1 UNIVERSITATEA PETROL SI GAZE- DIN PLOIETI FACULTATEA: TEHNOLOGIA PETROLULUI I PETROCHIMIE SPECIALIZAREA: INGINERIA PROTECIEI MEDIULUI IN INDUSTRIE PROIECTDE SEMESTRU Tratarea i epurarea apelor reziduale CONDUCTOR PROIECT: ef lucrri dr. ing. Caen Panaitescu STUDENT: Anghel Florin ANUL IV 2011 2 Cuprins 1. Introducere . 3 2. Determinarea gradului de epurare necesar . 6 3. Alegerea variantei tehnologice optime... 19 4. Elaborarea schemei bloc tehnologice .. 34 5. Proiectarea tehnologica a utilajelor 39 3 1. Introducere Epurarea reprezintaprocesulcomplexderetineresineutralizareasubstantelor daunatoaredizolvate,insuspensiesaucoloidaleprezenteinapeleuzateindustrialesau menajereinstatiiepurare.Principalulscopestedeaimbunatatiicalitateaacestorape pentruaputeafideversateinemisarfaraaprejudiciaflorasaufauna.Dupaceapaeste epuratainstatiideepurareeapoatefichiarrefolositainanumitedomeniisauprocese tehnologice. Epurarea apeloruzatepoatefiinfunctiedecaracteristicileapeisidecerintele evacuariiinemisarmaimultsaumaiputincomplexaastfelavandstatiiepuraresimple mecano-biologicesaustatiiepurarecomplexe.Apeleuzatecucaracterpredominant anorganic vor fi tratate in statii de epurare numai prin mijloace fizico-chimice de retinere sineutralizare:sedimentare,neutralizare,precipitare,coagulare,floculare,adsorbtiepe carbune activ, schimb ionic. Apele uzate cu un caracter predominant organic sunt epurate intr-o statie de epurare prin procedee fizico-chimico-biologice. Epurarea apelor uzate in statii de epurare se imparte in : retinerea sau neutralizarea substantelor nocive; prelucrarea substantelor rezultate din prima operatiune denumite namoluri. Progreselerealizateinultimiledeceniiindomeniulepurariiapeloruzateaudus nemijlocitlaconstructiaunorstatiideepuraremaijudiciosconceputesiinspecialmai economice. Epurareaapelorinstatiideepurareseurmaresteprindeterminariinaintesidupa intrarea in statie: reactia pH; suspensii solide fixe si volatile; 4 CBO 5 consumul biochimic de oxigen la cinci zile, in mg/l, necesar pentru oxidarea biochimica a materiilor organice la o temperatura de 20C si in conditii de intuneric; CCO consum chimic de oxigen, in mg/l, pentru oxidarea sarurilor minerale oxidabile siasubstantelororganice,bazatpebicromatsaupermanganatdepotasiu;intreceidoi indicatoriexistaurmatoarelecorelatiiCCO=CBO21,CCO=1,46CBO5,iarpentru prezenta in apa a substantelor organice nebiodegradabile CCO > CBO21; prezenta azotului intalnit sub forma de amoniac liber, azot organic, azotati si azotiti; prezenta microorganismelor, care sunt de diverse tipuri, unele contribuind procesul de epurare,iaralteleceproducbolisiinfectiilaoamenisianimale;prezentaacestora conduce la necesitatea dezinfectarii apei la iesirea din statia de epurare. Epurarea apei in statii de epurare se realizeaza in mai multe trepte si anume: treapta primara,treaptasecundarasitreaptatertiara.Caprodusifinaliaiprocesuluideepurare dintr-ostatiedeepurarerezulta:apapurificataindiferitegrade,functiedeprocesside starea ei initiala, precum si namoluri. Schemadeepurare sealegepebazaunorcalcule tehnico-economice comparative intremaimultevariantefacuteprinconsiderareamaimultorfactorica:existentade terenuridisponibilepentrustatiideepuraresaueconomicinaptepentrualtefolosinte, posibilitateaasigurariizoneideprotectiesanitarainjurulstatieideepurare, obligativitatea asigurarii gradului de epurare necesar, distanta fata de emisarul in care se deverseaza apele purificate, cantitatile de namoluri rezultate in fiecare proces de epurare siposibilitatilededepozitaresaudedistrugerealor,posibilitateaasigurariistatieide epurare cu personal calificat. Infunctiedevolumuldeapaepuratazilnicsidenaturaapelorsepoateoptadin punctdevedereeconomicsiconstructivpentrurezervoaredindiferitematerialesau bazine din beton. 5 Tipuri de instalatii de epurare: -separatoaredegrasimi-reducereagrasimilor-suntutilizateingeneralderestaurante, fastfood-uri,cantine,carmangeriiinaintededeversareaincanalizaresauinstatiede epurare; -separatoaredehidrocarburi;-reducereauleiurilorsihidrocarburilor-suntutilizatein service auto si in parcari; - statie epurare ape menajere individuale; -statieepurareapemenajerepentrucomunitati;-statiideepurareconventionalesau SBR; - statii epurare ape industriale; - statii de epurare conventionale sau SBR; - sisteme recirculare apa spalatorii auto. Uneledinproceselecareaulocintr-oasemeneainstalatiepotfiaccelerateprin dozarea controlata de spori bacterieni, nutrienti, neutralizanti etc. 6 2. Determinarea gradului de epurare necesar Gradul de epurare (GE) este definit ca procentul de reducere, ca urmare a epurrii, a uneipariidinelementepoluantedenaturfizic,chimicibiologicdinapeleuzate astfelnctconcentraiaramasnapaepuratsreprezintesaussencadrezen valoarea limit admisibil stabilit prin NTPA 001/2005. Dupatipulapeidesuprafa,deosebimtreicategoriideapedesuprafacarepotfi supuse procesului de epurare, i anume: ape potabile, ape de agrement i ape industriale. Formula general pentru calculul gradului de epurare (GE) este: , 100 -=if icc cGE%(1.1)unde:ciconcentraiainitialapoluanilordinapeleuzatepentrucaresedetermina gradul de epurare (mg/l); cfconcentraiafinalapoluanilordinapeleuzatedupaprocesuldeepurare (mg/l). Se definete gradul de dilutie, notat cu d, care se determin cu relaia: ,qQde= (1.2) unde: Qe debit de emisar (m3/s); q debit de ape uzate considerat a fi debitul maxim zilnic (m3/s). nlocuind cu valorile cunoscute din tema de proiectare, avem: Qe = 50 m3/s; q = 790 m3/h = 0.219 m3/s. 83 . 22219 . 05= = d 7 Avndnvederefaptulcdiluianuserealizeaznbunecondiiinpunctulde deversareaapeiuzatenemisaridectdupaoanumitlungimeacursuluideap( Lamestec ),se va calcula un coeficient de diluie real d cu relaia: ,'qQ ade-= (1.3) unde:a coeficient de diluie corespunztor seciunii considerate. Se calculeaz n dou moduri: a = 0.7 0.9 (cu precizarea ca numain seciunea de amesteccomplet, seciune ideala, teoretic, poate avea o valoare egal cu unitatea ). Se adopt a = 0.8. 26 . 18219 . 05 8 . 0'=-= d Acest coeficientde diluie poate fi determinat i cu ajutorul unei formule stabilit de I.B. Rozdiler: '1133L a eL aeqQea+= (1.4) unde:o- coefficient ce caracterizeaza elementele hidraulice ale emisarului asupra desfasurarii procesului de autoepurare, respective asupra amestecarii si dilutiei si se calculeaza cu relatia lui Frolov: ' 3qDT- - = | o(1.5)

unde:- coeficient care arat modul de evacuare al apei epurate n emisar. Poate lua urmatoarele valori: = 1 evacuarea se face la mal; = 1.5 evacuarea se face n talveg ( n mijlocul curgerii ); = 3 -evacuarea se face ntr-o instalaie de dispersare n emisar. 8

Se adopt= 1.5 ( viteza maxim de curgere ); | -coeficientdesinuozitatealrului.Secalculeazprinraportulntredistana real dup talveg (L) i distana n linie dreapt (L) ntre seciunea de evacuarea a apelor i seciunea examinat. Din tema de proiectare|= 1.2; DT coeficient de difuzie turbulent, care se calculeaz cu relaia: ;200H vDT-= [m2/s] (1.6) vvitezamediedecurgereaemisarului(m/s);v=1.5m/s(dintemade proiectare); H adncimea medie a emisarului (m). Se adopt H = 1.8 m; ; 0135 . 02008 . 1 5 . 1=-=TD 775 . 0169 . 00135 . 02 . 1 5 . 13= - - = o Ldistanarealduptalvegdelapunctuldevarsarealapeloruzate,nseciunea transversal examinat (m). n calcul se consider situate la 1 km amonte de seciunea de folosin, care se consider a fi de 15 km. L = 15 1 = 14 Km = 14000 m; q debit de ape uzate (m3/s); q = 0.219 m3/s; Se determina coeficientul de diluie: 99 . 0219 . 05113314000 775 . 014000 775 . 0=- +=eea 9 Calculam d prin doua variante: Pentru a = 0.8 26 . 18219 . 05 8 . 0'=-= dPentru a = 0.99 60 . 22219 . 05 99 . 0'=-= d Se calculeaz lungimea de amestec ( Lamestec), lungimea dupa care se consider ca s-a realizat amestecul complet ntre apa uzat epurat i apa emisarului. Se calculeazLamestec cu relaia:

3) 1 (lg3 . 2((

- + -- =q aq Q aaLeam (m); (1.7) Se compar valorile lui Lam cu L; Lams L. Se folosesc ambele valori ale lui a. Pentru a = 0.8 95 . 216219 . 0 ) 8 . 0 1 (219 . 0 5 8 . 0lg8 . 03 . 23=((

- + -- =amLm L = 14000 m; Lam < L;Pentru a = 0.99 37 . 371219 . 0 ) 99 . 0 1 (219 . 0 5 99 . 0lg99 . 03 . 23=((

- + -- =amLm Lam < L. Dupdeterminarealuia,secalculeazgradeledeepurarenecesarepentrupoluanii majorisaucantitateadeO2 dizolvat,astfelncatdupepurare,iamestecarecuapele 10 emisarului,acestadinurmssencadrezenNormativul1146/2002.Conformacestui normativ: CBO5 = 5 mg/l; CCO Cr = 10 mg/l; Ntotal = 4 mg/l; O2diz = 6 mg/l. A.Calculul gradului de epurare necesar dupa materii n suspensie Se calculeaz gradul de epurare cu ajutorul relaiei: 100 -=issfssssicc cGE(%)(1.8) unde:ciss cantitateademateriinsuspensiidinapauzatintrnstaiadeepurare; din tema de proiectare ciss = 414 mg/l; cfss cantitateademateriinsuspensiedinapauzatcarepoatefievacuatn emisar ( din NTPA 001/2005); cfss = 60 mg/l. % 64 . 88 10052860 528= -= GE B.Calculul gradului de epurare dup materia organic exprimat prin CBO5 Se calculeaz prin trei metode: -Seineseamapelangdiluieiametecareidecapacitateade autoepurare a apei, ca urmare a oxigenrii/reoxigenrii la suprafa; -Se ine cont numai de diluie i amestecare; -Se ine cont de prevederile NTPA 001/2005. 11 a)Seianconsiderarediluia,amestecareaicapacitateadeautoepurareaapei.La baza calculrii gradului de epurare, n ceea ce privete CBO5 st ecuaia de bilan:

amCBO et K rCBO et K u aCBOC Q a q C Q a C q52515) ( 10 10. .- - - = - - - + - -- - (1.9) . .5u aCBOC - concentraia de substane organice exprimate prin CBO5 la gura de vrsare n emisar ( mg O/l); q debit masic zilnic de ap uzat; 10-K1t termen ce ine cont de procesul de autoepurare a apei unde K1 constanta de consum a O2 a carei valoare este impus prin tema de proiectare in zile-1; K1 = 0.1zi-1; t=timpulntreseciuneadeevacuaresiceadecalcul(zile);sedetermincu relaia:

vLt =zile;(1.10) L lungimea de la talveg la punctul de calcul (m); L = 14000m; v viteza de curgere a apei (m/s); v = 1.5 m/s; a coeficient de diluie; Qe debit de emisar (m3/s); Qe = 5 m3/s; rCBOC5- concentraia de substane organiceexprimate prin CBO5 a apein amonte de gura de vrsare (mg/l); rCBOC5= 2 mg/l; K2 constanta de oxigenare a apei emisarului; Emisarcuvitezafoartemic;mic;mare;foartemare,nfunciede temperatur. La10Cseconsideremisarcuvitezmicadecurgerecuvaloarea coeficientului de deversare K2 = 0.17 zile-1;

12 amCBOC5-concentraiadesubstaneorganiceexprimatesubformadeCBO5 dupa seciuea de amesctec (mg/l). n general se impune amCBOC5= 7mg/l. ; 108 . 086400333 . 9333333 . 93335 . 114000zile s t = = = = ); / (1010 ) (12. . 5 55l mgqC Q a C q Q aCt Kt K rCBO eamCBO eu aCBO-- - - - + -= (1.11)Pentru a = 0.8 35 . 10210 219 . 010 2 5 8 . 0 7 ) 219 . 0 5 8 . 0 (108 . 0 1 . 0108 . 0 17 . 0. .5=-- - - - + -=- - u aCBOCmg/l Pentru a = 0.99 9 . 12410 219 . 010 2 5 99 . 0 7 ) 219 . 0 5 99 . 0 (108 . 0 1 . 0108 . 0 17 . 0. .5=-- - - - + -=- - u aCBOCmg/l Gradul de epurare se calculeaz cu relaia: 10055 5. .-=iCBOu aCBOiCBOCC CGE(%)(1.12) iCBOC5= 618 mg/l; 80 . 796189 . 124 618== GE% b)Se ine cont de diluie i amestecare La baza calcului gradului de epurare in ceea ce priveste material organica exprimata prin CBO st ecuaia de bilan este: 13 ; ) (5 5 5. . amCBO erCBO eu aCBOC Q a q C Q a C q - - + = - - + - (1.14) ( )amCBOrCBOamCBOe u aCBOrCBO eamCBO eu aCBOC C CqQ aCqC Q a C q Q aC5 5 5 55 55. . . .) (+ -= - - - + -= Pentru a = 0.8 ( ) 7 2 7219 . 05 8 . 0. .5+ -=u aCBOC= 98.32 mg/l; Pentru a = 0.99 ( ) 01 . 120 7 2 7219 . 05 99 . 0. .5= + -=u aCBOCmg/l; 36 . 6738432 . 98 384== GE%;

04 . 6038401 . 120 384== GE%. c)Se ine cont de valoarea impus pentru CBO5 prin NTPA 001/2005 Gradulde epurare se calculeaz cu ajutorul relaiei: 10055 5.-=iCBONTPACBOiCBOCC CGE(%)(1.15) .5NTPACBOC= 25 mg/l (NTPA 001/2005) 95 . 9561825 618== GE%. C.Calculul gradului de epurare dupa O2 dizolvat a)Se calculeazaCamCBO5al celor doua tipuri de ape (uzate si emisar) imediat dup gura de vrsare. 14

max5D F CamCBO- =(mg/l);(1.16) unde: F factor maxim de diluie care ia valori ntre 1.5 2.5. Se adopt F = 2; Dmax deficit maxim de oxigen n aval de seciunea de evacuare i care rezult din diferena dintre oxigenul la saturaie i oxigenul care trebuie s existe n orice moment n ap. Dmax = OS OR(1.17 )

ORconcentraiaoxigenuluinapareceptoare,concentraieceartrebuisexiste permanent n apa; OR = 6 mg/l; OS concentraia oxigenului dizolvat la saturaie pentru temperatura de 20C; OS = 9.2 mg/l; Dmax = 9.2 6 = 3.2 mg/l; 4 . 6 2 . 3 25= - =amCBOCmg/l. Se aplic ecuaia de bilan, care permite calcularea concentraiei de materiei organica in ceea ce priveste CBO5 pentru apa epurata deversata in apa receptoare: qC Q a C Q a qCC Q a q C Q a C qrCBO eamCBO eu aCBOamCBO erCBO eu aCBO5 555 5 5) () (. .. .- - - - += - - + = - - + - (1.18) Pentru a = 0.8 77 . 86219 . 02 5 8 . 0 4 . 6 ) 5 8 . 0 219 . 0 (. .5=- - - - +=u aCBOCmg/l; Pentru a = 0.99 85 . 105219 . 02 5 99 . 0 4 . 6 ) 5 99 . 0 219 . 0 (. .5=- - - - +=u aCBOCmg/l 15 b)Se calculeaza valoarea concentratiei de materie organica exprimata prin CBO dupa 20 zile: . . . .5 2046 . 1u aCBOu aCBOC C - =(mg/l) 68 . 126 77 . 86 46 . 1. .20= - =u aCBOCmg/l; 54 . 154 85 . 105 46 . 1. .5= - =u aCBOCmg/l; rCBOrCBOC C5 2046 . 1 - =(mg/l) 92 . 2 2 46 . 120= - =rCBOCmg/l. c)Se calculeaza deficitul de oxigen din apa de suprafata in amonte de gura de varsare, dupa ce in prealabil s-a calculat amCBOC20. erCBO eu aCBOamCBOQ a qC Q a C qC- +- - + -=20 2020.. . (mg/l) (1.19) 3441 . 95 8 . 0 219 . 092 . 2 5 8 . 0 68 . 126 219 . 020=- +- - + -=amCBOCmg/l 3438 . 95 99 . 0 219 . 092 . 2 5 99 . 0 54 . 154 219 . 020=- +- - + -=amCBOCmg/l Se calculeaza deficitul de oxigen ca fiind diferenta dintre concentratia oxigenului dizolvat la saturatie si concentratia de oigen dizolvata, care ar trebui sa existe in apa de suprafata: DO = OS Or (mg/l)(1.20) unde: OS oxigen la saturatie in functie de tipul emisarului (la temperature de 10C); OS = 11.3 mg/l; Or cantitatea minima de oxigen din apa emisarului ( Ordin 1146/2002);16 Or = 6 mg/l. DO = 11.3 6 = 5.3 mg/l. d)Secalculeazatimpulcriticlacareserealizeazadeficitulmaximdeoxigen(dupa gura de varsare din apa emisarului). ( )1 211 212201 lgK KK CK K DKKtamCBOocr)`(((

