu umiditate 80%, preluat de la

mecanismul de curăţare a grătarului sau sitei. Din cauza modificării unităţii de măsură a

debitului se utilizează o relaţie de transformare, şi anume [8]:

96

*5lim 10157,1 zivrav QQ

55lim 1046,14501,1210157,1 avQ m3/s

Debitul masic Qm alim [kg/s] de alimentare a transportorului-compactor cu materiale

reţinute pe grătare sau site cu umiditatea de 80% se determină cu relaţia [8]:

limlim avram QQ

11,01046,14800 5lim

amQ m/s

în care: r = 800 [kg/m3] – densitatea reţinerilor cu umiditate de 80% care are valori între 750

950 kg/m3.

Debitele de alimentare volumic Qv alim [m3/s] şi masic Qm alim [kg/s] de materiale

reţinute cu umiditatea de 80% se constituie ca mărimi de intrare în procesul de lucru al

transportorului - compactor.

Masa specifică mssur [kg/s] de substanţă uscată (cu umiditate 0) a reţinerilor se

calculează cu relaţia [8]:

100

100 1lim

wQm amssur

2102,2100

8010011,0

ssurm m/s

în care: w1 [%] – umiditatea reţinerilor care sunt introduse în transportorul-compactor, cu

valoarea uzuală de 80%.

În timpul procesului de lucru al transportorului-compactor se impune ca materialul să

fie deshidratat până la o valoare a conţinutului de substanţă uscată de cca. 40% (deci având o

umiditate de 60%). Având în vedere că în timpul procesului de deshidratare, cantitatea de

substanţă uscată se păstrează, se poate scrie expresia debitului masic Qmdc [kg/s] de material

deshidratat şi compactat [8]:

97

ssurmdc mw

Q

2100

100

2105,5022,060100

100

mdcQ kg/s

în care: w2 [%] – umiditatea reţinerilor în stare deshidratată şi compactată, cu valoarea uzuală

de 60%.

Debitul volumic Qvdc [m3/s] de material deshidratat şi compactat se determină cu

relaţia [8]:

apă

ssurmdc

sur

ssurvdc

mQmQ

5105222,41000

022,0055,0

1800

022,0

vdcQ m3/s

în care: sur – densitatea reţinerilor în stare uscată care are o valoare de 1600 2000 kg/m3 [5];

apă – densitatea apei care are valoare de 1000 kg/m3.

Debitele volumic Qvdc [m3/s] şi masic Qmdc [kg/s] de materiale compactate cu umiditate

de 60% se constituie ca debite de evacuare ale transportorului-compactor, deci sunt mărimi de

ieşire din procesul de lucru al acestuia.

Coeficientul de variaţie a volumului în timpul procesului de compactare se calculează

cu relaţia [8]:

vdc

av

Q

Q lim

1975,3105222,4

1046,145

5

98

Debitele volumic Qv apă [m3/s] şi masic Qm apă [kg/s] de apă obţinută prin compactare-

deshidratare se poate calcula cu relaţiile [8]:

vdcavapăv QQQ lim555 1093.910522,41046,14 apăvQ m3/s

mdcamapăm QQQ lim 06,005,011,0 apămQ m/s

5.4.2. Parametrii dimensionali, cinematici, dinamici şi energetici ai transportorului-

compactor

Diametrul melcului D [mm] (care se consideră practic egal cu diametrul jgheabului)

este un parametru care se impune din punct de vedere constructiv (fig. 5.6), având valori

uzuale între 200 - 400 mm. Se menţionează faptul că diametrele melcului şi jgheabului au

valoare constantă în toate zonele transportorului compactor (de alimentare, transport,

compactare şi evacuare) [8].

D= 250[mm]

Lungimea activă L [mm] a transportorului-compactor (fig. 5.6) este, de asemenea,

un parametru care se impune din punct de vedere constructiv având valori uzuale între 3500

- 6000 mm. Lungimile zonelor caracteristice se aleg astfel: lungimea zonei de alimentare LA

[mm] se impune în corelaţie cu dimensiunile şi poziţia mecanismului de evacuare a

reţinerilor care echipează grătarul sau sita din agregat; lungimea zonei de alimentare şi zonei

de transport considerate împreună LA + LT [mm] reprezintă 60 70% din lungimea totală L

a transportorului-compactor; lungimea zonei de compactare LC [mm] reprezintă 2530%

din lungimea totală a transportorului, iar lungimea zonei de evacuare LE [mm] poate fi

considerată egală cu diametrul D al melcului (din motive de continuitate a secţiunii). La

transportoarele-compactoare cu lungimi mari (peste 4000 mm), melcul poate fi format din 2

tronsoane susţinute într-un lagăr intermediar fixat de partea superioară a jgheabului [8].

