Proiect Calcule-Epurarea Apelor Uzate

download Proiect Calcule-Epurarea Apelor Uzate

of 89

Transcript of Proiect Calcule-Epurarea Apelor Uzate

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURETIFACULTATEA DE ENERGETICAPROIECT - EPURAREA APELORUZATE- CuprinsI. IntroducereII.1. Datele staiei de epurare i alegerea tehnologiei de epurare 2. Proiectarea grtarului; 3. Proiectarea deznisipatorului; 4. Proiectarea separatorului de grsimi; 5. Proiectarea decantorului primar de tip longitudinal; 6. Proiectarea treptei de epurare biologic; 7. Proiectare decantor secundar.III.1.Impactul staiei de epurare asupra mediului 2.Tehnologia de tratare a nmolului;3.Bilanul energetic pe staie i soluii de reducere a consumului energetic4.Costul apei epurate;5.Alegerea unei tehnologiei de epurare avansat cu justificare; 6.Managementul staiei de epurare a apeloruzate.IV. Bibliografie2I. INTRODUCEREEpurarea apelor uzate constituie ansamblul procedeelor fizice, chimice, biologice i bacteriologice prin care se reduce ncrcarea n substane poluante organice sau anorganice i n bacterii n scopul proteciei mediului nconjurtor.(aer, sol, emisar etc.). Ea are ca rezultat obinerea unor ape curate, n diferite grade de purificare funcie de tehnologiile i echipamentele folosite, i unamestec de corpuri i substane care sunt denumite generic nmoluri.Staiiledeepurarereprezintansamblul deconstrucii i instalaii, n care apele de canalizare sunt supuse proceselor tehnologice de epurare, care le modific n aa mod calitile, nct s ndeplineasc condiiile prescrise, de primire n emisar i de ndeprtare a substanelor reinute din aceste ape.n prezent, staiile de epurare pot fi clasificate n dou mari categorii: Oreneti; Industriale.Staiile de epurare oreneti primesc spre epurare ape uzate menajere, industriale, meteorice, de drenaj i de suprafa, n proporii variabile. O dat cu industrializarea puternic a centrelor populate, se poate considera c nu mai exist staii de epurare care trateaz numai ape uzate menajere.Procesele de epurare se clasific n funcie de principalele fenomene pe care se bazeaz n 3 categorii :a) procedeul de epurare fizic denumite n lucrrile mai vechi i mecanice3b) procedeul de epurare biologicc) procedeul de epurare chimica)Tehnologiideepuraremecanic,bazatepeprocesedeepurare mecanic, au ca scop: reinereacorpurilor i suspensiilor mari, operaierealizatn instalaii ca grtare; flotarea (separarea) grsimilor i uleiurilor, realizat n separatoare de grsimi i n decantoare, cu dispozitive de reinere a grsimilor i uleiurilor; sedimentarea sau decantarea pentru separarea materiilor solide n suspensie din apa uzat, prin instalaii de deznisipare, decantare, fose septice i decantoare cu etaj; prelucrareanmolurilor, dupcumsearatlaprocedeelede epurare mecano-biologice.b) Tehnologii de epurare mecano-chimicse bazeaz, n special, pe aciunea substanelor chimice asupra apelor uzate i au ca scop:epurarea mecanic, aa cum a fost descris anterior; coagularea suspensiilor dinap, realizat ncamerele de preparare i dozare a reactivilor, de amestec i de reacie; dezinfectarea apelor uzate, realizat n staiile de clorinare i bazinelor de contact.c) Tehnologii de epurare mecano-biologic, care se bazeaz pe aciunea comun a proceselor mecanice i biologice, avnd ca scop:4 epurarea mecanic, aa cum s-a artat mai nainte; epurarea natural a apelor uzate i a nmolurilor, realizat pe cmpuri de irigare i filtrare, iazuri biologice, pentru apele uzate, i n bazine deschise, de fermentare natural a nmolurilor, pentru nmoluri; epurarea artificial a apelor uzate i a nmolurilor, realizat nfiltrebiologice, bazinecunmol activ, aerofiltre, filtre biologicescufundatei turnetc. (pentruapeleuzate), iar pentru nmoluri, n fose septice, concentratoare sau ngrotoare de nmol, platforme pentru uscarea