-= (zile)(1.21) ( )153 . 01 . 0 17 . 01 . 0 3441 . 91 . 0 17 . 0 3 . 511 . 017 . 0lg=)`((

-=crtzile ( )154 . 01 . 0 17 . 01 . 0 3438 . 91 . 0 17 . 0 3 . 511 . 017 . 0lg=)`((

-=crtzile e)Se calculeaza deficitul critic (Dcr) de oxigen cu relatia: cr cr crt KOt K t KamCBOcrDK KC KD2 2 11 2110 ) 10 10 (5 - + -= , (1.22) 306 . 5 10 3 . 5 ) 10 10 (1 . 0 17 . 03441 . 9 1 . 0153 . 0 17 . 0 153 . 0 17 . 0 153 . 0 1 . 0= - + -=- - - crD 306 . 5 10 3 . 5 ) 10 10 (1 . 0 17 . 03438 . 9 1 . 0154 . 0 17 . 0 154 . 0 17 . 0 154 . 0 1 . 0= - + -=- - - crD f)Se compara valoarea deficitului critic prin determinarea concentratiei minime de oxigen in apa emisarului COmin = OS Dcr, (1.23) OS = 11.3 mg/l (la 10C); 17 COmin = 11.3 5.306 = 5.994 mg/l > 4 mg/l; COmin = 11.3 5.306 = 5.994 mg/l > 4 mg/l. D.Determinarea gradului de epurare in ceea ce priveste consumul chimic de oxigen Calculul consumului chimic de oxigen se face cu ajutorul relatiei: 100. .-=iCBOCru aCBOCriCBOCrCC CGE(%) (1.24) unde: iCBOCrC-concentratiainitiala a materiei organice la intrarea in statia de epurare, exprimata prin CCO-Cr;

. .u aCBOCrC- concentratia de materie organica exprimata prin CCO-CR in apa epurata deversata in emisar, ce corespunde valorii din NTPA 001/2005; . .u aCBOCrC= 125 mg/l 61 . 82719125 719== GE% E.Determinarea gradului de epurare in ceea ce privete azotul total Se calculeaza gradul de epurare (GE) cu formula: 100 -=iNfNiNCC CGE(%)(1.25) unde: iNC- cantitatea de N2 total la intrarea in statia de epurare; iNC= 86.00 mg/l;

fNC- cantitatea de N2 total la iesirea din statia de epurare conform NTPA 001/2005; 18 fNC= 15 mg/l. % 56 . 82 1008615 86= -= GE 19 3. ALEGEREA VARIANTEI TEHNOLOGICE OPTIME Pentru epurarea apelor uzate s-a ales o schema tehnologica alcatuita din doua trepte de epurare: una mecanica sic ea de-a doua treapta biologica. Procedeeledeepuraremecanobiologicasebazeazapeactiuneacomunaa proceselor meanice, chimice si biologice si pot avea loc in conditii naturale (campuri de irigare si de filtrare, iazuri biologice etc.) sau in conditii artificiale prin fitrare biologica ( filterbiologicedemicasaumareincarcare,filterbiologicescufundate,filterturn, aerofiltre)sauinbazinedeaerarecunamolactivedemicasaudemareincarcare,cu aerare normala sau prelungita. Constructiilesiinstalatiileincareserealizeazaproceselebiochimicedeepurare biologicaalcatuiesctreaptasecundaraastatieideepurare,avanddreptscopfinal retinereamateriilorsolideinsolutiisiinspecialacelororganice.Namolulprodusin treaptabiologicaesteretinutprindecantare,indecantoaresecundare,numitesibazine clarificatoare.Inaceastaetapadeepuraresuntnecesare,datfiindcomplexitatea proceselor, unele constructii si instalatii de deservire ( pentruproducerea si introducerea artificialaaaerului,statiidepomparesiconductepentrutransportulsidistributia namolului active etc.). In conditiile functionarii normale a treptei de epurare primare si secundare, eficienta acestora exprimata prin gradul de epurare realizat in ceea ce priveste materiile organice si a materiilor in suspensie, separabile prin decantare, poate fi apreciat la 75 92%. Epurareamecanobiologicanaturalaconstituieosolutieobisnuitapentru numeroase statii de mica capacitate, deoarece in acest scop se poate folosi emisar terenul dinapropieresaudepresiuneadeterenfaraapa,inlocsaseconstruiascauncanallung pana la receptor. In acest scop, se aplica tehnica de infiltrare subterana ( puturi absorbante sau campuri de filtrare) si de irigare subterana. Puturile absorbante ( utilizate tot mai rar) constituie o sulutie admisibila numai cand terenul este permeabil sinu afecteaza calitatea apei freatice care se gaseste la mare adancime. De obicei aceste epurari necesita pompari; statia de pompare se monteaza inainte sau dupa fasa septica. 20 Epurarea mecano biologica artificiala se realizeaza in filter biologice si bazine de aerare cu namol active. Filtrele biologice sunt preferate bazinelor de aerare deoarece sunt mai simplu de realizat si rezista la socuri hidraulice. Se folosesc filtre obisnuite de mica incarcare,filtrebiologicecudiscuri,filtrebiologicescufundate,transeefiltranteetc.in ceea ce priveste bazinele de aerare cu namol active, utilizarea lor comporta deci gratare, decantoare, bazine de aerare, decantoare secundare, spatii pentru fermentare si platforme deuscareanamolurilor.Ingeneral,sepreferabazinelepentruoxidareatotala,bazinele combinate, santurile de oxidare etc. Pentru alegerea variantei optime, se considera urmatoarele variante pentru care vom calcula concentratiile intermediare pentru solidele in suspensie, CBO5, CCO-Cr si N2 pe fiecaretreapta.SevorcomparacuvaloriledinNTPA001/2002pentru verificareagradului de epurarea necesar. Avem urmatoarele caracteristici initiae ale influentului ( apa uzata municipala): -CSSi=528 mg/l; - CBO5 = 618 mg/l; - CCO-Cr = 719 mg/l; -862 =iNmg/l. Pentrufiecareutilajavemeficientaconstructiilordeepurare,exprimatain%.Cu ajutorul acestorgrade de epurare standard, calculam concentratia la iesrecarereprezinta si intrarea in urmatoarea treapta. Folosim urmatoarea relatie:

100100i ifc GE cc- -=(mg/l)(2.1) 21 3.1 Calculul concentratiilor intermediare, realizate pentru etapele de epurare mecanica, biologica si verificarea realizarii gradului de epurare necesar. Schema 3.1 . Epurarea mecanica Apa uzata Apa epurata G/S gratare/site Dz deznisipator D.P. decantor primar a)Pentru solidele in suspensie: Gratare/site: GE=5% ;

528 mg/l 6 . 501100) 5 100 ( 528==fcmg/l ; Deznisipator: GE=50% ;

501.6mg/l 8 . 250100) 50 100 ( 6 . 501==fc mg/l ; Decantor primar: GE=50% ;

250.8mg/l 4 . 125100) 50 100 ( 8 . 250==fcmg/l ; CamparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg css/ 60 = ,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimaredecatvaloareadinNTPA 001/2005. b)Pentru CBO5: Gratare / site : GE=0% ;

618 mg/l 618100100 6185==fBOcC mg/l Deznisipator : GE=30% ;

618 mg/l G/SDz D.P. 22 6 . 432100) 30 100 ( 618==fcmg/l Decantor primar : GE=35%;

432.6 mg/l 19 . 281100) 35 100 ( 6 . 4325==fBOcCmg/l CamparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg cCBO/ 255= ,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimaredecatvaloareadinNTPA 001/2005. c)Pentru CCO-Cr : Gratare/site : GE =0%;

=719 mg/l 495100) 0 100 ( 495==fCr CCOcmg/l Deznisipator : GE=30% ;;

495 mg/l 3 . 501100) 30 100 ( 719==fc mg/l Decantor primar : GE=35% ;

=503.3 mg/l 15 . 327100) 35 100 ( 3 . 503==fCr CCOc mg/l Camparand cu valoarea din NTPA 001/2005 , conform careial mg cCr CCO/ 125 =, se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimaredecatvaloareadinNTPA 001/2005.