L =5000 mm

LA =1500 mm

LA + LT =3250 mm

LC =1500 mm

LE =250mm

99

Unghiul β de înclinare faţă de orizontală a transportorului-compactor (fig. 5.6) se

alege astfel încât să se obţină o lumină minimă la gura de evacuare hg min = 1400 mm, punându-

se condiţia ca valoarea unghiului să nu depăşească 35. [8]

β =34,684°

pC

ZONA D

E

EVACUARE

LTL

Dd

LA

pT

ZONA D

E

ALIMENTARE

ZONA D

E

TRANSPORT

ZONA D

E

COMPACTARE

LC

hg

LE

n

Figura 5.6. Schema de principiu a transportorului-compactor [8]

Pasul spirei melcului pT [mm] din zona de alimentare şi transport (fig 5.6) se obţine

plecându-se de la formula debitului volumic Qve [m3/s] transportat de un transportor elicoidal,

şi anume [8]:

cvAQve 610

în care: A [mm2] - aria secţiunii transversale a jgheabului transportorului elicoidal;

v [m/s] – viteza de avans a materialului;

– coeficient de umplere a secţiunii jgheabului;

c – coeficient care ţine seama de înclinarea transportorului.

100

Aplicată în cazul zonelor de alimentare şi transport ale transportorului-compactor şi

explicitată, relaţia devine [8]:

cnpdDQ oTav )(1031.1 2211lim

în care: Qv alim [m3/s] – debitul volumic de alimentare cu materiale reţinute;

D= 250 [mm] – diametrul jgheabului (melcului);

d= 50 [mm] – diametrul arborelui melcului (se poate considera d/D=0,15...0,25);

pT [mm] – pasul spirei melcului din zona de alimentare şi transport;

n= 4 [rot/min] – turaţia melcului care poate lua valori de 3 20 rot/min în cazul

transportoarelor-compactoare care lucrează în agregat cu grătarele şi sitele uzuale;

o =0.2 – coeficientul de umplere a secţiunii jgheabului în zona de alimentare şi

transport, care pentru reţineri cu umiditate de 80% poate fi 0,1 0,35;

c – coeficientul care ţine seama de înclinarea transportorului cu melc a cărui valoare

poate fi determinată cu următoarea relaţie obţinută prin regresie pe baza datelor experimentale

din lucrarea [8]:

027280093,09909083,0

1c

0,516684,34027280093,09909083,0

1

c

în care - unghiul de înclinare faţă de orizontală a transportorului-compactor.

Din relaţia se poate determina relaţia pasului pT[mm] al transportorului-compactor, în

zonele de alimentare şi transport, astfel [8]:

cndD

Qp

o

av

T

22

lim101063358,7

][415,869 516,02,0350250

1046,141063358,722

510

mmpT

101

Pasul spirei melcului pc [mm] din zona de compactare (fig. 5.6) este variabil, în sensul

diminuării sale pe toată lungimea zonei, de aceea se vor defini în continuare: pasul pC int[mm] al

spirei melcului la intrarea în zona de compactare, pasul pC ieş [mm] al spirei melcului la ieşirea

din zona de compactare şi pasul pC m [mm] mediu al spirei melcului în zona de compactare,

care se determină cu următoarele relaţii [8]:

mmpp TC 869,415int

cndD

Qp

av

ieşC

22

lim101063358,7

][ 27,03516.0077,3350250

1046,141063358,722

510

mmpCies

Pasul pC m [mm] mediu al spirei melcului în zona de compactare depinde de modul de

variaţie a pasului spirei melcului în lungul zonei de compactare. Dacă se consideră că variaţia

spirei melcului este liniară, atunci pasul pC ml [mm] mediu al spirei melcului în zona de

compactare se determină cu relaţia [8]:

2int ieşCC

Cml

ppp

][ 221,4492

03,27869,415mmpCml

În zona de compactare definită prin lungimea LC [mm], materialul este aglomerat din

cauza micşorării continue a pasului melcului, dar începe să fie efectiv presat şi deshidratat de-

abia din momentul în care spaţiul din interiorul jgheabului se umple complet cu material [8].

