statie de epurare pentru un oras

8/17/2019 statie de epurare pentru un oras

1/12

Universitatea Babeş-Bolyai Cluj Napoca

Facultatea de Ştiinţa şi Ingineria Mediului

Specializarea: Gestiunea şi ProtecţiaMediului

GESTIUNE RESURSELOR DE P

ST TIE DE EPUR RE PELOR UZ TE

Pentru un oras

Îndrumător: Student: Prof. dr. Calin BACIU Encica Ioana - Diana


2/12

Cuprins

1.

Introducere

2.

Variante tehnologice de epurare a apelor uzate municipale

3.

Fise tehnice ale utilajelor dimensionate

4.

Concluzii

5.

Bibliografie


3/12

1.

Introducere

Apele uzate municipale reprezinta amestecul dintre apele uzate menajere si apele uzate

industriale. Apele uzate menajere sunt apele uzate din gospodarii care au fost utilizate pentru

pregatirea alimentelor, pentru spalarea hainelor, pentru igiena personala, etc.

Procesul de epurare constă în îndepărtarea din apele uzate a substanţelor poluante, în scopul

protecţiei calităţii apelor şi a mediului înconjurător. Epurarea apelor uzate se efectuează în

construcţii şi instalaţii grupate într -o anumită succesiune tehnologică în cadrul unei staţii de epurare.

Mărimea staţiei de epurare va depinde de cantitatea şi calitatea apelor uzate ale receptorului, de

condiţiile tehnice de calitate, care trebuie să le îndeplinească amestecul dintre apa uzată şi a

receptorului în aval de punctul de deversare a apelor uzate, astfel încât folosinţele din aval să nu fie

afectate. O caracteristică a staţiilor de epurare o reprezintă ‘’materia primă’’ care este apa uzată a

cărei puritate este destul de ridicată. Randamentul impus la eliminarea poluanţilor din apă (gradul de

epurare) este adesea la ordinul a 80% şi chiar peste 95%.

In vederea elaborarii proiectului tehnologic al unei statii de epurare a apelor uzate municipale avem

nevoie de urmatoarele date de proiectare:

Debite de calcul:

Qzi,med= 0,280 m3/s

Qzi,max= 0.365 m3/s

Qorar,min= 0,255 m3/s

Qorar,max= 0,370 m3/s

Compozitia apelor uzate care sunt introduse in statia de epurare:

Solide in suspensie: CiSS= 250mg/l

Substante organice: CBO5= 300mg/l

CCOCr = 420mg/l

Azot total: CiN= 11.0 mg/l

Temperatura apei uzate: 200C


4/12

pH-ul =7

Constanta de consum a oxigenului din apele uzate : K 1=0,1 zi-1

Analizele de laborator al receptorului natural in care se dezvolta apele uzate epurate:

Oxigen dizolvat: COr = 6 mg/l (concentratia oxigenului dizolvat din receptor)

Substante organice: CBO5= 20 mg/l

CCOCr = 50 mg/l

Solide in suspensie: CSS= 50 mg/l

Azot total: C N= 2,5 mg/l

Temperatura medie a apei este de 10

0

C

Constanta de oxigenare a apei: K 2=0,2 zi-1

Standardele sau normativele care reglementeaza valorile principalilor indicatori de calitate

pentru emisari sau pentru recirculare sunt: Normativul din 28/02/2002- privind stabilirea limitelor de

incarcare cu poluanti a apelor uzate industriale si orasenesti la evacuarea in receptorii naturali,

NTPA-001/2005 si Normativul NTPA-002 privind conditiile de evacuare a apelor uzate in retelele

de canalizare ale localitatilor si direct in statiile de epurare. Valorile limita de incarcare cu poluanti a

apelor uzate industriale si urbane evacuate in receptori naturali, se aplica tuturor categoriilor de

efluenti proveniti sau nu din statiile de epurare.