nmolului, filtre vacuum i pres, incineratoare.II.1.DATELE STAIEI DE EPURARE I ALEGEREA TEHNOLOGIEI DE EPURARESseproiectezeostaiedeepurarepentruunoracuunnumrde locuitori de 80 000. Se consider urmtoarele date: Debitul orar minim Q0 min= 480l/s; Debitul orar maxim Q0 max= 1346.4 l/s; Debitul zilnic mediu Qzi med= 16.000 l/s; Debitul zilnic maxim Qzi max= 19.200 l/s; Concentraia de suspensii solide separabile gravitaionalCSSG=291.66 mg/l; ncrcarea organic CBO5= 250 l/s;5 Concentraia suspensiilor neseparabile gravitaional CSS= 50 mg/l; Concentraia de grsimi i uleiuri CG= 87.5 mg/l; Concentraia de substane anorganice dizolvate Cdiz= 112.5 mg/l; Concentraia de compui de N CN= 41.66 mg/l; Concentraia de compui de P CP= 12.5 mg/l.innd cont de datele de mai sus pentru staia de epurare voi alege tehnologia de epurare mecano - biologic. II.2. Proiectarea grtaruluiConstruciilespecificereinerii corpurilor i suspensiilor mari sunt gratarele i sitele, n care se ren hrtii, crpe, materiale plestice etc. Dac apa este pompat in staia de epurare, sitele i grtarele sunt aezate nainte staiilor de pompare. Grtarele sunt echipamente destinate reinerii prin blocare a corpurilor mari, aflotanilor i asemiflotanilor dinap. Elereincirca3..5%din cantitateadecorpuritransportateceeacereprezint620dm3/locuitori an.Grtare sunt formate din panouri cu bare paralele, echidistante, amplasate n calea apei uzate.Proiectarea se realizeaz la debitul de calcul:Qc=2Q0 max=2*1346.4=2692.8 l/s6Distana dintre barele grtarelor (lumina grtarului) are valori diferite pentru cele dou cazuri:- pentru grtarele rare distana dintre bare este: b= 2,5.5 cm;- pentru grtarele dese distana dintre bare este: b= 1,5.2,5 cm.Grtarelerareaurolul deareinematerii grosieredinapauzat intrat n staie. Grtarele dese au rolul de a reine corpurile grosiere din apauzat.Am ales dinstana dintre bare b = 3 cm i un grtar rar.Limea barelor este s=0,8.1,2 cm i amales s=1 cm.Camera grtarelor trebuie s aib o lime mai mare dect canalul de acces, iar, imediat n aval de grtar, radierul trebuie s fie cobort cu 7,5-15 cm. Limea camerei grtarului este:+max maxh vQbbb sb Bgc vg max= 0,41 m/si am ales vg max= 0.4m/s.hmax=nlimeaapei nfaagrtaruluicaresealege500-600mm hmax=600mm = 0,6 mB= este o lime standard dup ce e calculat se ia din catalog unBst 07 . 2600 4 . 010 8 . 26923max maxh vQbgc m7++ m xbb sx b B 20 . 233 2 . 107 . 2B standardizat = 2.09 m Numrul de bare:bares bBNbare5010 3 10 2 . 110 20902 23 + + Verificare: Vg max = 0,4 1 m/s Viteza apei namonte de grtar, Va, trebuie s fie suficient de mare, pentru a nu se produce depunerea suspensiilor din ap i, n acelai timp, s nu depeasc anumite limite, pentru a nu disloca reinerile de pe grtar.Viteza apei n amonte de grtartrebuie s se ncadreze n intervalul Va = 0,4 0,9 m/sI R C Vh a unde: 611hRnC , (1/n se ia din catalog n ndreptarul de calcule hidraulice pentru cazul betonului de condiie medie). mxxh Bh Bh BARh38 . 06 , 0 2 09 , 26 , 0 09 , 22 2maxmaxmax+++ I=0,001.Se alege din ndrumar n=0,019 c = 1/0,019 x 0,3081/6 = 44.798Va =s m x x / 873 , 01000138 , 0 79 , 44 careaparineintervalului 0,4 0,9 m/s Deci, amobservat ca s-au verificat condiiile urmnd sa-mi aleg gratarul :Tip grtar 1,25 MPutere P = 1.5 KWCantitateadereineri pegrtar sedeterminnfunciededistana dintre barele grtarelor conform tabelului urmtor:b[cm] 1,6 2 2,5 3 4 5[dm3/loc.an] 6 5 3,5 3 2,5 2Pentru b=3 cm 80 000 x 3= 240.000 dm3/loc.an.Pierderea de sarcin prin grtare,h, trebuie aleas astfel nct s nu se produc un remuu prea mare, care s pun sub presiune vanalul de ape uzate, care intr n staie. Pierderea de sarcin se calculeaz cu relaia: sin22gVha = unghi de nclinare a grtarului 600-700 (aleg =600); = n funcie de mai muli parametri; = k1k2k3, unde: 5625 , 1 % 80 % 90 % 60100121 ,_