Poziţia secţiunii în care materialul a umplut complet jgheabul faţă de intrarea în zona de

compactare este definită prin distanţa LC1 [mm], parametru care caracterizează de altfel şi

lungimea zonei în care materialul este aglomerat fără a fi însă presat şi deshidratat [8].

În cazul în care se consideră o variaţie liniară a pasului melcului pe lungimea zonei de

compactare, pentru determinarea valorii lungimii LC1 [mm] şi a valorii pasului melcului ppres

[mm] în zona în care jgheabul s-a umplut complet, se utilizează modelul din figura 5.7 în care

sunt reprezentate epurele de variaţieale pasului melcului şi coeficientului de variaţie a secţiunii

în zona de compactare a materialului [8].

102

pC ies

p = ppres

LC1

LC

pT

Figura 5.7. Epurele de variaţie ale pasului şi coeficientului de umplere a secţiunii jgheabului în

zona de compactare a transportorului-compactor [8]

În model se consideră cunoscute valorile pasului melcului şi coeficientului de umplere a

secţiunii la intrarea şi ieşirea din zona de compactare, precum şi faptul că în secţiunea de

umplere completă a jgheabului, definită prin lungimea LC1, coeficientul de umplere a secţiunii

capătă valoarea 1.

Pe baza epurei din figura 5.7 şi utilizând teoremele triunghiurilor asemenea se pot scrie

relaţiile [8]:

C

C

ieşCT

presT

L

L

pp

pp1

C

C

C

CC

o L

L

L

LL 11 11

Prelucrând, rezultă relaţiile lungimii LC1 [mm] şi a pasului ppres [mm] şi anume [8]:

o

oCC LL

1

1

][ 417,1012,0077,3

2,0115001 mmLC

ieşCTo

oTpres pppp

1

][ 307,74527,03869,4152,0077,3

2,01415,869 mmppres

103

Pasul mediu pC1 ml [mm] pe lungimea LC1, în cazul în care variaţia pasului în zona de

compactare este liniară, se determină cu relaţia [8]:

21

presT

mlC

ppp

][ 807,3612

745,307869,4151 mmp mlC

Viteza de avans a materialului în zonele de alimentare şi transport vT [m/s] se


60000

npv T

T

]/[ 0,020760000

3869,415smvT

Viteza de avans a materialului în zona de compactare vc [m/s] este variabilă, valorile

caracteristice ale acestui parametru fiind: viteza vC int [m/s] de intrare a materialului în zona de

compactare, viteza vC ieş [m/s] de ieşire a materialului în zona de compactare, viteza vCm [m/s]

medie a materialului în zona de compactare, care se calculează cu următoarele relaţii [8]:

]/[ 0207,060000

intint smv

npv T

CC

60000

npv

ieşC

ieşC

]/[ 0,001360000

327,03smv ieşC

60000

npv Cml

Cml

]/[ 0,01160000

3221,449smvCml

Viteza vC1 ml [m/s] medie de avans a materialului în zona definită de lungimea LC1 se


600001

npv

pres

mlC

]/[ 0,015

60000

3307,7451 smv mlC

104

În relaţii diferitele valori ale pasului melcului sunt exprimate în [mm], iar valorile

turaţiei melcului în [rot/min].

Timpul în care materialul parcurge zona de alimentare şi transport tAT [s] se determină

cu relaţia [8]:

T

TAAT v

LLt

1000

][ 004,1570207,01000

3250st AT

Timpul tCl [s] în care materialul parcurge zona de compactare, în cazul în care variaţia

pasului melcului este liniară, se determină cu relaţia [8]:

Cml

CCl v

Lt

1000

][ 363,1360,0111000

1500stCl

Timpul tC1l [s] în care materialul parcurge zona definită de lungimea LC1 , în cazul în

care variaţia pasului melcului este liniară, se determină cu relaţia [8]:

mlC

ClC v

Lt

1

11 1000

][ 27,8060,0151000

417,1011 st lC

În relaţii lungimile zonelor sunt exprimate în [mm], iar vitezele de avans ale

materialului în [m/s].