23 d)Pentru N2 : Gratare /site : GE =0% ;

86mg/l 86100) 0 100 ( 862==fNc mg/l Deznisipator : GE= 35% ;

= 86mg/l 9 . 55100) 35 100 ( 862==fNcmg/l Decantor primar : GE= 35% ;

= 55.9 mg/l 34 . 36100) 35 100 ( 9 . 552==fNc mg/l CamparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg cN/ 152 = ,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimaredecatvaloareadinNTPA 001/2005. Schema 3.2Epurarea mecano-chimica

= mg G/S gratare/site Dz- deznisipator D.P.-decantor primar C-F- coagulare-floculare a)Pentru solide in suspensie Gratare/site : GE=5% ;

= 528 mg/l Apauzata

G/S Dz C-F D.P. Apa epurata 24 100) 5 100 ( 528 =fssc = 501.6mg/l Deznisipator : GE= 50% ;

=501.6 mg/l ==100) 50 100 ( 6 . 501fssc 250.8 mg/l Coagulare /floculare : GE=50% ;

=250.8 mg/l 100) 50 100 ( 8 . 250 =fssc =125.4 mg/l Decantor primar : GE=50% ;

=125.4 mg/l 100) 50 100 ( 4 . 125 =fssc = 62.70 mg/lCamparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg css/ 60 = ,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimicdecatvaloareadinNTPA 001/2005. a) Pentru CBO5: Gratare/site : GE=0% ;iCBOc5=618 mg/l618100) 0 100 ( 6185==fCBOc mg/l Deznisipator :GE=30% ;iCBOc5=618 mg/l 6 . 432100) 30 100 ( 6185==fCBOcmg/l Coagulare-floculare : GE= 50% ; iCBOc5=432.6 mg/l 3 . 216100) 50 100 ( 6 . 4325==fCBOc mg/l 25 Decantorul primar : GE=35% ; iCBOc5= 216.3 mg/l 60 . 140100) 35 100 ( 3 . 2165==fCBOcmg/l CamparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg cCBO/ 255 = ,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimaredecatvaloareadinNTPA 001/2005. c) Pentru CCO-Cr : Gratare/site : GE=0%;

= 719mg/l 719100) 0 100 ( 719==fCr CCOc mg/l

Deznisipator : GE=30%;

= 719 mg/l 3 . 503100) 30 100 ( 719==fCr CCOc mg/l Coagulare-floculare : GE=50%;

= 503.3 mg/l 65 . 251100) 50 100 ( 3 . 503==fCr CCOcmg/l Decantor primar : GE=35%;

= 251.65 mg/l 57 . 163100) 35 100 ( 65 . 251==fCr CCOcmg/l Camparand cu valoarea din NTPA 001/2005 , conform careial mg cCr CCO/ 125 =, se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimicdecatvaloareadinNTPA 001/2005. 26 d)Pentru N2 Gratare-site : GE=0% ; =iNc286 mg/l 86100) 0 100 ( 862==fNc mg/l Deznisipator : GE=35%;=iNc2 86mg/l 9 . 55100) 35 100 ( 862==fNcmg/l Coagulare-floculare : GE=70%; =iNc2 55.9mg/l 77 . 16100) 70 100 ( 9 . 552==fNc mg/l Decantor primar : GE=35%; =iNc2 16.77mg/l 9 . 10100) 35 100 ( 77 . 162==fNc mg/l Camparand cu valoarea din NTPA 001/2005 , conform careial mg cN/ 152 = , se constata ca valoarea obtinuta prin calcul este mai mare decat valoarea din NTPA 001/2005. Schema 3.3. Epurarea mecano-biologica Apauzata G/S Dz D.P. B.N.A. D.S.Apaepurata 27 G/S gratare/site Dz deznisipator D.P.- decantor primar B.N.A.- bazin cu namol activ D.S.- decantor secundar a)Pentru solide in suspensie Gratare/site : GE=5% ;

=528mg/l 6 . 501100) 5 100 ( 528==fcmg/l Deznisipator : GE= 50% ;

=501.6 mg/l 8 . 250100) 50 100 ( 6 . 501==fcmg/l Decantor primar : GE=50% ;

= 250.8 mg/l 4 . 125100) 50 100 ( 8 . 250==fcmg/l Bazin cu namol activ : GE=80%;

=125.4 mg/l 08 . 25100) 80 100 ( 4 . 125==fc mg/l CamparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg css/ 60 = ,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimicadecatvaloareadinNTPA 001/2005. 28 b) Pentru CBO5: Gratare/site : GE=0% ;iCBOc5= 618 mg/l 618100) 0 100 ( 6185==fCBOcmg/l Deznisipator :GE=30% ;iCBOc5= 618 mg/l 6 . 432100) 30 100 ( 6185==fCBOc mg/l Decantorul primar : GE=35% ; adoptam GE=50% ;iCBOc5= 432.6 mg/l 19 . 281100) 35 100 ( 6 . 4325==fCBOc mg/l Bazin cu namol activ : GE=80%; iCBOc5= 281.19 mg/l 24 . 56100) 80 100 ( 19 . 2815==fCBOc mg/l CamparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg cCBO/ 255 = ,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimaredecatvaloareadinNTPA 001/2005. c) Pentru CCO-Cr : Gratare/site : GE=0%;

= 719 mg/l 719100) 0 100 ( 719==fCr CCOcmg/l

Deznisipator : GE=30%;

=719 mg/l 3 . 503100) 30 100 ( 719==fCr CCOcmg/l29 Decantor primar : GE=35%;

= 503.3 mg/l 15 . 327100) 35 100 ( 3 . 503==fCr CCOc mg/l Bazin cu namol activ : GE=80%; iCBOc5= 327.15 mg/l 43 . 65100) 80 100 ( 15 . 327==fCr CCOc mg/l Camparand cu valoarea din NTPA 001/2005 , conform careial mg cCr CCO/ 125 =, se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimicadecatvaloareadinNTPA 001/2005. d)Pentru N2 Gratare-site : GE=0% ; =iNc2 86mg/l 86100) 0 100 ( 862==fNc mg/l Deznisipator : GE=35%;=iNc286mg/l 9 . 55100) 35 100 ( 862==fNc mg/l Decantor primar : GE=35%; =iNc255.9mg/l 34 . 36100) 35 100 ( 9 . 552==fNc mg/l Bazin cu namol activ : GE=80%;=iNc2 36.34mg/l 27 . 7100) 80 100 ( 34 . 362==fNc mg/l 30 Camparand cu valoarea din NTPA 001/2005 , conform careial mg cN/ 152 = , se constata ca valoarea obtinuta prin calcul este mai mica decat valoarea din NTPA 001/2005. Schema 3.4. Epurarea mecano-biologica a)Pentru solide in suspensie Gratare/site : GE=5% ;

= 528 mg/l 6 . 501100) 5 100 ( 528==fc mg/l Deznisipator : GE= 50% ;

=501.6mg/l 8 . 250100) 50 100 ( 6 . 501==fcmg/l Decantor primar : GE=50% ;

= 250.8mg/l 4 . 125100) 50 100 ( 8 . 250==fc mg/l Filtru biologic : GE=80%;

= 125.4mg/l 08 . 25100) 80 100 ( 4 . 125==fcmg/lAdsorbtie pe carbune activ : GE=75%;

= 25.08mg/l 27 . 6100) 75 100 ( 08 . 25==fc mg/l Camparand cu valoarea din NTPA 001/2005 , conform careial mg css/ 60 = , se constata ca valoarea obtinuta prin calcul este mai mica decat valoarea din NTPA 001/2005. 31 b) Pentru CBO5: Gratare/site : GE=0% ;iCBOc5= 618 mg/l 618100) 0 100 ( 6185==fCBOc mg/l Deznisipator :GE=30% ;iCBOc5= 618mg/l 6 . 432100) 30 100 ( 6185==fCBOc mg/l Decantorul primar : GE=35% ; adorptm GE=50% ;iCBOc5= 432.6 mg/l 19 . 281100) 35 100 ( 6 . 4325==fCBOc mg/l Filtru biologic : GE=75% ; iCBOc5= 281.19 mg/l 29 . 70100) 75 100 ( 19 . 2815==fCBOcmg/l Adsorbtie pe carbune activ : GE=75% ; iCBOc5= 70.29 mg/l 57 . 17100) 75 100 ( 29 . 705==fCBOc mg/l CamparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg cBO/ 255 =C,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimicadecatvaloareadinNTPA 001/2005. 32 c)Pentru CCO-Cr : Gratare/site : GE=0%;

= 719 mg/l 719100) 0 100 ( 719==fCr CCOc mg/l

Deznisipator : GE=30%;

= 719 mg/l 3 . 503100) 30 100 ( 719==fCr CCOcmg/l Decantor primar : GE=35%;

= 503.3mg/l 15 . 327100) 35 100 ( 3 . 503==fCr CCOcmg/l Filtru biologic : GE=70% ;

= 327.15mg/l 15 . 98100) 70 100 ( 15 . 327==fCr CCOc mg/l Adsorbtie pe carbune activ : GE=75% ;