k m mmk

k2- coeficient n funcie de forma barelor: -seciune rotund 0,74se alege valoare pentru seciune rotund k2=0,74;9 k3=f(a,b)25 , 02max

,_

+ +hheas e ebe=3 cm; hmax= 0,6 m; s=1 cm; h= 1m b=0,714 i a = 0,17 prininterpolare din tabelul de mai jos k3= 0,950,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00 245 51,5 18,2 8,25 4 2 0,97 0,42 0,13 00,2 230 48 17,4 7,7 3,75 1,87 0,91 0,4 0,13 0,010,4 221 46 16,6 7,4 3,6 1,8 0,88 0,39 0,13 0,010,6 199 42 15 6,6 3,2 1,6 0,8 0,36 0,13 0,010,8 164 34 12,2 5,5 2,7 1,34 0,66 0,31 0,12 0,021,0 149 31 11,1 5,0 2,4 1,2 0,61 0,29 0,11 0,021,4 137 28,4 10,3 4,6 2,25 1,15 0,58 0,28 0,11 0,032 134 27,4 9,9 4,4 2,2 1,15 0,58 0,28 0,12 0,043 132 27,5 10 4,5 2,24 1,17 0,61 0,31 0,15 0,06Cu cele 3 valori pentru k se obinem = 1.098O mcolH h202347 , 0 60 sin2893 , 0098 , 1 10Grtar plan cu curire manual:1. umplutur din beton; 2. bar LT 60X8; 3. travers; 4. pasarel11Schema grtarului GPM12. Schema gratarului plan1. Canal ap uzata 2. Zona de bare pentru gratar3. Grebla 4. Rola presoare5. Rola de rulare 6. Lant7. Grup de antrenare 8. Curatitor de grebla9. Plan de descarcareII.3. Proiectarea deznisipatoruluiDeznisipatoarelesunt bazinecaresefolosescpentruseparareadin apeleuzateaparticulelormineralemaimarica0,2mm.Deznisipatoarele sunt folosite,nprezent, nmodcurent, pentruapeleuzateprovenitedin reele dimensionate att n sistem divizor, ct i unitar. Deznisipatoarele care trateazapeuzateprovenitedinsistemul unitar sunt folosite, deobicei, numai pentru debite care depesc 3000 m3/zi(circa 10000 loc). Noi avem un debit de 2692.8 m3/zi cu 80 000 locuitori.n realitate, pe lng substantele minerale se rein n deznisipatoare i cantitai reduse de substantr organice care sunt purtate de particulele 13minerale sau sunt antrenate de ctre acestea n tinpul cderii sau care avnd ovitezdesedimentareegalcuaceeaaparticulelor mineralesedepun npreun cu acestea, n special la viteze mici.Proiectarea deznisipatorului se realizeaz la debitul de calcul egal cu de 2 ori debitul orar maxim. Qc=2Q0 max= 2*1346.4 = 2692.8 l/s Adncimea H este ntre 1,5 i 4 m cu pasul de 0,25.Laundeznisipator, trebuieprevzuteminim2compartimente, ele fiind exploatate periodic, alternativ. Se recomand ca limea unui compartiment s nu depeasc 3,0 m, n compartimente = 2.Seciunea transversal a deznisipatoarelor orizontale se determin cu