Cea mai importanta etapa in proiectarea unei statii de epurare a apelor uzate o reprezinta

selectia proceselor si operatiilor unitare in vederea alcatuirii procesului tehnologic de epurare a

apelor uzate. In procesul de selectie aspectul cel mai important il reprezinta evaluarea diverselor

operatii si procese unitare precum si interactiunile dintre acestea. Cei mai importanti factori care

intervin in evaluarea si selectia operatiilor si proceselor unitare sunt: debitul de ape uzate, variatiile

de debit si compozitie ale apelor uzate, caracteristicile apei uzate, poluanti care inhiba sau care se

mentin neschimbati in timpul epurarii apelor uzate, conditiile climaterice, conditiile de reactoe si

alegerea reactorului, performantele realizate, reziduuri rezultate, prelucrarea namolurilor rezultate

din procesul de epurare, factorii de mediu, necesarul de substante chimice, necesarul de energie si

alte resurse, performantele procesului de epurare, complexitatea procesului, s.a.


5/12

2.

Variante tehnologice de epurare a apelor uzate municipale

Procedeele de epurare mecanică asigură reţinerea prin procese fizice a substanţelor poluante

sedimentabile din apele uzate folosind în acest scop construcţii şi instalaţii a căror alcătuire diferă

după dimensiunea particulelor sau suspensiilor reţinute. Pentru reţinerea corpurilor sau suspensiilor

mari se folosesc grătare şi site. Pentru separarea prin flotare gravitaţională a grăsimilor si a

emulsiilor care plutesc în masa apei uzate se folosesc separatoare de grăsimi, iar sedi mentarea sau

decantarea materialelor solide în suspensie separabile are loc în deznisipatoare, decantoare şi fose

septice.

Procesul de epurare mecano-biologică se bazează pe acţiunea comună a proceselor mecanice,

chimice şi biologice şi pot avea loc în condiţii naturale (câmpuri de irigare ş i de infiltrare, iazuri

biologice, lagune aerate) sau în condiţii artificiale prin filtrare biologică (filtre biologice, filtre

biologice scufundate, filtre turn, aerofiltre) sau în bazine de aerare cu nămol activ de mică sau de

mare încărcare, cu aerare normală sau prelungită.

Alegerea variantei optime din punct de vedere tehnologic se poate realiza prin doua

modalitati: pe baza experientei anterioare existente pentru statii de epurare cu aceeasi capacitate,care

utilizeaza procese combinate(de epurare conventionala si avansata similare) sau pe baza evaluarii

tuturor factorilor ce contribuie la selectia operatiilor si proceselor unitare care alcatuiesc schema

tehnologica de epurare. Evaluarea din punct de vedere tehnic a solutiilor propuse vizeaza in primul

rand analiza eficientelor de epurare pentru diferitele variante tehnologice propuse pentru epurarea

apelor uzate. Considerand o serie de valori medii ale eficientei de eliminare a poluantilor(exprimata

prin gradul de epurare) pentru diferite operatii si procese unitare se pot determina caracteristicile

efuentului pentru diferite solutii tehnologice propuse. Considerand caracteristicile influentului,

diferitele variante tehnologice de epurare propuse si gradele medii de epurare selectate pe baza unui

tabel, se realizeaza o ierarhizare a alternativelor din punct de vedere tehnic.

Pentru fiecare utilaj avem eficienta constructiilor de epurare, exprimata in %. Cu ajutorulacestor grade de epurare standard, calculam concentratia la iesire care reprezinta si intrarea inurmatoarea treapta.