Masa mTAT [kg] maximă de material transportată în zonele de alimentare şi transport

ale transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:

ATamTAT tQm lim

][ 12,56157,0040,11 kgmTAT

105

Masa mTC1 [kg] maximă de material transportată în zona compactare definită de

lungimea LC1, în cazul în care variaţia pasului melcului este liniară, se determină cu relaţia [8]:

lCamTC tQm 1lim1

][ 2,224806,2711,01 kgmTC

Greutatea GTAT [N] maximă a materialului transportat în zonele de alimentare şi

transport ale transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:

gmG TATTAT

][ 123,13681,956,12 NGTAT

Greutatea GTC1 [N] maximă a materialului transportat în zona de compactare

definită de LC1, în cazul în care variaţia pasului melcului este liniară, se determină cu relaţia

[8]:

gmG TCTC 11

][ 21,81781,9224,21 NGTC

Forţa FTAT [N] rezistentă la transportul materialului în zonele de alimentare şi

transport ale transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:

00 sincos TATTATATTAT GGwF

][ 952,221)689,34sin(136,123)689,34cos(136,1235,1 NFTAT

în care: wAT =1,5 – coeficient de rezistenţă la înaintare a materialului prin zonele de

alimentare şi transport ale transportorului-compactor, care ţine seama de frecarea

materialului cu pereţii jgheabului şi suprafaţa melcului, frecarea internă a materialului în

urma deformării masei de material în timpul transportului şi a îndesării materialului în

dreptul lagărelor intermediare; în cazul impurităţilor grosiere, cu umiditate 80%, prelucrate

de către transportorul-compactor, coeficientul wAT de rezistenţă la înaintare poate lua valori

între 1,2 – 2.

5672,00 [rad]- unghiul de referinta al inclinarii axei transportorului fata de orizontală.

106

Forţa FTC1 [N] de rezistenţă la transportul materialului de către transportorului-

compactor se determină cu relaţia [8]:

sincos 1111 TCTCCTC GGwF

][ 294,48)689,34sin(817,21)689,34cos(817,2121 NFTC

în care: wC1 = 2– coeficient de rezistenţă la înaintare a materialului prin zona de compactare

a transportorului-compactor, caracterizată de lungimea LC1, care ţine seama de aceeaşi

factori ca şi în cazul transportului materialului în zonele de alimentare şi transport şi, în plus,

de rezistenţa materialului la îndesare din cauza micşorării pasului melcului în zona de

compactare, în cazul impurităţilor grosiere cu umiditate 80%, prelucrate de transportorul-

compactor, coeficientul wC1 de rezistenţă la înaintare poate lua valori între 1,8 – 2,5.

Puterea PT [W] necesară transportării materialului de către transportorul-compactor

se determină cu relaţia [8]:

mlCTCTTATT vFvFP 11

][ 318,5015,0294,480207,0952,221 WPT

Masa mmelc [kg] a melcului transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:

sparbmelc mmm

][ 183,39708,11475,27 kgmmelc

în care: marb [kg] – masa arborelui melcului;

msp [kg] – masa spirei melcului.

Masa marb [kg] a arborelui melcului se poate determina cu următoarea relaţie [8]:

maarbarb Vm

][ 27,47578500035,0 kgmarb

107

în care: Varb [m3] – volumul arborelui melcului care se poate aprecia în funcţie de profilul

din care este confecţionat acesta, şi anume:

Dacă arborele este confecţionat din ţeavă din oţel:

LsdsV ţeavăţeavăarb 1014,3 9

][ 0,0035500055051014,3 39 mVarb

în care: sţeavă = 5 [mm] – grosimea ţevii;

ρma [kg/m3] – densitatea materialului din care este confecţionat arborele; în mod

uzual se foloseşte oţel care are densitatea de 7850 kg/m3.

Masa msp [kg] a spirei melcului se poate determina cu relaţia [8]:

varspctspsp mmm

][ 11,708254,6454,5 kgmsp

în care: msp ct [kg] – masa spirei melcului în zona în care pasul spirei este constant;

msp var [kg] – masa spirei melcului în zona în care pasul spirei este variabil.

Masa msp ct [kg] a spirei melcului în zona în care pasul acesteia este constant se


T

TAspirămsctsp

p

darctg

LLsdD

m

cos

1

210 9

][ 454,5

415,869

50cos

132502

2

50250785010 9 kg

arctg

m ctsp

108

în care: ρms [kg/m3] – densitatea materialului din care este confecţionată spira melcului; în

mod uzual se foloseşte tablă din oţel care are densitatea de 7850 kg/m3;

sspiră = 2 [mm] – grosimea spirei melcului care are valori uzuale de 1,5 – 3 mm.

