Sisteme de depoluare în industri a alimenta ră As.dr.ing. Nicoleta Ungureanu 1 CURS3 INSTALAȚII DIN TREAPTA MECANICĂ A STATIILOR DE EPURARE A APELOR UZATE Epurarea mecanică sau „treapta primară a epurării” constituie prima treaptă a procesului de epurare a apelor uzate şi are ca scop îndepărtarea din apele uzate, prin procedee fizi co-mecanic e, a imp uri tă țilorgrosie re (corpuri mari), a sus pensii lor abrazive (nisip și pietri ș), a suspensiil or ușoare (în special gră simi și uleiuri ), a suspensii lor decant abile de natur ă minerală sau organică, precum și a suspensiilor coloidale. Treapta mecanică de epurare este plasată la intrarea în sta țiile de epurare și cuprinde următoarele activit ăţi, căreia îi corespund instalaţii pentru: Separarea materialelor plutitoare aflate la suprafaţa apei; Separa rea particul elor mari aflate în suspens ie în apă; Reţinerea nisipului din apele uzate; Separarea uleiului aflat în apele uzate. Decantarea suspensiilor fine. În func ție de gradul de epurare al apei uzate, impus a fi obținut la ieșirea din stația de epurare, treapta mecanică poate fi o treaptă de epurare prealabilă, fiind urmată și de alte trepte, sau poate fi o treaptă de sin e stătăt oare. Echipamente pentru re ținerea suspensiilor grosiere La începutu l proc esu lui de epurare meca nică, cu aj uto rul g răta rel or şi al sit elor sunt reţinu te corpur ile pl utito are de dimens iuni mai ma ri, pre cum şi c ele aflate în suspens ie. Mater iale le reţin ute (fr unze, crengi, bucăţi de lemn, amba laje d e plastic, hârtii , cârpe, folii de plas tic, cutii metalice sau alte tipuri de corpuri plutitoare) sunt evacuate ca atare din site și grătare, sau pot fi compac tate pentru a fi depo zitate în g ropile de gun oi sau pentr u a fi incinera te. În unele cazu ri, suspensiile grosiere pot fi mărunțite prin tăiere la dimensiuni de 0,5 – 1,5 cm în dezintegratoare mecanice, după care sunt reintroduse în canalul de acces al apelor uzate brute. Particulele de nisip sau particulele de aceeaşi structură sunt separate încă de la început pentru a nu intra în celelalte instalaţii ş i a deranja procesul d e epura re. De altfel nisipul fiin d un material abraziv va coroda conductele, pompele de apă şi de nămol. Particulele de mai mici dimensiuni aflate în suspensie sunt separate prin decantare în instalaţii de mari dimensiuni numite decantoare şi unde ca urmare a scăderii vitezei de circulaţie a apei, particulele se depun ca efect a gravitaţiei, respectiv a diferenţei de densitate, pe fundul decantorului. Principalele categorii de utilaje pentru reținerea suspensiilor grosiere sunt: - instalații de sitare - dezintegratoare - ech ipa men te pent ru sepa rare a mate rii lor plu tit oar e sub formă d e p elicul ă
Transcript
8/17/2019 C3_Instalații Din Treapta Mecanică a Statiilor de Epurare a Apelor Uzate_I
INSTALAȚII DIN TREAPTA MECANICĂ A STATIILOR DE EPURARE
A APELOR UZATE
Epurarea mecanică sau „treapta primară a epurării” constituie prima treaptă a procesului de epurare a apelor uzate şi are ca scop îndepărtarea din apele uzate, prin procedeefizico-mecanice, a impurităților grosiere (corpuri mari), a suspensiilor abrazive (nisip și pietriș),a suspensiilor ușoare (în special grăsimi și uleiuri), a suspensiilor decantabile de natură mineralăsau organică, precum și a suspensiilor coloidale.
Treapta mecanică de epurare este plasată la intrarea în stațiile de epurare și cuprindeurmătoarele activităţi, căreia îi corespund instalaţii pentru:
Separarea materialelor plutitoare aflate la suprafaţa apei; Separarea particulelor mari aflate în suspensie în apă; Reţinerea nisipului din apele uzate; Separarea uleiului aflat în apele uzate. Decantarea suspensiilor fine.În funcție de gradul de epurare al apei uzate, impus a fi obținut la ieșirea din stația de
epurare, treapta mecanică poate fi o treaptă de epurare prealabilă, fiind urmată și de alte trepte,sau poate fi o treaptă de sine stătătoare.