Conform definiţiei, gradul de epurare se calculează cu relaţia:

100Ci Cf

GE Ci

[%],în care:


6/12

Ci – reprezintă valoarea concentraţiei iniţiale a indicatorului fizic, chimic din apele uzate, pentrucare se determină gradul de epurare, (mg/L) ;Cf - reprezintă valoarea concentraţiei finale a aceluiaşi indicator după epurarea apei uzate, (mg/L);

Determinarea capacitatii statiei de epurare precum si eficienta sa sunt calculate functie devalorile gradului de epurare necesar pentru principalii indicatori de calitate ai apelor uzate. Prin gradde epurare se intelege procentul de reducere ca urmare a epurarii a unei parti din compusii poluantide natura fizica, chimica si biologica din apele uzate astfel incat procentele ramase sa satisfacacerintele legislative impuse apei uzate epurate avand in vedere amestecarea acesteia cu apaemisarului considerat. În funcţie de valoarea obţinută a gradului de epurare determinat se comparăcu datele care exprimă eficienţa construcţiilor şi staţiilor de epurare stabilindu-se în final mărimeastaţiei de epurare din punct de vedere a metodelor şi procedeelor de epurare ce trebuiesc adoptate.

In urma elaborarii calculelor concentratiilor intermediare, pentru fiecare treapta de epurare in

cazul fiecarei variante propuse,cu ajutorul relatiei: Cf = (−)

100 mg/l, am constatat că cea mai

buna epurare a apelor uzate municipale este reprezentata de catre urmatoarea varianta tehnologica:

a.u. a.e.

In care: a.u. – apa uzataG/S – gratare/siteDZ – deznisipatorSG – separator grasimiDP – decantor primarBNA – bazin cu namor activDS – decantor secundar

a.e. – apa epurataDatele obtinute sunt centralizate in tabelul urmator:Varianta

Indicatori

Varianta

optima

Conditii

NTPA 001

Materii solide în

suspensie, mg/L

11,88

mg/L

35

CBO5, mg/L 23,95

mg/L

25

CCOCr , mg/L 55,90

mg/L

125

Azot total, mg/L 1,46

mg/L

10

G/S DZ SG DP BNA DS


7/12

Aceasta varianta corespunde conform NTPA 001 datorita concentratiilor ce au fost calculate,

de aici rezultand faptul ca varianta este viabila din punct de vedere ecologic. Pe langa faptul ca

varianta corespunde din punct de vedere ecologic, este si o metoda economica deoarece aceasta are

un cost de intretinere mai scazut iar procesele si utilajele un sunt atat de pretentioase.

Apa uzata bruta intrata in statia de epurare, trece prin gratare si site, unde are loc retinerea

corpurilor si a suspensiilor de dimensiuni mari. Ulterior, se realizeaza separarea materiilor solide in

suspensie si a solidelor cu dimensiuni mai mari (nisip, pietris) prin sedimentare in deznisipator.In

separatorul de grasimi prin procesul de flotatie sunt eliminate grasimile si uleiurile.

In decantorul primar se realizeaza sedimentarea primara, a carei scop este reducerea

continutului de materii in suspensie si partial a materiei organice. La partea inferioara a decantorului

primar, se depoziteaza namolul rezultat din sedimentare. Acesta este colectat si trimis la bazinul de

fermentare, dupa care are loc deshidratarea acestuia.In bazinul cu namol activ, apa uzata continand compusi organici biodegradabili dizolvati sau

dispersii coloidale, este pusa in contact cu cultura bacteriana mixta de microorganisme, care

consuma impuritatile biodegradabile.

In decantorul secundar, se afla namolul in exces, care este trimis catre bazinul de frementare.

In final, din decantorul secundar este evacuata apa epurata.

3.

Fise tehnice ale utilajelor dimensionate

In urma elaborarii calculelor de dimensionare a fiecarui utilaj din cadrul variantei optime am

sintetizat rezultatele obtinute in fise tehnice pentru fiecare utilaj dupa cum urmeaza:

1.Fişa tehnică a grătarului

Denumire utilaj: Grătar

Domeniul de utilizare: Gratarele sunt folosite pentru a reţine corpurile plutitoare şi suspensiile mari

din apele uzate (crengi şi alte bucăţi din material plastic, de lemn şi diferite corpuri aduse prin

plutire, etc.), pentru a proteja mecanismele şi utilajele din staţia de epurare şi pentru a reduce pericolul de colmatare al canalelor de legătură dintre obiectele staţiei de epurare

Descriere: Grătarele se confecţionează sub f orma unor panouri metalice, plate sau curbe, în

interiorul căreia se sudează bare de oţel paralele prin care sunt trecute apele uzate. În funcţie de

distanţa dintre aceste bare, se deosebesc grătare rare şi grătare dese.