relaia:0VQActrunde: Qc este debitul de calcul aldeznisipatorului, [m3/s];V0 viteza orizontal, [m/s];Viteza orizontal se va determina n funcie de diametrul particulelor reinute n deznisipator. Se consider ca diametrul particulelor reinute este de 0,2mm i din tabelul urmtor va rezulta viteza orizontal.V[cm/s] 41 30 19 13d[mm] 1 0,50,20,1 V0=19 cm/s = 0,19 m/s14m bHAB Hb BAm HmVQAt rt r c rct r1 4 , 22239 3 , 33 6 0 0 1 91 0 8 . 2 6 9 222 + ) B=2.5 m (din catalog) se alege din catalog curtorul deznisipator tip NA->Nd2-2 cu o suflant tip SRD 20-7,5Seciunea orizontal a deznisipatorului se calculeaz dup formula:scoVQA unde: = coeficient ce ine seama de mai muli parametri, i de aceea se ia 2,2 pentru o eficien de 85%;Vs = viteza de sedimentare, [m/s] care se determin tot n funcie de diametrul particulelor reinute n deznisipator;Vs[cm/s] 14 7,22,3 0,7d [mm] 1 0,50,2 0,1d=0,2 mmVs=2,3 cm/s= 0,023 m/s Ao=71.54 m2Lungimea deznisipatorului se calculeaz cu formula: L=Ao/B=71.54/2.5=57.23 mSe recomand ca raportul ntre lungimea i limea deznisipatorului s fie cuprins ntre 10 i 15.L/B=57.23/2.5=11.44 se ncadreaz ntre 10 i 15.15 Puterea pentru deznisipatorul de L=57.23 m i B=2.5 m este de 0,8 kW cu o rotaie de 750 rot/min.Deznisipator combinat cu separator de grsimi1 - separator grasimi 2 deznisipator3 - zona de nisip 4 - lama racloare5 - lama de grasimi 6 - canal evacuare nisip7 pompa 8 pod9 motorII.4.V.Proiectarea separatorului de grsimiSeparatoarelegrsimi seprevdadeseori lastaiiledeepurarei la unitile care evacueaz n reeaua public de canalizare ape cu concentraii mari de uleiuri minerale, acizi grai, grsimi i alte substane plutitoare.Scopul flotrii esteseparareadinapeleuzate, auleiurilor, grsimilor saua altor substane, mai uoare dect apa, care se ridic la suprafaa acesteia, n zonele linitite i cu vitez orizontal mic.Proiectarea se realizeaz la un debit de calcul Qc =Qzi max = 1346.4m3/h.(se aleg 2 separatoare de grasimi)Suprafaa orizontal (de separare) se calculeaz cu formula:16ascovQAQc este debitul de calcul =Qzimax=1346,4 m3/hvasreprezintviteza ascensional minim i iavalori ntre8i 14 m3/m2h. vas =10 m/h 264 , 134104 , 1346m Ao Normativele prevd un timp de separare de ta= 510 min; timpul mic se consider n cazul insuflrii de aer n bazin. Limea bazinelor de separare se recomand a fi B=2,04,0 mAdncimea H=1,22,75 m, iar lungimea L