Echipamente pentru reținerea suspensiilor grosiere
La începutul procesului de epurare mecanică, cu ajutorul grătarelor şi al sitelor sunt
reţinute corpurile plutitoare de dimensiuni mai mari, precum şi cele aflate în suspensie. Materialele reţinute (frunze, crengi, bucăţi de lemn, ambalaje de plastic, hârtii, cârpe, folii de plastic, cutiimetalice sau alte tipuri de corpuri plutitoare) sunt evacuate ca atare din site și gr ătare, sau pot fi
compactate pentru a fi depozitate în gropile de gunoi sau pentru a fi incinerate. În unele cazuri,suspensiile grosiere pot fi mărunțite prin tăiere la dimensiuni de 0,5 – 1,5 cm în dezintegratoaremecanice, după care sunt reintroduse în canalul de acces al apelor uzate brute.
Particulele de nisip sau particulele de aceeaşi structură sunt separate încă de la început pentru a nu intra în celelalte instalaţii şi a deranja procesul de epurare. De altfel nisipul fiind unmaterial abraziv va coroda conductele, pompele de apă şi de nămol. Particulele de mai micidimensiuni aflate în suspensie sunt separate prin decantare în instalaţii de mari dimensiuni
numite decantoare şi unde ca urmare a scăderii vitezei de circulaţie a apei, particulele se depunca efect a gravitaţiei, respectiv a diferenţei de densitate, pe fundul decantorului.
Principalele categorii de utilaje pentru reținerea suspensiilor grosiere sunt:
- instalații de sitare- dezintegratoare- echipamente pentru separarea materiilor plutitoare sub formă de peliculă
8/17/2019 C3_Instalații Din Treapta Mecanică a Statiilor de Epurare a Apelor Uzate_I
Instalațiile de sitare sunt destinate reținerii impurităților grosiere (3 –5% din totalulsuspensiilor transportate de apele uzate). Organele principale de lucru ale instalaţiilor de sitaresunt de reţinere a impurităţior , care pot fi formate din:
- bare paralele, care formează între ele spații de trecere sub formă de fante, caz în caresuprafața activă se numește grătar
- împletituri de sârmă, tablă perforată, pânză textilă, care au suprafețe de trecere subformă de ochiuri, caz în care suprafața activă se numește sită.
Grătarele sunt echipamente realizate din bare profilate, paralele și echidistante. Dupădistanța dintre bare, există grătare rare și grătare dese.
Pentru ca procesul de reţinere şi separare a impurităţilor să se desfăşoare corespunzător este necesar ca permanent în timpul funcţionării suprafeţele active să fie păstrate curate(neînfundate) prin îndepărtarea continuă sau secvenţială a impurităţilor reţinute. Pentru sitarea
apelor uzate menajere se utilizează cel mai frecvent suprafeţele active de separare de tip grătar,dar există şi unele cazuri de instalaţii de sitare care au suprafeţele active de separare de tip sită.
3.1.1. Instalaţii de sitare prevăzute cu suprafeţe active de reţinere de tip grătar
Clasificarea grătarelorSuprafeţele active de separare de tip grătar ale instalaţiilor de sitare se pot clasifica după
mai multe criterii:- după valoarea dimensiunii fantelor suprafeţei active a grătarelor - după valoarea unghiului de înclinare faţă de orizontală a suprafeţei active de reţinere a
grătarelor - după modul de curăţare a suprafeţei active a grătarelor - după forma suprafeţei active şi organelor de curăţare.- după mişcările suprafeţei active şi organelor de curăţare.
A. După valoarea dimensiunii fantelor suprafeţei active a grătarelor, suprafeţe active deseparare de tip grătar se clasifică în:
- grătare rare;- grătare dese.Grătarele rare se folosesc în stațiile de epurare cu debite de peste 10.000 m 3/zi, având
ca rol principal reţinerea şi extragerea impurităţilor foarte mari din fluxul de apă uzată pentru a proteja grătarele dese. Barele au distanța dintre ele de 40-150 mm, au înclinarea față deorizontală cu 30 – 45o, iar curățarea acestora se face în general manual. Înclinarea cu unghiurimici prezintă avantajul unei reduceri a pierderii de sarcină, dar și dezavantajul unei cur ățări mai
dificile și al unor lungimi mai mari ale suprafețelor active.
Grătarele dese au barele plasate la distanțe de 40 – 60 mm pentru curăț irea manuală și la16 – 20 mm când curățirea se face mecanic. Au înclinații față de orizontală de 60 - 70 o, în sensul
8/17/2019 C3_Instalații Din Treapta Mecanică a Statiilor de Epurare a Apelor Uzate_I
de curgere a apei uzate pe canalele de aducțiune. Lungimea grătarelor trebuie să fie de cel puțin
1,5 ori mai mare decât lățimea canalului.
