7/29/2019 Decantoare

1/12

Universitatea Ecologica Bucuresti, Facultatea de Inginerie siManagementul Mediului in Activitati Industriale

- FORMA DE INVATAMANT : MASTER-

DECANTOARE ELEMENTE FUNCTIONALE

7/29/2019 Decantoare

2/12

Decantarea este operaia de limpezire a unui lichid care conine particule solide nsuspensie prin scurgerea acestuia dup depunerea lor. Este una din multele operaii prin carese urmrete recuperarea lichidului,n special a apei n vederea refolosirii acesteia.ntregul setde operaii este reprezentat schematic mai jos:

1.Tipuri de tratamente aplicate apei

Tratamente primare Tratamente secundare Tratamente teriare Pretratamente si tratamente speciale.

Tratamente primare

Decantarea,filtrarea Coagularea pentru nlturarea materiei n suspensie sau stare coloidal

Flotaia pentru nlturarea huilei,uleiurilor,grsimilor sau solidelor Egalizarea pentru a inhiba variaiile de debit sau efluent Neutralizarea (pH) naintea deversrii n mediul natural.

Tratamente secundare- nlturarea biologic a carbonului

Noroi activ Paturi bacteriene Reactoare biologice secveniale Discuri biologice rotative Lagune aerate.

Tratamente secundareTipic,ele permit reducerea impuritilor sub 25 mg/l a impuritilor de la stadiul de 100-1000 mg/l sau chiar mai mult.

Tratamente ter iare

Pentru nlturarea nlturarea elementelor cu compoziie specific Azot(nitrificare/denitrificare),fosfor(defosfatare),compui organici refractari,materii

coloidale Procedee biologice i procedee fizico-chimice

T ratamente speciale de formare a efluentului pentru decantare Tratamente primare sau secundare(toxice si biologice)

2

7/29/2019 Decantoare

3/12

Deversarea sa n reeaua municipal de canalizare Instalaia de epurare a apelor domestice.

Tratamentul materiilor n suspensie

Dup procesul de floculare, ngro are, digestie aerob sau anaerob, filtrare, centrifugare, uscare, incinerare, dispersare.

Alegerea unei filiere de tratare

Evitarea diluiilor Evitarea amestecrii curenilor de ap poluai cu cei slab poluai Evitarea amestecrii curenilor de ap ce necesit tratamente diferite nlturarea preliminar a impuritilor mari Delimitarea operatiilor(inhibare colmatare).

2.EgalizareaObiectiv:amortizarea fluctuaiilor n timp Debitul efluentului Caracteristicile lui.

Egalizarea va pe rmite

Inhibarea fluctuaiilor parametrilor care prejudiciaz un tratament biologic Facilitarea controlului de pH(prin amestecarea curenilor acizi si bazici) Inhibarea fluctuaiilor de debit ntr-un process fizico-chimic(cu o capacitate nominal

de adugare a reactivilor chimici n caz de flux discontinuu, tratamentul s fie la fel.

Tipuri de decantoare

Rectangulare Circulare(intrarea n centru sau la periferie) Cu dispozitiv prevzut cu raclete la fund Caracteristici:-debit de revrsare sau ncrcare hidraulica = Q/A (funcie nu de

adancime ci de suprafa) Decantoare lamelar

Echipamentele de decantare

Decantoare rectangulare sau circulare prevazute cu un dispozitiv cu raclete pentrundepartarea noroaielor

Diametru 10-60 m,H=3-5m

3

7/29/2019 Decantoare

4/12

Decantor oriz ontal

Variante tehnologice reprezentative

Decantoare cu flux orizontal

Un decantor orizontal e caracterizat de: debitul traversat Q suprafaa sa S nlimea,adic distana dintre fundul bazinului si oglinda apei hO particul n suspensie aflat la suprafaa decantorului,decanteaza cu viteza constant V0.

Decantarea e terminat cnd particular e depus la fundul bazinului,durata cderii fiind egalcu h / V.Posibilitatea ca o particula s ajung la fundul bazinului este evident marginit decondiia t > h / V sau mcarV0 > Q / S.