= 98.15mg/l 54 . 24100) 75 100 ( 15 . 98==fCr CCOc mg/l Comparand cu valoarea din NTPA 001/2005 , conform careial mg cCr CO/ 125 = C, seconstatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimicadecatvaloareadinNTPA 001/2005. 33 d) Pentru N2 Gratare-site : GE=0% ; =iNc2 86mg/l 86100) 0 100 ( 862==fNc mg/l Deznisipator : GE=35%;=iNc286 mg/l 9 . 55100) 35 100 ( 862==fNc mg/l Decantor primar : GE=35%; =iNc255.9 mg/l 34 . 36100) 35 100 ( 9 . 552==fNc mg/l Filtru biologic : GE=70% ;=iNc2 36.34mg/l 9 . 10100) 70 100 ( 34 . 362==fNc mg/l Adsorbtie pe carbune activ : GE=45% ; =iNc210.9 mg/l 99 . 5100) 45 100 ( 9 . 102==fNc mg/l ComparandcuvaloareadinNTPA001/2005,conformcareial mg cN/ 152 = ,se constatacavaloareaobtinutaprincalculestemaimicadecatvaloareadinNTPA 001/2005. Conform calculelor efectuate , cea mai buna tratare a apelor uzate urbane se va realiza cu epurare mecano biologica . 34 4. ELABORAREA SCHEMEI BLOC TEHNOLOGICE S-a constatat ca varianta tehnologica optima este statia de epurare mecano biologica. Schema bloc este prezentata mai jos: Schema 4.1Epurarea mecano biologica Gratarelesisitele,conformSTAS12431/86,seprevadlatoatestatiiledeepurare, indiferent de sistemul de canalizare adoptat si indiferent de procedeul de intrare a apei in statia de epurare. Scopul gratarelor este de a retine corpurile plutitoare si suspensiile mari din apele uzate pentru a proteja mecanismele si utilajele din statia de epurare si pentru a reduce pericolul de colmatare a canalelor de legatura dintre obiectele statiei de epurare. Deznisipatoareleseprezintasubformaunorbazinespecialedinbetonarmatunde suntretinutesuspensiilegranularesubformadeparticulediscretecaresedimenteaza, independentuneledealtele,cuovitezaconstanta.Incompozitiaacestordepuneri predominaparticuleledeorigineminerala,inspecialnisipuriantrenatedeapelede canalizare de pe suprafata centrelor poluante. Necesitatea tehnologica a deznisipatoarelor incadruluneistatiideepurareestejustificatadeprotectiainstalatiilormecanicein miscareimpotrivaactiuniiabraziveanisipului,dereducereavolumelorutileale rezervoarelor de fermentare a namolului organicocupate cu acest material inert, precum si pentru a evita formarea de depuneri pe conductele sau pe canalele de legatura care pot modifica regimul hidraulic al influentului. Decantoarele primare sunt bazine deschise in care se separa substantele insolubile mai mici de 0.2 mm care in majoritatea lor, se prezinta sub forma de particule floculente, 35 precumsisubstanteleusoarecareplutesclasuprafataapei.Infunctiedegradulnecesardeepurareaapeloruzate,procesuldedecantareestefolosit,fieinscopulprelucrarii preliminare a acestora inaintea epurarii lor in treapta biologica, fie ca procedeu de epurare finaladacainconformitatecuconditiilesanitarelocaleseimpunenumaisepararea suspensiilor din apele uzate. Decantoarelesecundareconstituieopartecomponentaimportantaatrepteide epurarebiologica ;eleaudreptscopsaretinanamolul,materiilesolideinsuspensie separabileprindecantare.Namoluldindecantoarelesecundareareuncontinutmarede apa,esteputernicfloculant,esteusorsiintrarepedeindescompunere ;dacaramaneun timpmaiindelungatindecantoarelesecundare,bulelemicideazot,careseformeaza prin procesul chimic de reductie, in aduc la suprafata si astfel nu mai poate fi evaluat. Adsorbtiepe crbune activ Printre metodele de epurare a apelor reziduale i de potabilizare a apelor de suprafa un loc aparte revine tehnologiilor bazate pe procesele de adsorbie, n special cnd e vorba de substanele organice nocive bionedegradabile sau cu o biodegradabilitate redus. Pentruepurareaapeloruzatesefolosescdreptadsorbani:crbuneleactiv,cocsul,cenuilefinedelageneratoareledegaz,cenuiledelatermocentrale,zgurile metalurgice, crbunii fosili, tala i rumegu de lemn etc. Adsorbia este operaia de separare a unui component sau a unui flux de componeni dintr-unamestecgazossaudintr-osoluieprinreinereaacestorapesuprafaaunuisolid (numit adsorbant).Fenomenul adsorbiei are la baz proprietatea unor substane solide de a fixaiconcentrapesuprafaalor,atuncicndvinncontactcuunlichidsaucuungaz moleculele dincomponenteleacestora. Materii prime si auxiliare Materia prima reprezinta un ansamblu de material destinat prelucrarii, intr-o instalatie industriala, in vederea obtinerii unui produs. Intr-unprocesdeepurareaapeloruzateseutilizeazamateriiprimedediferite proveniente, acestea putand fi : -materii prime naturale ; 36 -materii prime fabricate industrial ; -produse secundare ale industriei chimice sau a altor ramuri industriale. Materiile prime pot fi : -amestecuriomogenededoualichideorganiceceurmeazaafiseparateprin rectificare ; -solutiile diluate ale unor saruri supuse concentrarii prin operatia de evaporare ; -amestecuri gazoase ce urmeaza a fi separate prin absorbtie ; -diverse materiale sub forma granulara supuse uscarii. Utilitati si energie Functiedeutilizareacaresedaapeisedeosebescmaimultecategorii :apa tehnologica, apa de racire, apa potabila, apa de incendiu, apa de incalzire. Apa Apa ca agent de incalzire poate fi : -apa calda la temperatura pana la 90C ; -apa fierbinte, sub presiune, pana la 130 - 150C. Apa este un agent termic cu capacitate calorica mare, usor de procurat. Pentru incalzire, se prefera apa dedurizata in scopul evitarii depuneriolor de piatra.

Aburul Aburul este cel mai utilizat agent de incalzire si poate fi : abur umed, abur saturat, abur supraincalzit. Aburul umed contine picaturi de apa si rezulta de la turbioanele cu contra presiune sau dinoperatiiledeevaporare,caprodussecundar.Estecunoscutsubdenumireadeabur mort. Aburulsaturatestefrecventfolositcaagentdeincalzire,avandcalduralatentade condensaremaresicoeficientiindividualidetransferdecalduramari.Temperatura aburuluisaturatpoatefireglatausorprinmodificareapresiunii.Incalzireacuaburse 37 poate realiza direct, prin barbotare, sau indirect, prin intermediul unei suprafete ce separa cele doua fluide. Aburulsupraincalzitcedeaza,inprimafaza,caldurasensibiladeracire,panala atingerea temperaturii de saturatie, cand coeficientul individual de transfer de caldura este mai mic si apoi caldura latenta prin condensare. Energia electrica Aceasta reprezinta una din formele cele mai folosite datorita usurintei de transport ladistantemarisilapuncteledeconsumsirandamentelormaricucarepoatefi transformata in energie mecanica, termica sau luminoasa. Energia electrica este folosita si la incalzire, prin transformare in caldura, folosind mai multe tehnici : -trecerea curentului prin rezistente electrice ; -transformarea energiei electrice in radiatii infrarosii ; -folosirea curentilor de inalta frecventa, medie si mica ; -folosirea pierderilor dielectrice ; -incalzirea prin arc electric. Avantajulincalziriielectriceconstainreglareausoaraaaparaturii,posibilitatea generarii caldurii intr-un punct, introducerea unei cantitati mari de caldura intr-un volum mic, realizarea unei incalziri directe, fara impurificarea mediului si la orice presiune. Dezavantajulutilizariienergieielectriceilconstituiecostulridicatsiimpunereaunor masuri speciale de protectia muncii. Aerul comprimat Aerul comprimat poate fi folosit in urmatoarele scopuri : -ca purtator de energie; -pentru amestecare pneumatica; -pentru diferite scopuri (curatirea utilajelor, uscare, 38 5. PROIECTAREA TEHNOLOGICA A UTILAJELOR 39 5.1. Debite de calcul si de verificare utilizate in statiile de epurare municipale UtilajeDebit de calcul (m3/s)Debit de verificare (m3/s) Gratare / siteQc = 2Qmax, orarQV = Qmin, orar DeznisipatorQc = 2Qmax, orarQV = Qmin, orar Decantor primarQc = Qmax, ziQV = 2Qmin, orar Decantor secundarQc = Qmax, ziQV = Qmin, orar Adsorbtie CAQc = Qmax, ziQV = Qmin, orar 5.2Calcululutilajelordincadrultrepteimecanicedeepurare(gratare, deznisipator, bazin de egalizare, separator de grasimi, decantor primar) A.Gratare Toate statiile de epurare, indiferent de sistemul de canalizare adoptat si independent de procesul de intrare a apei in statia de epurare (curgere gravitationala sau compacta) au montate la intrare gratare ( fie ca sunt doua gratare, unul cu bare mai rare, iar altul cu bare maidense,fiecasunt2sistemeinserieegratareetc.)Inacestcazgratareleseprevad inainteastatieidepompare.Scopulgratarelorestedearetinecorpurileplutitoaresi suspensiilemaridinapeleuzatepentruaprotejamecanismelesiutilajeledinstatiade epurare si a reduce pericolul de colmatare a canalelor de legatura dintre obiectivele statiei de epurare. In general, se construiesc sub forma unor panouri metalice plane sau curbe in interiorulcarorasesudeazabaredeotelparaleleprincaresunttrecuteapeleuzate.In cazul unor debite mari de ape uzate,gratarele seconsidera ca sunt prevazute cu sisteme de curgere mecanica cu o inclinare de 45 - 95C. Aceste gratare sunt amplasate in camere speciale care prezinta o supralargire a canalului din amonte sub un unghi de raportare de 90pentruaseevitaformareadecurentiturbionari.Pentruevitareacolmatariieste prevazut un canal de ocolire (by pass) care asigura evacuarea apelor uzate fara a inunda camera gratarelor si zonelor din vecinatatea lor. 40 Barelecelemaifrecventfolositesuntceledesectiunedretptunghiulara(10x40mm sau 8x60mm ), dimensiunea fiind asezata normal pe directia de parcurgere a apei. Pentru areducemarimeapierderilorhidraulicelatrecereaapeipringratareserecomanda rotunjirea muchiilor barelor. In unele situatii se poate accepta situatia cu bare cu sectiune rotunda care, sub aspecthidraulic, prezinta rezistente minime, in schimbsunt dificile de curatat in timpul exploatarii. Gratareleraeindeplinesc,deobicei,roluldeprotectieagratarelordeseimpotriva corpurilor mari plutitoare. Distanta intre barele acestui gratar variaza in limitele 50 100 mm. Gratarele dese prezinta deschiderile dintre bare de 16 20 mm, cand curatirea lor este manualaside2560mm,candcuratirealorestemecanica.Celedinfatastatiilorde pompare a apelor uzate brute au interspatiile de 50 150 mm. Gratarele cu curatire manuala se utilizeaza numai la statiile de epurare mici cu debite pana la 0.1 m3/s, care deservesc maximum 15 000 locuitori. Curatirea sefacecugreble, cangi, lopeti, etc., iar pentru usurarea exploatarii se vor minima a acestora fiind de 0.8 m. Avandinvedereavariatiilemaridedebiteceseinregistreazainperioadeleploioasesau uscatede-alungulunuian,exploatareavafimultusuratadacaseprevad2panouride gratare aferente debitelor respective. Gratarulcucuratiremecanicaconstituiesolutiaaplicatalastatiiledeepurarece deservesc peste 15 000 locuitori, deoarece, in afara de faptul ca elimina necesitatea unui personaldedeservirecontinua,asiguraconditiibunedecurgereaapeiprininterspatiile gratarului fara a exista riscul aparitiei mirosurilor neplacute in zona. Spre deosebire de gratarele cu curatire manuala unde nu se prevad panouri gratare de rezerva,lacelecucuratiremecanicaestenecesarsaseprevadaminimumungratarde rezerva. Curatirea gratarului este realizata de cele mai multe ori cu grable mecanice care sedeplaseazaprindeschizaturilebarelorgrataruluiprinintermediulunorlanturisau cabluri. Latimeagratarelorestelimitata,ceeacepresupuneadoptareademaimulte compartimenteincameragratarelor.Fiecarecompartimentvafiprevazutcustavilede inchiderepentruapermitereparareagratarelorsiamecanismelordecuratire.Incazul canddepunerileretinutepegrataredepasesccantitateade0.1m3/zi,iarprocedeulde 41 curatireestemecaniza,sevorprevedeaobligatoriuutilajepentrutocarea(faramitarea) acestor depuneri. In afara de gratarele plane, se pot folosi si gratare curbe cu curatire mecanica, care se compundintr-unscheletmetalicincastratinbeton,prevazutcudouagrablecarecurata, prin intermitenta gratarul. Distantadintrebarelepanouluiseconsiderade16mm,iarvitezaapeiprintrebare variaza intre 0.8 si 1.1 m/s. Dimensionareagrataruluisefaceinfunctiededebitulapeiuzate,demarimea interspatiiloradoptateintrebarelegrataruluisidelatimeabarelormetalicedincarese executa panouri gratar. Se va avea in vedere ca viteza apei prin gratar, din conditia de a nu se antrena depunerilor prin interspatiile gratarului, sa nu depaseasca 0.7 m/s la debitul zilnic mediu si de maximum 1.2m/s pentru debitul orar maxim. Inamontedegratar,limitamaximaavitezeieste0.4m/sladebitulminimalapelor uzate, iar limita maxima este de 0.9 m/s corespunzatoare debitelor maxime si a celor pe timp de ploaie ( aceste limite de viteze nu vor permite depunerea materiilor in suspensie pe radierul camerei gratarului.