În figura 3.1 este prezentată schema de principiu a unei instalaţii de sitare prevăzută atâtgrătare rare (1) cât şi cu grătare dese (2).
Fig. 3.1. Schema de principiu a unei instalaţii de sitare prevăzută cu grătare rareşi cu grătare dese [1]
1 – grătare rare; 2 – grătare dese
Distanța corectă între barele grătarului se stabilește astfel încât viteza de trecere a apei printre bare să fie de maxim 0,7 m/s la debitul mediu și de maxim 1 m/s la debitul maxim de apă
uzată. În por țiunea din amontele gr ătarului, viteza de trecere a apei printre bare trebuie să fie de peste 0,4 m/s, pentru a se evita depunerea impurităților din suspensie [1].
B. După valoarea unghiului de înclinare faţă de orizontală a suprafeţei active de reţinere agrătarelor (unghiul α din figura 3.2), se întâlnesc următoarele situaţii [3]:
- unghiul α între 30 - 45° - în cazul grătarelor dese cu curăţare manuală;- unghiul α între 45 - 75° - în cazul grătarelor rare cu curăţare manuală;- unghiul α între 45 - 90° - în cazul grătarelor cu curăţare mecanică.Într-o stație de epurare trebuie să existe minim două instalații de sitare, una activă și una
de rezervă. Toate instalațiile succesive trebuie să poată fi conectate între ele şi să poată fi izolate prin intermediul unor stavile (batardouri) în scopul efectuării unor intervenţii fără oprirea
fluxului de apă uzată supusă tratamentului.În figura 3.2 se observă că instalaţia de sitare este prevăzută cu două grătare, unul activ şiunul de rezervă şi că fiecare grătar poate fi izolat prin intermediul stavilelor sau batardourilor amonte (1) şi a stavilelor sau batardourilor aval (2).
8/17/2019 C3_Instalații Din Treapta Mecanică a Statiilor de Epurare a Apelor Uzate_I
- se crează posibilitatea automatizării procesului, mecanismele de curățare având
funcționare intermitentă și fiind comandate de instalații de automatzare cu plutitoare
sau sesizoare de nivel, care evaluează pierderea de sarcină pe grătar.
D. După forma suprafeţei active a grătarelor acestea se pot clasifica în:- grătare plane cu suprafaţa activă netedă;- grătare curbe cu suprafaţa activă netedă;- grătare cilindrice cu suprafaţa activă netedă;- grătare plane cu suprafaţa activă profilată;- grătare cilindrice cu suprafaţa activă profilată.
E. După mişcările suprafeţei active şi organelor de curăţare , grătarele se clasifică în:- grătare cu suprafaţa activă fixă;- grătare cu suprafaţa activă mobilă;- grătare cu organe de curăţare a suprafeţei active fixe;- grătare cu organe de curăţare a suprafeţei active mobile.
În general, grătarele cu suprafaţa activă plană sunt fixe, fiind prevăzute cu organe decurăţare mobile care raclează suprafaţa activă efectuând mişcări de translaţie sau mişcări derotaţie, în timp ce grătarele cu suprafaţa activă profilată sunt de regulă mobile, având mişcări detraslaţie, rotaţie sau secvenţiale, fiind dotate cu organe de curăţare fixe, care desprind impurităţilereţinute pe suprafaţa activă a grătarului şi o dirijează spre jgeaburile de evacuare.
8/17/2019 C3_Instalații Din Treapta Mecanică a Statiilor de Epurare a Apelor Uzate_I
Instalaţiile de sitare preîntâlnite în practica epurării apel
Instalaţia cu sită conic
prevăzută cu suprafaţă filtrantămotorul electric (8), transmisiasuspensie bifazică este pompattrece prin pânza filtrantă a tamb timp de impurităţile solide care jgheabul de colectare (3). Aceasde la abatoare [1].
Fig. 3.5. Sc1-influent; 2 – jgheab de ev
alimentare; 5 – tambur co
Sita vibratoare (figura 3.căruia se găseşte suprafaţa de soscilatorie circulară prin intermapoasă) este proiectat pe suprafiind evacuată prin jgheabul (2)sunt îndepărtate prin jgheabul (3
e de depoluare în industria alimentară
prevăzute cu suprafeţe active de reţinere de
ăzute cu suprafeţe active de reţinere de tipr uzate.