Termenul Q / S se numete viteza lui Hazen i se exprim adesea prin metrii cubi,metriiptrai sau metrii pe or.Not:termenii echivaleni ntlniti: viteza de decantare, viteza superficiala, viteza de

supravrsare. Teoretic, eficacitatea unui decantor orizontal nu depinde de vitez Hazen caracteristic inici de nlime sau timpi de retenie.n acelai timp,particulele care se gsesc n apa floculat,intr n decantor prezentnd o ntreaga gam de dimensiuni. n timpul traversrii bazinului,cele mai mici particule se pot lipi ntre ele, acesta fiind fenomenul de coalescen.Dimensiunile i deci viteza de sedimentare cresc cu timpul.Traiectoria deviaz de la formacurbilinie, eficacitatea decantarii depinznd deci i de timpii de retenie. Pentru a optimizarandamentul decantorului,mai nti trebuie ca acesta sa fie dotat cu un compartiment delinitire n care o sensibil diminuare a vitezei de transfer permite decantarea particulelor maimari i flocularea celor mai mici.

Decantoarele orizontale cu mai multe etaje (numite uneori culoare) sufer numeroase

amenajri care permit obinerea unui randament mbunt it. Ei vizeaz respectarea condiiilor urmtoare:

4

7/29/2019 Decantoare

5/12

repartizarea uniform a apei la intrarea i ieirea din decantor evitarea zonelor moarte suprimarea elementelor perturbatoare

Aceste decantoare pot avea dinspre amonte nspre aval: camera de amestecare rapid a reactivilor un floculator camera de coalescen culoare suprapuse de decantare n care apa ptrunde din partea superioarn aval,apa decantat este reluat de ctre deversoare longitudinale ,purgaia bulelor este

asigurat de ctre evile perforate sau de ctre un curitor cu funcionare continu.

Decantoare n flux verticaln aceste tipuri de decantoare apa parcurge un traseu vertical. Viteza cderii particulelor

este ncetinit de o for rezultant a compoziiei forei de frecare i viteza Hazen a apei.Decantoarele verticale se mai numesc decantoare cu voaluri de noroi tocmai datorita acestui

echilibru de viteze.Ele pot sau nu s fie echipate cu floculator sau cu sistem de recirculare anoroiului.Rolul voalului de noroi este esenial el fiind ca un filtru pentru flocoanele de dimensiuni

mici producndu-se fenomenul de coalescen. Forma acestor utilaje este conic saupiramidal,pentru a permite un control mai uor al voalului de noroi.ntlnim urmtoareletipuri de decantoare la aceast categorie:

-decantoare statice-decantoare cu circulaia noroiului-decantoare cu depunere stratificat a nmolului.

Decantoare cu circulaia noroiului

Aceste decantoare conin o zon central de reacie nconjurat de o zon dedecantare.Aceste dou zone comunic prin partea superioar i inferioar. O turbin situat lapartea superioar a zonei de reacie realizeaz circulaia apei n contracurent cu zona dedecantare. Cea din urm cantitate de nmol care se depune, revine prin circulaie indus nzona centrala. mbogirea treptat n nmol permite o floculare rapid i formarea unui

precipitat dens.n cele din urm, un agitator la fund permite o amestecare rapida a apei cu noroiul i cu

reactivii i mpiedic acumularea de depozite grele care pot nfunda aparatul. n decantor sepot gsi una sau mai multe caviti n care se acumuleaz nmol acesta mai departeconcentrate i mai apoi extras.

Schema principiului de functionare a unui decantor cu circulatie( Tip Accelator-Degremont)

5

7/29/2019 Decantoare

6/12

1 Alimentarea cu ap brut 6 Zona secundar de amestecare

2 Evacuarea apei decantate 7 Apa limpezit

3 Grup de conducere 8 Recircularea nmolului

4 - Turbina 9 Concentratoare de noroi

5 Zona primar de amestecare 10 Nmol n exces evacuat

Unele decantoare pot avea montat un sistem de raclete la partea inferioar. Acest sistempermite o ngrosare a noroiului care este dirijat spre cavittile de extractie a noroiului.