8/12

Funcţionare: Gratarele au rolul de a retine corpurile de dimensiuni mari (gratarele rare) si suspensii

de dimensiuni mari (gratare dese). Gratarele pot fi cu curatire manuala sau mecanica.

Dimensiuni:

Lațimea barelor: s=10 mm;

Coeficientul de formă a barelor: =1,83;Distanţa dintre bare: b=20 mm;

Unghiul de înclinare: =750;

Numărul de bare: n= 80

2. Fişa tehnică a deznisipatorului

Denumire utilaj: Deznisipator

Domeniul de utilizare: Deznisipatorul are rolul de a elimina pietrişul şi alte materii solide cu

dimensiuni ≥ 0,2 mm., care au densitatea mult mai mare decât a apei sau a componenţilor organici

din apele uzate

Descriere: Deznisipatoarele se prezinta sub forma unor bazine din beton armat unde sunt retinute

suspensiile granulare sub forma de particule discrete care sedimenteaza, independent unele de altele,

cu o viteza constanta. Localizarea deznisipatoarelor se face de obicei după grătare ş i site şi înaintea

decantoarelor primare.

Funcţionare: Deznisipatorul are rolul de retinere a suspensiilor granulare care sedimenteaza.

Exploatarea şi întreținerea deznisipatorului constă în curățirea bazinului şi evacuarea nămolului cu

utilaje speciale. În funcţie de modul de curăţire a depunerilor, se deosebesc deznisipatoare cu

curăţire manuală, desnisipatoare cu curăţire mecanică şi hidraulică.

Dimensiuni:

Aria orizontală: A0 = 48,25 m2;

Aria transversală: Atr = 4,93 m2;

Lungimea: L=11,25;

Lăţimea: B=4,28 m;

Înălţimea: H=0.76 ; Numărul de compartimente: n=3.

3. Fişa tehnică a decantorului primar

Denumire utilaj: Decantor primar.


9/12

Domeniul de utilizare: Sunt bazine deschise în care se separă substanţele insolubile mai mici de 0,2

mm. care se prezintă sub formă de particule floculente, precum şi substanţe uşoare care plutesc la

suprafaţa apei.

Descriere: decantorul primar prevede trei compartimente cu dispozitive de separare, un canal de

ocolire, camere de repartiţie aşezate în fata decantorului, dotate cu stăvilare şi orificii cu ajutorulcărora se reglează debitul şi nivelurile de apă în fiecare compartiment. În scopul măririi eficienţei de

reducere a suspensiilor în decantorul primar, în afară de creşterea duratei de decantare se mai

folosesc următoarele soluţii tehnologice:

-adăugarea unor substanţe în suspensie care sedimentează uşor,

-aerarea preliminară a apelor uzate care contribuie la formarea flocoanelor, separatorul de grăsimi

care funcţionează prin flotare contribuie la preaerarea apelor;

Eficienţa decantării primare asupra reducerii materiilor organice exprimată în CBO5 , este de 20-

25%.

Funcţionare: Accesul şi evacuarea apei se face cât mai uniform pentru o functionare cat mai buna a

ascetuia.

Dimensiuni:

Aria transversala a decantorului: 36,5 m2

Aria orizontala a decantorului: 876,14 m2

Lungimea: L=72 m;

Lăţimea: B=12,16 ;Înălţimea: H=2,99 m;

Numărul de compartimente: n=3

4. Fişa tehnică a bazinului cu nămol activ

Denumire utilaj: Bazin cu nămol activ

Domeniul de utilizare: Bazinul cu nămol activ are un rol principal în eliminarea materiilor organice

biodegradabile conţinute în apele uzate cu ajutorul organismelor ce intra în alcătuirea nămolului

activat.