ă rotativă (figura 3.5) este formată din tob
din pânză, care este acţionată în mişcare decu curele (7) şi cuplajul (6). Influentul (1),
prin pâlnia (4) în interiorul tamburului conicrului, fiind clarificată și evacuată în jgheabul dămân pe suprafaţa interioară a pânzei filtrantetă instalaţie poate fi utilizată la epurarea apelo
hema de principiu a sitei conice rotative [1] acuare; 3 – jgheab de colectare apă clarificată;
ic; 6 - cuplaj; 7 – transmisie prin curea; 8 – mo
6) este constituită dintr-un tambur cilindric ver parare (5) de tip reţea cu ochiuri, care este anediul mecanismului cu excentric (4). Influent
aţa de separare, faza lichidă trecând prin reţe, în timp de particulele solide reţinute pe supr
datorită vibraţiilor.
6
tip site
ite sunt mai rar
a cilindrică (5),
rotaţie de către constituit dintr-o
(5). Faza lichidă evacuare (2), în
sunt evacuate în r uzate provenite
– pâlnie de
or electric
tical în interiorul trenat în mişcare
l (1) (suspensie ua de ochiuri şi
faţa de separare
8/17/2019 C3_Instalații Din Treapta Mecanică a Statiilor de Epurare a Apelor Uzate_I
Sita de tip Coandă (figu bare orizontale cu profil specialînclinaţii diferite faţă de orizontaal sitei se bazează pe efectul decurgerea (denumit efect Coandă prin pompare în conducta (2) asviteză de 1,2-1,4 m/s.
Fig. 3.7. S1 - carcasă; 2 – conductă
e de depoluare în industria alimentară
. Schema de principiu a sitei vibratoare heab de evacuare fază lichidă; 3 – jgheab de ev
canism cu excentric; 5 - suprafaţa de separare
a 3.7) este o sită statică, compusă din panourilcare au fante cu dimensiuni în gama 0,125 - 2,lă, din ce în ce mai mici pe carcasa (1). Principi
alipire a unui jet de lichid la profilul curb în ju. Influentul (suspensie apoasă de particule solitfel încât la intrarea la partea superioară a pa
hema de principiu a sitei de tip Coandă [1] de alimentare; 3 – panouri; 4 – evacuare apă cl
5 – evacuare nămol
7
cuare particule
e (3) formate din 5 mm, dispuse la
ul de funcţionare ul căruia se face
de) este introdus ourilor să aibă o
arificată;
8/17/2019 C3_Instalații Din Treapta Mecanică a Statiilor de Epurare a Apelor Uzate_I
Influentul curge de-a lungul panourilor, căpătând acceleraţie din cauza înclinării acestora(cu unghiuri de 65o, 55o și 45o față de orizontală). Apa se separă de particulele solide prinalipirea la profilul barelor panourilor, iar particulele solide continuă să curgă de-a lungul panourilor. Pe panoul inferior materiile solide (nămolul) îşi încetinesc cursul datorită micşorăriiînclinaţiei faţă de orizontală şi se scurg prin jgheabul de evacuare (5). Apa separată prin fantele
panourilor este evacuată din instalaţie sub forma efluentului clarificat (4).
3.2. Dezintegratoare mecanice
În anumite cazuri instalaţiile de sitare sunt prevăzute cu echipamente mecanice de tocarea suspensiilor grosiere reţinute care poartă denumirea de dezintegratoare mecanice. Acestea suntechipamente mecanice prevăzute cu rotoare cu lame care toacă suspensiile grosiere reținute de
grătare la dimensiuni de 0,15-0,3 mm, după care materialul tocat este dirijat prin transporthidraulic din nou în fața gr ătarelor, de unde intră în fluxul normal al stației de epurare.
Dezintegratorul mecanic cu ax vertical (figura 3.8) este compus dintr-un sistem cilindricde bare statice de fărâmiţare (de forma unei colivii), în interiorul căruia este plasat un tambur cilindric rotativ (2), prevăzut cu lame sau muchii tăietoare (3), acţionat prin intermediulmotoreductorului (1). Reţinerile brute aduse prin transport hidraulic, intră in dezintegrator prinsuprafaţa laterală a sistemului de bare statice şi intră în zona de acţiune a tamburului rotativ undesunt tocate, după care sunt evacuate axial tot prin transport hidraulic.
Fig. 3.8. Schema de principiu a dezintegratorului mecanic cu ax vertical [ ]1- motoreductor; 2 – tambur cilindric rotativ (corpul dezintegratorului); 3 - lame tăietoare
BIBLIOGRAFIE[1]. Crăciun V., Chirescu E., Bălan O. Reciclarea deșeurilor și reziduurilor din agricultură
și industria alimentară. Editura Cermi, Iași, 2004.[2]. Oncia S. Construcții de tratarea și epurarea apei. Curs (http://usab -