Decantoare cu depunere stratificat a nmolului si eliminarea acestuia prin pulsatie

n aceste utilaje este nevoie doar de o amestecare hidraulica, apa fiind introdus ndecantor prin izbituri sau pulsri (de aici si numele aparatului). Admisia apei reziduale

mpreun cu agentul de floculare este fcuta ntr-un clopot central care este golit automat laintervale de timp regulate. Sistemul de umplere si drenare este asigurat prin formareasuccesiv de vid si presiune atmosferic n interiorul clopotului. Noroiul este astfel supus unormiscri de reciprocitate, n jos n timpul golirii si n sus n timpul umplerii, realizndu-secoeziunea. Unul din beneficiile acestui decantor este debordarea noroiului prin capcane

plasate la periferie. Cnd aceste capcane sunt pline sunt curtate automat. Apa este uniformdistribuit la baza utilajului printr-o retea de tuburi perforate. Apa e luat este de asemenearecuperat la suprafat prin sisteme similare.

Schema principiului de functionare a acestui decantor

( PULSATOR - Degremont)

6

7/29/2019 Decantoare

7/12

1- Alimentarea cu ap brut 6 Pompa de vid

2- Evacuarea apei decantate 7 Valva automat de rupere a vidului

3 Extrac ia nmolului 8- evi perforate pentru repartizarea apei brute

4 - Tranchilizatoare 9 Concentratoare de nmol

5 Clopot de vid 10 Introducerea reactivilor

Aceast distribuie a curentului de ap care evit la maxim scurt-circuitele face acestdecantor unul din cele mai performante. Avantajele principale sunt:

reducerea suprafeei la fundul aparatului mbuntirea tehnologic care permite apropierea de viteza teoretic.

Decantoarele lamelarembuntirea care poate fi adus de decantoarele lamelare n vederea evacurii

nmolurilor decantat este ca suprafaa pe care se depun s fie nclinat, astfel acestea seevacueaz mai uor. Prin introducerea modulului lamelar n decantor a crui suprafa S (L x

l) a fiecrei lamele devine suprafaa de decantare, unghiul de nclinare fiind unul din factoriimajor ai sistemului. Ca exemplu vom da sistemul n contracurent (cel mai utilizat). Acest tipde aparat se insereaz n filiera de tratare a apei potabile n partea de jos a unui floculator careasigur formarea i mturarea floconului.Apa floculat alimenteaz prin partea de jos unmnunchi de lamele sau tuburi paralele nclinate. Apa si flocoanele circul n direcie opusuna fa de cealalt de unde i numele de contracurent. Spaiul dintre fiecare lamel reprezintun decantor modular a crui capacitate de tiere este caracterizat prin raportul dintre debitultranzitat (Q) i suprafaa proiectat a lamelei (Sp).

7

7/29/2019 Decantoare

8/12

Cei mai importani parametrii sunt urmtorii: unghiul de nclinaie al plcilor (A) pentru asigurarea debitului de noroi sub efectul

gravitaiei viteza lui Hazen spaiul dintre plci sau diametrul tuburilor pentru asigurarea stabilirii unui regim

laminar de curgere lungimea plcilor viteza n zona de alimentare a flocoanelor.Plcile au forma trapezoidal i sunt

alctuite din PVC.Rolul lungimilor i spaiului dintre placi este de a optimiza reteniade flocoane.

Distribuia egal a apei este realizat prin ndeprtarea apei decantate n tuburi

prevzute cu deschiztoare sub presiune. Aceasta permite o bun i egal distribuie adebitului hidraulic pe ntreaga seciune a decantorului. Impuritile colectate de plcialunec la fund , sunt colectate la baz i sunt extrase periodic de un curitor.

Acest aparat prezint avantajul simplicitii culoarului de decantare acesta nupecesitnd aparat electro-mecanic complicat fiind ideal pentru instalaiile mici sau n rilemai putin industrializate.

La aceast categorie este necesar a distinge viteza Hazen real care este legeafuncionrii decantorului elementar, formnd din 2 plci succesive de vitez aparent careeste cea raportat la nivelul liber de ap al aparatului autorizat.De exemplu,n MULTIFLO (OTV) viteza real e de ordinul pe cnd viteza aparent estede 10m/h.Decantorul prezint urmtoarele avantaje:-spaiul ocupat este mic => compactivitate-suprafaa de decantare este mare-fiabilitatea, care e indus prin simulitatea decantrii. O ocazie esenial a sistemului estesimplitatea de realizare si exploatare att timp ct nu prezint nici un echipament mobilimersat.

Echipamentul decantorului lamellar LAMEL-R (STEREAU)Decantorul este format din: elemente tubulare termoformate ncepand de la plci de polyester sau ABS

prevzute cu nituzi de plastic;armaturiile integrate din structura decantorului evit

clasicele probleme de rupere a plcilor n timpul aranjamentului. nite stative uor zimate care menin spaial dinter plci sau tuburi.