L

LA + LT

= =

1

Lcm

msp ct

=

marb

LC

2LC/3

mmelc = marb + msp ct + msp var

msp var

=

2

Figura. 5.8. Determinarea poziţiei centrului de masă al melcului

transportorului-compactor [8]

Masa msp var [kg] a spirei melcului în zona în care pasul acesteia este variabil

depinde de modul de variaţie a pasului spirei melcului în zona de compactare a

transportorului-compactor.

Dacă se consideră că pasul spirei melcului variază liniar pe lungimea zonei de

compactare a transportorului-compactor, atunci masa spirei melcului în această zonă se poate

aprecia cu relaţia [8]:

Cml

Cspirămssp

p

darctg

LsdD

m

cos

1

210 9

var

][ 254,6

221,449

50cos

132502

2

50250785010 9

var kg

arctg

msp

109

Distanţa Lcm [mm] a centrului de masă al melcului transportorului-compactorfaţă de

capătul anterior 1al acestuia se poate determina pe baza schemei din figura 5.8 ţinându-se

seama de următoarele consideraţii:

- centrul de masă al arborelui cu masa marb se găseşte la L/2 faţă de capătul 1 al melcului;

- centrul de masă al spirei melcului, în zona în care pasul acestuia este constant cu masa msp ct,

se găseşte la (LA + LT)/2 faţă de capătul 1 al melcului;

- centrul de masă al spirei melcului în zona în care pasul acestuia este variabil cu masa msp var,

în cazul variaţia spirei melcului este liniară, se găseşte la LA+LT+2LC/3 faţă de capătul 1 al

arborelui.

- conform relaţiilor masa totală a melcului transportorului-compactor este [8]:

mmelc = marb + msp ct + msp var

Distanţa Lcm [mm] se poate calcula cu relaţia [8]:

var

var 3

2

22

spctsparb

CTAsp

TActsparb

cm mmm

LLLm

LLmLm

L

][ 2657,523254,6454,5475,27

3

150023250254,6

2

3250454,5

2

500027,475

mmLcm

Greutatea Gmelc [N] a melcului transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:

gmG melcmelc

][ 385,38481,9183,39 NGmelc

110

Reacţiunile din lagărele melcului transportorului-compactor se determină în cazul

particular în care se consideră că acesta este sprijinit pe două

lagăre care se găsesc în capetele 1 şi 2 (modelul dinamic din figura 5.9.)

L

Lcm

Gmelcsin

Gmelccos

Gmelc

R2n

R1nR1a

2

1

Figura 5.9. Determinarea reacţiunilor din lagărele melcului [8]

transportorului-compactor

Reacţiunile R1n, R1a şi R2n [N] se determină cu relaţiile [8]:

L

GLLR melccm

n

cos)(1

][ 516,1365000

)689,34cos(354,385)2657,5235000(1 NR n

sin1 melca GR

][ 201,688)689,34sin(385,3541 NR a

L

GLR melccm

n

cos2

][ 988,1675000

)689,34cos(385,384523,26572 NR n

111

Momentul Mf1 [Nm] de frecare din lagărul 1 se determină cu relaţia [8]:

)(10 11113

1 axrulaaxrulradrulnradrulf rRrRM

][ 0,287)42,5688,20102,042,5136,51602,0(10 31 NmM f

în care: μrul rad =0,02– coeficient de rezistenţă la rulare între corpurile de rulare şi căile de rulare

ale lagărului 1, pe direcţie radială, care poate lua următoarele valori: 0,08 pentru lagăre de

alunecare; 0,015 pentru lagăre cu rulmenţi cu bile sau cu role; 0,020 pentru lagăre cu rulmenţi

radiali-axiali;

R1n [N] – reacţiunea normală din lagărul 1;

r1 rul rad = 42,5[mm] – raza medie de rulare a lagărului 1, pe direcţie radială;

μrul ax – coeficient de rezistenţă la rulare, pe direcţie axială ale cărui valori pot fi

considerate similare cu cele de la coeficientul de rezistenţă la rulare pe direcţie radială;

R1a [N] – reacţiunea axială in lagărul 1;

r1 rul ax = 42,5[mm]– raza medie de rulare a lagărului 1, pe direcţie axială.

Momentul Mf2 [Nm] de frecare din lagărul 2 se determină cu relaţia [8]:

radrulnradrulf rRM 223

2 10

][ 0,1425,42988,16702,010 32 NmM f

în care: R2n [N] – reacţiunea normală din lagărul 2;

r2 rul rad = 42,5[mm] – raza medie de rulare a lagărului 2, pe direcţie axială.