Dimensionarea gratarelor Gratarele retin aproximativ 3 5% din materialele solide transportate de apele uzate. Din varianta tehnologica aleasa s-a propus un grad de epurare in ceea ce privesc materiile solide de 5 %. a)Debite de calcul si de verificare ale gratarelor Qc = 2Qmax, orar (m3/s) Qmax, orar = 0.219 m3/s Qc = 2*0.219 =0.438 m3/s QV = Qmin, orar (m3/s) Qmin, orar = 0.10 m2/s Se considera ca gratarele retin 3 5% din materialele solide transportate de apele uzate. Prin varianta tehnologica aleasa s-a propus un GE = 42 b)Viteza apei uzate prin interspatiile gratarelor, vg Ea trebuie sa fie cuprinsa intre 0.7 1.1 m/s. Se adopta vg = 0.8 m/s. c)Caracteristicile celor doua gratare -latimea gratarelor (s); s = 10 mm = 0.01 m; -coeficientul de forma al barelor ( | );|= 1.83; -distanta dintre (bi); bi = 20 mm = 0.02 m; -unghiul de inclinare (u ); u= 75. - d)Viteza apei in amonte de gratar, va Va = 0.4 0.75 m/s. In perioadele cu ape abundente va = 0.4 0.9 m/s. Se calculeaza cu relatia: ) / (2maxs mh BQvcca =(4.1) unde: Qc debit de calcul (m3/s); Qc = 0.438 m3/s; Bc inaltimea gratarelor (m); se adopta Bc = 2 m; hmaxinaltimeaapeiinamontedegratar(m);hmax =0.250.6m;se adopta hmax = 0.4 m. 274 . 04 . 0 * 2 * 2438 . 0= =avm/s. e)Se calculeaza suma inaltimilor interspatiilor dintre bare, b ) (2maxmh vQbgc- -= (4.2) vg = 0.8 m/s; hmax = 0.4 m; = = . 68 . 04 . 0 * 8 . 0 * 2438 . 0m b f)Se calculeaza numarul de bare, nb 43 sc b Bncb =(4.3)

unde:c latimea de prindere a barelor; c = 0.3; s latimea barelor, s = 10 mm = 0.01 m; 10201 . 03 . 0 68 . 0 2= =bn g)Se verifica viteza apei in amonte de gratare, va ) / ( 742 / 1 3 / 2s m j R va- - = (4.4) R raza hidraulica: ;2maxmaxh Bh BRcc- +-= (4.5) ; 286 . 04 . 0 2 24 . 0 2=- +-= R

j panta gratarului; j = 0.5 mm = 0.0005 m; . / 72 . 0 0005 . 0 286 . 0 742 / 1 3 / 2s m va= - - =

h)Se calculeaza pierderile de sarcina pe gratar, h ; sin223 / 4u | - -|.|

\| =gvbsha(4.6) unde:|- coeficient de forma a barelor;|= 1.83; s latimea barelor; s = 0.01 m; b interspatiu dintre bare; b = 0.02 m; va viteza apei in amonte; va = 0.5 m/s; g acceleratia gravitationala; g = 9.81; u- unghiul de inclinare;u= 75; 44 . 83 . 1 75 sin81 . 9 226 . 002 . 001 . 083 . 123 / 4m h = ---|.|