8

7/29/2019 Decantoare

9/12

un dispozitiv de splare (LAM-CLEANER-de exemplu) jgheaburi de recuperare profilate

Caracteristici dimensionale:-debit de 20 pn la 100 m/h-mrime:diametrul de maxim 20 m sau-splarea plcilor fr a elimina apa din decamotor

Decantoare lamelare cu depunere stratificat a nmolului i eliminarea acestuia prinpulsaie

Alimentare cu ap al acestui aparat este practic la fel ca la celelate decantoare (cuinjectoarea regent lor coagulate i ai adjustanilor de floculare). Apoi floculat, repartizat nmod egal de ctre reeaua de distribuie, penetreaz apoi prin reeaua paralele nclinate fa deorizontal i perpendiculare fa de condensator. Faa inferioar a fiecrei plci este echipatcu deflectoare care servesc n acelai timp suporturilor .

Grosimea patului de noroi nu depete o anumit limit, ceea ce depete se descarc nzona separatorului unde nu se exercit nici o for graie vitezei azpensionale, iar captareaapei decantate se face de ctre o serie de colectoare.

Diagrama general a acestui tip de decantor. Vitezele atinse sunt mai mari dect la pulsatordatorit plcilor imersate n patul de noroi.

Schema de principiu a acestui decantor

(SUPERPULSATOR- Degremont-Suez)

9

7/29/2019 Decantoare

10/12

1 Alimentarea apei brute 4 Plci de decantare

2- Clopot de vid5 Tuburi de evacuare a apeidecantate

3 Tuburi perforate de repartiie 6 Sistem de extracie a noroaielor

Decantoare lamelare cu depunere stratificat a nmolului i recirculareDENSADEC permit ntr-un ansamblu compact se pararea prin coagulare-floculare-decantarea unei mari pri ale materiilor n suspensie prezente n apele de suprafa.Instalaia cuprinde 3 module:-motorul

-predecantor ngroarea materiilor-decantorul lamelar

Reactorul asigur n acelai timp o bun floculare, concentraie mare de noroi i floculaia lent pentru creterea n volum a flocoanelor.

Acesta are o densitate mare favorizat prin folosirea de polielectrolii. Predecantorul-ngroatorul favorizeaz ngrarea flocoanelor printr-un reclaj care desprinde continuuimpuritaile depuse.

O parte din aceste impuriti sunt reciculate n reactor. Aceast recirculare extern,menine o concentraie de noroi necesar unei floculri omogene.n sfrit, decantorul lamelor asigur ralitatea apei, eliminarea flocoanelor reziduale.

Avantaje citate de productor: viteza foarte mare de decantare (de la 20 la 40 metri/or) noroiul extras poate fi trimis direct la deshidratare tratament excelent al apei datorit sistemului lamelar

economie de reactivi insensibilitate la variaiile de debit i ncrcare

Decantoare cu formare de flocoane lestateViteza de cdere n ap a unei particule de pmnt i hidroxid poate fi urmtoarea:-viteza teoretic de cdere-conform legii lui Stokes-ex:-particule sferice,de pmnt i hidroxis -temperatura =14,3CDensitatea particulelor (kg/m)2600 pentru nisip i 1002,2 pentru hidroxid densitatea apei

(kg/m)999,2-timpul de cdere pentru nlimea de 1m

De aici vine i ideea de a scufunda flocoanele prin fixarea de granulele microscopice

ale unui nisip special (granulometria fiind ntre 10-100m) adugat apei de decantat ntr-oproporie considerabil.

Testele de laborator arat c prezena acestei mase granuloase modific completprocesul de coagulare n loc de a servi la formarea de flocoane care dureaz de obicei 15-20minute i ating mrimea de 1-2 mm i se depune foarte ncet masa de nisip traverseaz rapiddecantorul i cupleaz rapid toate materiile n suspensie i cele coloidale. Cteva minute suntsuficiente pentru a obine un depozit de nisip amestecat cu agent de coagulare (hidroxid defier sau aluminiu) ales n funcie de materialul care se dorete a fi eliminat

Nisipul superfin are un triplu efect: de promotor de coagulare;materiile coagulate aglutineaz n jurul fiecrei particule

de nisip micoreaz tensiunea superficial care mrete probabilitatea unirii particulelor i

astfel aglomerarea

10

7/29/2019 Decantoare

11/12

are un rol cheie n a lesta materiile coagulate accelernd considerabil decantarea.