Descriere:

Epurarea biologică cu nămol activ a apelor uzate în bazinele de aerare este procedeul cel mai utilizat

în staţiile de epurare ale marilor centre urbane. Aceasta extindere a procedeului este justificată de

următoarele avantaje, în comparaţie cu filtrele biologice: realizarea unei eficenţe de epurare mai

ridicate, atât iarna cât şi vara, sunt lipsite de mirosul neplăcut şi de prezenţa muştelor, suprafeţele


10/12

specifice sunt mai reduse, permite o mai uşoară adaptare a procesului tehnologic din staţia de

epurare la modificări de durată ale caracteristicilor apelor uzate.

Funcţionare: In bazinul cu nămol activ au loc procesele metabolice ale microorganismelor ce intra în

alcătuirea nămolului activat având un consum mare de energie.

Dimensiuni:Volumul bazinului de aerare:2974,541m3

Lungimea: L=57.5 m;

Lăţimea: B=5.75 m;

Înălţimea: H=4.6 m;

Numărul de compartimente: n=2.

5.Fişa tehnică a decantorului secundar.

Denumire utilaj: Decantor secundar.

Domeniul de utilizare: Decantorul secundar reţine membrana biologică evacuată odată cu efluentul

din bazinul de nămol activ.

Descriere: Din punct de vedere constructiv, decantoarele secundare utilizate sunt de de obicei de tip

longitudinal şi radial, echipate cu dispozitive adecvate pentru colectarea nămolului.

Funcţionare: Decantorul este echipat cu dispozitive adecvate pentru colectarea şi evacuarea

nămolului în mod continuu sau intermitent.

Dimensiuni:

Diametrul: D = 50;

Înălţimea: H = 4,8 m;

Suprafaţa utilă a decantor ului: Au=1875 m

2;

Volumul decantorului: V= 8928 m3

Suprafata utila a decantorului: 882 m2;

Volumul de namol:99,50 m3/zi ;

Retinerea solidelor in decantorul secundar:6,6 *10-5 kg/s;

Incarcarea superficiala cu materii solide:122,341 kg/zi·m2

Numărul de decantoare: n=1;


11/12

4. Concluzii

Epurarea constitue unul din aspectele poluării apei. Stabilirea comportarii multiplelor

substanţe care poluează apele de suprafaţă, precum şi efectelor asupra organismelor vii fac

obiectivul epurării apelor . Staţiile de epurare se realizează cu costuri de investigaţii mari şi cu

cheltuieli de exploatare ridicate, care, numai parţial pot fi recuperate. Se impun studii tehnico-

economice aprofundate în vederea găsirii soluţiilor care să contribuie la reducerea diferitelor costuri.

În acest scop se are în vedere aplicarea unor măsuri preliminare de prevenire a poluării apelor,

respectiv uşurarea epurării apelor uzate. În concluzie epurarea mecano – biologică este varianta

optimă pentru epurarea apei uzate municipale atât din punct de vedere ecologic cât şi economic.


12/12

5. Bibliografie

M. Dima „Epurarea apelor uzate urbane”, Editura Junimea, Iaşi, 1998; Tudose R. Z., Stancu A., Vitan F., Horoba D., Petrescu S., Ibănescu I., Popovici L. Băcăoanu

A., Moise A., Cârstea S.“Fenomene de transfer şi utilaje în industria chimică”, Ed. Rotaprint,

Iaşi, 1990;

Macoveanu M, Teodosiu C., Duca Gh. “Epurarea avansată a apelor uzate conţinând compuşi

organici nebiodegradabili”, Ed. Gh. Asachi, Iaşi, 1997;

C.Teodosiu „Tehnologii și Biotehnologii de Epurare a apelor uzate”, Iași, 2010-2011; C.Zaharia „Epurarea chimică a apelor uzate”, Iași, 2006.

statie de epurare pentru un oras

Documents

Transcript of statie de epurare pentru un oras