\| = B.Deznisipatoare Se prezinta sub forma unor bazine speciale din beton unde sunt retinute suspensiile granulare sub forma de particule discrete care sedimenteaza independent unele de altele cu o viteza constanta. Aceasta viteza depinde de forma, marimea si greutatea particulei. In compozitia acestor depuneri predomina particulele de origine minerala, in special nisipurie antrenate de apele de canalizare de pe suprafata centrelor populate, motiv pentru care se numesc deznisipatoare. Necesitateatehnologicaestejustificatadeprotectiainstalatiilormecanicein miscareimpotrivaactiuniiabraziveanisipului,dereducereavolumelorutileale rezervoarelor de fermentare a namolului organic ocupate cu acest material inert, percum a evitasiformareadedepuneripeconductelesaucanaleledelegaturacarepotmodifica regimul hidraulic al influentului. Amplasamentuldeznisipatoarelrsevaprevedeadelainceputullineietehnologice deepuraremecanicaaapeloruzate,imediatdupagratare,poatesafieprecedataside statia de pompare, cu conditia ca aceasta sa fie echipata cu pompe elicoidale de tip melc. Infunctiedemoduldecuratireadepunerilor,sedeosebescdeznisipatoarecu curatire manuala si deznisipatoare cu curatire mecanica si curatire hidraulica. Indeznisipatoaresuntretinutesicantitatimicidemateriiorganiceantrenatepe particule minerale sau depuse impreuna cu acestea, mai ales la viteze mici. Sunt retinute particuleledenisip,cudiametrulmaimarede0.20.3mmpanalamaxim1mm. Eficienta deznisipatoarelor scade in cazul in care particulele prezinta dimensiuni mai mici de 0.2 mm (50% din cantitatea totala). Se va dimensiona un deznisipator orizontal tip canal, latimea acstuia este putin mai mare ca cea a canalelor apei uzate in statie. Auformainplandreptunghiular,curaportulL/l=1015,fiindprevazutcudoua saumaimultecompartimente.Laproiectareadeznisipatoarelororizontaletrebuiesase 45 stabileascadimensiunilecorespunzatoarerealizariiuneieficientecatmaimariin sedimentarea suspensiilor granulare. Oinfluentahotaratoareaeficienteiindeznisipatoroaresuprafatabazinuluide sedimentare a deznisipatorului si nu adancimea lui. Dupadirectiademiscareaapei,inacestebazinesedeosebescdeznisipatoare orizontale cu miscarea apei in lungul bazinului si deznisipatoare verticale unde miscarea apei se face pe verticala. Se mai numesc si deznisipatoare tip canal deoarece latimea lor putin mai marefata de cea a canalului de intrare a apelor uzate brute in statie. Pentrudebitemicisepreconizeazabazinealcatuitedin2compartimenteseparate prinstavilarecarepermitfunctionarealorprinintermitenta.Inacestmodseasigura conditiipentrucuratiremanualaafiecaruicompartiment,avandinvederefaptulca nisipulesteretinutlasuprafataunuimaterialdrenantsubcareseprevedeundren comandat de o vana. Apa rezultata de la golirea compartimentului ce urmeaza a fi curatat estedirijatainapoiinstatie.Insectiuneatransversala,fiecarecanalareforma dreptunghiulara, iar radierul are o panta de 0.02 0.05 in sens invers directiei de miscare a apei. Evacuareamanualaanisipuriloresteadmisanumaipentrucantitatidepanala0.5 m3/s. In acest scop se curata nisipul de pe radier cu unelte terasiere, iar indepartarea lui se face prin relee de lopatare sau benzi transportatoare. La proiectarea deznisipatoarelor orizontale se recomanda a avea proiecte tip elaborate de PROED Bucuresti. Un astfel de bazin, cu doua compartimente are latimea de 1.50 m iar adancumea totala variaza intre 1.50 si 3.0 m ihn functie de marimea debitului. Proiectareadeznisipatoarelororizontaleconstainstabilireaformeisidimensiunilor interioarealebazinului,indimensionareainstalatiilordeevacuareaepunerilorsiin dimensionareadispozitivelorpentrumentinereauneivitezeconstanteaapeiin deznisipator. Vitezaorizontalaaapeiinbazinesteinstransadependentadevitezacriticalacare esteantrenatmaterialuldepusperadieruldeznisipatorului.Princercetariexperimentale indelungate s-a ajuns la concluzia ca viteza orizontala a apei trebuie sa fie mai mica sau egalacuvitezacriticalacareaapauzataantreneazasuspensiiledepusepefundul 46 bazinului.Valoareamaximaaacesteivitezeorizontaleestede0.3m/scorespunzatoare debitului orar maxim, iar valoarea minima este de 0.05 m/s pentru debitul orar minim. Dimensionarea deznisipatoruluiAmalesGE=50%pentrumateriisolide,GE=30%,pentruCBO5siGE=35% pentru CCOCr. a)Debite de calcul si verificare Qc = 2Qmax, orar = 2*0.219 = 0.438 m3/s; Qv = Qmin, orar = 0.010 m3/s. b)Volumul util al deznisipatorului, Vdez Vdez = Qc*td (m3)(4.7) unde: Qc debit de calcul, m3/s; Qc = 0.438 m3/s; td timp de deznisipare, s; td = 30 60 s, se adopta td = 50 s; Vdez = 0.438*50 = 21.9 m3 c)Calculul suprafetei orizontale, A0 ) (20mvQL B Asco - = - =(4.8) unde:o -coeficientcetinecontderegimuldecurgeresigraduldeepurarepentrumateriile solide. Se adopta, pentru GE = 30%,o = 1.5; vs viteza de sedimentare in deznisipator; se adopta vs = 2.3 cm/s = 0.023 m/s; B latimea deznisipatorului; L lungimea deznisipatorului.

2057 . 28 5 . 1023 . 0438 . 0m A = - = d)Se calculeaza incarcarea superficiala, isv 47

s m vs mvviss is/ 015 . 05 . 1023 . 0) / (= ==o(4.9) e)Se calculeaza aria tranzversala, At ) (2mvQH B Aact= - =(4.10) unde: Qc debit de calcul, m3/s; Qc = 0.438 m3/s; va viteza de trecere a apei prin deznisipator; va = 0.05 0.3 m/s. In functie de diametrul particulelor retinute (nisip) se adopta va = 0.15 m/s.

282 . 215 . 0438 . 0m At= = f)Se calculeaza lungimea si latimea deznisipatorului ) (m t v Ld a - - =o (4.11)

- - = 15 . 0 5 . 1 L 50=11.25 m;

) (0mLAB =(4.12) . 53 . 225 . 1157 . 28m B = = 3 compartimente g)Se calculeaza inaltimea deznisipatorului ) (*mB LVHdez= (4.13) . 77 . 053 . 2 25 . 119 . 21m H =-= 48 B.Bazinul de egalizare Variatiilededebitsideconcentratieceaparcaurmareaproceselortehnologice industriale si activitatii umane sau gospodaresti, provoaca dereglari in functionarea statiei deepurare,deaceeaseimpuneaproiectaunbazindeegalizaresiuniformizarea debitelorrespective.Operatiadeuniformizaresiegalizareadebitelorsiconcentratiilor apeloruzateprezintaurmatoareleavantaje:evitareaproblemelordeoperaresi instabilitatea regimului hidraulic, evitarea instabilitatii parametrilor de operare si scaderii graduluideepurareadiferitelortreptedeepurare,pentruepurareafizicochimicasi biologicaconcentratiileuniformereprezintaunavantajatatprinprismaconsumuluide reactivi, cat si a problemelor de mentinere constanta a eficientei procesului de epurare si inspecialpentruevitareaincarcarilorsoc,prinutilizareaunordebitesiconcentratii uniformizate se evita cheltuieli suplimentare datorita supradimensionarii utilajelor. Bazinuldeegalizareadebitelorestedeformacilindricasipentruproiectareasase urmareste determinarea diametrului si inaltimii. Schemadeprincipiuaunuibazindeegalizaresiuniformaizareadebiteloreste prezentata mai jos: Figura 3.1Sectiunea transversala prin bazinul de egalizare h inaltimea utila, m; hu = 1.8 2 m; se adopta hu = 2 m; 49 hs inaltimea de siguranta, m; hs = 0.2 0.4 m; se adopta hs = 0.4 m; hd inaltimea zonei de depunere, m; hd = 0.2 0.4 m; se adopta hd = 0.4 m; D diametrul bazinului, m; D = 12 20 m; H = hs + hu + hd = 0.4 + 0.4 + 2 = 2.8 m. Se adopta H = 2 m.