Puterea PL [W] necesară învingerii frecărilor din lagărele melcului transportorului-

compactor se determină cu relaţia [8]:

3021

nMMP ffL

112

][ 0,13430

3142,0287,0 WPL

în care: n [rot/min] – turaţia melcului.

Puterea PD [W] necesară deshidratării şi compactării materialului prelucrat de

transportorul-compactor este un parametru care se determină prin regresie în funcţie de

diametrul D [mm] al melcului, pe baza datelor de la mai multe tipodimensiuni de transportoare-

compactoare existente în practică, deoarece până în prezent nu a fost întâlnit un model teoretic

în literatura de specialitate consultată [8]:

DPD 610966144,50024558858,0

1

][ 968,103625010966144,50024558858,0

16

WPD

Puterea Ptc [W] necesară acţionării transportorului-compactor se determină cu relaţia

[8]:

DLTtc PPPP

][ 1042,42968,1036134,0318,5 WPtc

113

Concluzii

Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar poluarea acesteia este o

problemă actuală cu consecin�e mai mult sau mai puţin grave asupra populaţiei.

Epurarea apelor uzate are ca obiectiv principal îndepărtarea substanţelor în

suspensie, a substanţelor toxice, microorganismelor, în scopul protecţiei mediului. Epurarea

apelor uzate se realizează în staţii de epurare. Acestea reprezintă ansamblul de construcţii şi

instalaţii, în care apele sunt supuse proceselor tehnologice de epurare, prin care calitatea lor

se modifică, astfel încât să îndeplinească condiţiile prescrise de primire în emisar şi de

îndepărtare a substanţelor reţinute de aceste ape.

O staţie de epurare a apelor poate funcţiona cu una, două sau trei trepte după

provenienţa şi caracteristicile apelor uzate. În lucrarea de fa�ă s-a prezentat o sta�ie de

epurare pentru o localitate cu 50 000 locuitori, în care se dezvoltă diverse industrii. Sta�ia

are două trepte de epurare: mecanică (grătar cilindric fix, sta�ie automată de pompare,

instala�ie compactă de pretratare, decantor primar) �i biologică (bazin de aerare, decantor

secundar, sta�ie de pompare).

În vederea alegerii tipului de transportor, s-au analizat transportoarele cu banda, cu

raclete �i elicoidale, iar ca solu�ie constructivă s-a ales transportorul elicoidal (compactor).

Acesta transportă �i deshidratează materialele re�inute pe grătarul cilindric. Pentru

transportorul discutat s-au efectuat calcule de dimensionare, un desen de ansamblu �i două

desene de execu�ie.

114

Bibliografie

1. Catană Dorin, „Echipamente pentru epurarea apelor”, Edit.Transilvania, 2007

2. Chirilă Elisabeta, „Protec�ia mediului”, Constan�a, 2000

3. Neagoe Gh., ”Depoluarea solurilor �i a apelor subterane”, Edit. Casa Căr�ii de

Stiin�ă, Cluj Napoca , 1997

4. Robesen D. s. a. - Tehnologii, instalatii si echipamente pentru epurarea apei. Ed.Tehnica, Bucuresti, 2000

5. Robescu Dan Robescu Diana - Instalaţii şi ehipamente pentruepurarea apei, Curs Lito, U.P.B., 1995.

6. Executarea şi exploatarea sistemelor de alimentări cu apă şi canalizare a localităţilor – Normativ

7. Victor-Viorel Safta, Magdalena, Laura Toma - Elemente de proiectare a echipamentelor şi instalaţiilor din treapta mecanică a staţiilor de epurare a apelor uzate, Editura Printech, Bucureşti, 2003

8. www.petal.ro9. David Kadislau, Voicu Gheorghe, Rohan Rene, Lisovschi Anca - Sisteme de

transport în agricultură, Îndrumar de proiect, Bucureşti 199210. http://www.om.ugal.ro/om/ro/personal/hm/desc/proiect/ert/transportor.pdf11. Carte de prezentare transport cu raclete12. www. gerom.ro13. www.islaz.ro14. www.tornum.com15. Panaitescu Mariana - Tehnici de epurare ape uzate, Îndrumar de proiectare statie de

epurare, editura Nautica 201116. www.gerom.ro/ro/produse_ro17. Statie de tratare a apelor uzate menajere de tip ADIPUR 6500 ELS -

www.scribd.com

Licenta Iosana Uta

Documents

Transcript of Licenta Iosana Uta