22255 . 2346 . 43522 . 871m DDAmHVAvv= -== = =t (4.14) C.Decantorul primar Decantorulesteunbazindeschisincareseseparasubstanteleinsolubilemaimici de 0.20 mm, care in majoritatea lor, se prezinta sub forma de particule floculente, precum si substante usoare care plutesc la suprafata apei. Infunctiedegradulnecesardeepurareaapeloruzate,procesuldedecantareeste folosit,fieinscopulprelucrariipreliminareaacestorainainteaepurariilorintreapta biologica,fiecaprocedeudeepurarefinala,dacainconformitatecuconditiilesanitare locale se impune numai separarea suspensiilor din apele uzate. Dupadirectiademiscareaapeiuzateindecantoare,acesteaseimpartindoua grupe: decantoare orizontale si decantoare verticale; o varianta a decantoarelor orizontale suntdecantoareleradiale.Indecantoareleorizontaleapeleuzatecirculaaproape orizontal; in cele verticale apa ciircula de jos in sus, iar in cele radiale apa se deplaseaza delacentruspreperiferie,cuaproximativaceeasiinclinarefatadeorizontalacasi decantoarele orizontale. Dupa amplasarea lor in statia de epurare, se deosebesc: decantoare primare, amplasate inaintedeinstalatiiledeepurarebiologicasicareaudreptscopsaretinamateriilein suspensiedinapelebrute;decantoaresecundare,amplasatedupainstalatiiledeepurare biologicasicareaudreptscopsaretinaasanumitelenamoluribiologice,rezultatein urma epurarii in instalatii biologice. 50 Randamentul sedimentarii particulelor floculente depinde de numerosi factori, cum ar fi:timpuldedecantare,incarcareasuperficialasauvitezadesidimentaresiaccesulsau evacuarea cat mai uniforma a apei din decantor. Pentruproiectareadecantoarelorsuntnecesarestudiiprivitoarelavitezade sedimentaresauderidicarelasuprafataamateriilorinsuspensie,exprimataglobalprin incarcarea superficiala sau hidraulica, in m3/m2h. Conform STAS 4162/1 89, marimea acesteiincarcaridesuprafatavariazainfunctiedeconcentratiainitialaamateriilorin suspensie din apa uzata si de eficienta decantoarelor. In scopul maririi eficientei de reducere a suspensiilor in decantorul primar se folosesc urmatoarele solutii tehnologice: ocresterea duratei de decantare; oadaugarea unor substante in suspensie care sedimenteaza usor; oaerarea preliminara a apelor uzate care contribuie la formarea flocoanelor prin intensificarea numarului de contacteale ale particulelor floculente. Ansamblul bazinelor de decantare trebuie sa prevada cel putin doua compartimente in functiune cu dispozitive de separare; un canal de ocolire va asigura scoaterea in functiune a fiecarei unitati de decantare. Laalegereadimensiunilordecantoruluis-aavutinvederecalasuprafataapeila bazinelelargisepotformavaluridatoritavantului,vorinfluentaeficientaprocesuluide decantare. Decantorul primar orizontal longitudinalEsteunbazindinbetonarmatcuformainplandreptunghiulara,avandlungimi cuprinse intre 30 100 m si adancimi medii de 3 m. Acest bazin se construieste separat sau in grupuri, in scopul obtinerii unor reduceri ale suprafetelor de teren si economisirea volumelordebetoninpereti,precumsipentruutilizareaincomunaleinstalatiilorde curatire.Radierulbazinuluiseexecutacuopantamediede0.01m,inversasensuluide curgere al apei, pentru o mai usoara alunecare a namolului spre palnia de colectare situata la capatul amonte al decantorului. 51 Colectareanamolulisprepalniadenamolsepoatefacemecanicprinmecanisme razuitoare montate pe un carucior sau pe un lant fara sfarsit, precum si manual cu ajutorul hidromonitoarelor.Candsefolosesterazuitorulmobilmontatpecarucior,infata carucioruluiseprevedeolamapentrucolectareaspumeisiasubstantelorgrasecare plutesc la suprafata apei, acestea fiind impinse spre un jghiab pentru evacuarea materiilor plutitoare, fiind asezat la partea amonte a decantorului. Indepartarea namolului din palnie se face prin gravitatie(daca conditiile locale permit) folosindoconductacudiametrulminimde200mmsauprinpomparefolosindo conductaderefularecuundiametrumaimarede150mmprecumsiprinpresiunea hidrostatica (cazul cel mai raspandit) diametrul minim al conductei fiind de 200 mm. Odeosebitaimportantainceeaceprivesteasigurareauneieficiebtemaximea decantoarelor orizontale, o reprezinta accesul uniform al apei in decantor. In acest scop se poateaplicasolutiacuorificiiprevazutecudeflectoaresausolutianumaiprinpereti gauriti,orificiilefiindindreptatecatreradierpentrucaprinschmbareaulterioaraa directiei de curgere a apei, sa se asigure uniformizarea curentului pe toata inaltimea apei in bazin. Forma si dimensiunile uzuale ale decantoarelor orizontale longitudinale sunt prezentate in STAS 4162/1-89. Dimensionarea decantorului InconformitatecuSTAS4162/1-89,indecantorulprimarsepotobtineorientativ urmatoarele eficiente: o40 60%in reducerea concentratiei suspensiilor solide; o20 25% in reducerea concentratiei CBO5. In cazul decantorului primar s-au propus urmatoarele grade de epurare: GEss = 50%, GECBO5 = 35%, GECCOCr = 35%, GENt = 35%. a)Debite decalcul si de verificare Qc = Qmax, zi (m3/s); 52 Qc = 0.438 m3/s; Qv = 2Qmax, orar (m3/s); Qv = 2*0.219 = 0.438 m3/s. b)Determinarea vitezei de sedimentare, vs Viteza de sedimentare se determina in doua moduri: ocu ajutorul testelor de sedimentare; oseadoptadinSTAS41261/1989infunctiedegraduldeepurarestabilit pentru solidele in suspensie si in functie de concentratia initiala a materiilor in suspensie din tema de proiectare: Vitezadesedimentaresepropuneaaveavaloridevs=1.5m/h=0.00041m/s pentru incarcari initiale cu materii in suspensie mai mic de 200 mg/l. c)Calculul vitezei de circulatie a apei prin decantor, va Va = 10 mm/s = 10*10-3 m/s d)Timpul de stationare in decantor, ts Variazaintre1.52.5h,darconformSTAS41621/89,serecomandaafide maxim 1.5 h. Ts = 1.5 h = 5400 s. e)Calculul volumului spatiului de decantare, V Vs = Qc*ts (m3) (4.15) Vs = 0.438*5400 = 2365.2m3. f)Se calculeaza aria orizontala si aria transversala ) (20mvQAsc=(4.16) ; 29 . 106800041 . 0438 . 020m A = =53 ) (2mvQAactr = (4.17) . 8 . 4301 . 0438 . 02m Atr= = g)Se calculeaza lungimea decantorului, L L = va * ts (m) (4.18) L = 0.01 * 5400 = 54 m. h)Se calculeaza inaltimea totala a decantorului, H H = Hs + Hu + Hd (m) (4.19) Hs inaltimea de siguranta; Hs = 0.2 0.6 m; se adopta Hs = 0.5 m; Hu inaltimea efectiva a zonei de sedimentare, m; Hu = vs * ts = 0.00041 * 5400 = 2.25 m; Hd inaltimea zonei de depuneri; Hd = 0.2 0.6 m; se adopta Hd = 0.4 m; H = 0.4 + 2.25 + 0.5 =3.15 m. i)Se calculeaza latimea decantorului, B

m BmLAB78 . 195429 . 1068) (0= == (4.20) DeoareceBdepasestevaloareastandardizatade45m,serecurgela decompartimentarea decantorului si la calcularea numarului (n) de compartimente functie de latimea adoptata pentru un compartiment si notata cu B1. Se adopta B1 = 5m. ; 96 . 3578 . 191= = =BBnadoptam n = 4 compartimente j)Calculam volumul total de namol depus in decantor, Vt,namol 54 ) / (1001003,zi mpc QGEViss cnssnamol t- - - = (4.21) unde GE = 50% = 0.5; n- densitatea namolului rezultat in bazinul de decantare primar;

n= 1100 1200 Kg/m3; adoptam n= 1150 Kg/m3; issc- concentratia initiala de solide in suspensie la intrarea in decantor; issc= 260.775 mg/l = 260.775 * 10-3 Kg/m3; p umiditatea namolului; alegem p = 95%; Qc = 0.438 m3/s = 37668 m3/zi zi m Vnamol t/ 95 . 17295 100100* 528 3766811505 . 033, 10=- - - = 4.3. Determinarea utilajelor in cadrul treptei biologice( decantorul secundar, coloana de adsorbtie) Epurareabiologicaconstituieunprocesprincareseeliminaprinfenomene biochimice continutul de substante organice dizolvate si uneori a unor suspensii coloidale denaturaorganica.Incadrulprocesuluicearelocinepurareabiologicasuntfolosite microorganisme care participa la procese ce pot fi grupate in aerobe si anaerobe. Microorganismeleaerobesuntfolositeinmodcurentlaepurareamajoritatiiapelor uzatecucaractepreponderentorganicsiinultimavremesilafermentareaaerobaa namolului. Desiprocedeeleaerobedeepurarebiologicainbiofiltre,inbazinecunamolactiv,pe campuri de irigatii si in iazuri difera intre ele cu privire la timpul de utilizare a namolului biologic,fenomenele biochimice esentiale sunt identice. Procesele de epurare biologica nu pot avea loc dectat in cazul in care apele uzate sunt supuseepurariiauvaloarebilogica,respectivcontinut,pedeopartesuficientesubstante nutritive,iarpedealtaparte,dispundesubstantelenecesaresintezeiorganice.Apele 55 uzatemenajere,prinnaturalor,avanduncontinutcomplexdesubstanteorganice biodegradabile,intrunesc conditiile unei epurari biologice. Componentaorganicaaapeloruzateindutrialvariazainfunctiedespecificul industrieisiamateriilorprimeprelucrate.Unelesubstanteorganiceexistenteinapele uzateindustrialesuntdegradatecuusurintadecatremicroorganisme,altesubstante solicita,pentruindepartarealor,ofloraselectionataadecvat,iarunelesubstantesunt rezistente la atacul microorganismelor sau sunt degradate indelungat. Decantorul secundar Indecantoarelesecundareseretinemembranabiologicasauflocoaneledenamol activevacuateodatacuefluentuldinfiltrelebiologice,respectivdinbazineledeaerare. Rezultacadecantorulsecundarconstituieopartecomponentadebazaatrepteide epurare biologica. Decantoarele secundare frecvent folosite sunt de tip longitudinal si radial, echipate cu dispozitiveadevatepentrucolectareasievacuareanamoluluiinmodcontinuusaucu intermitenta,ntrevaluldetimpdintre2evacuaridenamolsanufiemaimarede4ore. Avandinvederecaacestnamolprezintauncontinutmaredeapa,evacuarealuiseface prinsifonaresauprinpompare,podulracloresteechipatcuconductedesuctiunecare dirijeaza spre o rigola pentru evacuarea lui in exterior. Se va proiecta un decantor secundar radial in conformitate cu urmatoarele date: a)Debitul de calcul si debitul de verificare Qc = Qzi,max (m3/s) Qc = 0,438 m3/s b)Se stabileste incarcarile superficiale ale DS cu materii solide: Iss =AQ QCuR cN) ( + kg/h m2(4.38) Unde: CN - concentratia namolului activ (kg/m3) QR - debitul de recirculare, m3/h Au - suprafata utila a decantorului radial. Sedetermina vSD'-incarcareahidraulicaadecantorului,sedeterminapebaza experientelor in conformitate cu vSD'