Decantorul ACTIFLO (licena OTV) asigur, ntr-o unitate compact separarea princoagulare-floculare-decantare a materiei n suspensie prezente in apele de suprafaa. Acest

procedeu combin tehnica flocoanelor lestate i tehnica decantrii lamelare. Materia

suspendat i coloizii, destabilizai nainte prin injectarea n apa brut a unui coagulant (celmai adesea clorura ferica,30-50 mg/l) sunt fixate pe un suport granular de nisip (adugat n

proportie de 3kg/m3, pierderile fiind de de 3-6 g/m3) n mediul unui polielectrolit (deconcentratie 0,5-1,5mg/l). Floconul astfel format este separat apoi de ap prin decantarelamelar n contracurent.

Decantorul este format astfel din 3 mari compartimente apa parcurgand succesiv: Un tanc de amestecare rapid care asigur dispersarea nisipului i al polielectrolitului

n apa ce urmeaza a fi tratat Un tanc de floculare care realizeaz aglomerarea i maturarea flocoanelor lestate in

tancul precedent Un modul sub forma unui ansamblu lamelar n contracurent care efectueaz separarea

ap-flocon lestat.Not :acest aparat are i un sistem de raclete pentru deslocuirea noroiului combinat cu nisipuli direcionarea acestora spre centrul suportului pentru raclete.

Apa brut ptrunde inial ntr-un bazin rapid de amestecare n care este adugat trepatatmaterialul coagulant care destabilizeaz materia aflat n suspensie.Apa parial tratattraverseaz un bazin de injectare unde polimerul preselectat i nisipul fin sunt introduse.Aparmne apoi n camera de maturare n care flocoanele se lipesc de nisipul fin sub aciunea

polimerului.La acest stadiu,floconul crete n greutate i volum.n final apa,incarcat cuflocoane lestate,trece la decantorul lamelar n care flocoanele sunt rapid decantate..Noroaiele

i nisipul fin depozitate la fundul decantorului sunt colectate de un dispozitiv prevzut curaclete,nainte de a fi pompate spre hidrocicloane,pentru a recupera nisipul.Noroiul rmas estedirecionat ntr-un canal iar nisipul e redirecionat spre partea de tratare.

n continuare se va studia un tip special de decantor care nu poate fi inclus n nici una dincategoriile celor de mai sus; este vorba de decantorul produs de Siemens Water Technologies.Acest tip de decantor realizeaz separarea impurittilor mici si lichidelor cu densitti diferitedup ce impurittile mari si nisipul decanteaz n bazine de linistire. Se poate consideraaceasta o dubl decantare.

Decantoarele produse de Siemens Water Technologies sunt fabricate din oel inoxidabil,material care i confer durabilitate i intreinere minim. Ca material alternativ poate fi

folosit fibra de sticl dar rezistena acesteia la variaiile de temperatur i raze ultravioleteeste mai mic. Decantorul este ridicat i cobort prin intermediul unui activatorelectromecanic. Poziia normal a decantorului este deasupra nivelului apei. Aceasta este

poziia n care va sta pn cnd impuritile i flocoanele se depun, dup aceea coborndu-sespre fundul bazinului cam la o adncime de 3-6 m si sorbind o mare parte din supernatantuldin bazin. Bazinul mai este echipat cu dispozitive care rein spuma, mpiedicnd intrareaacesteia n efluent. Cea mai important component a dispozitivului este valva de decantaredin interiorul acestuia (reprezentat cu galben) care de fapt realizeaz separarealichidelor.Toate celelalte componente(evi,coturi,furtune) au rolul de a sorbi i conduce fluxulde ap spre zona de decantare.Decantorul poate fi dotat cu valve care se gsescon boardfiind montate odat cu celelalte componente ns exist firme care produc i creaz numaivalve pentru astfel de decantoare, acestea din urm fiind de calitate mai bun deoarece se

pune mai mare pre pe controlul calitii acestui component specific.

11

7/29/2019 Decantoare

12/12

BIBLIOGRAFIE

[1] Procese hidrodinamice si utilaje specifice in industria chimica, Editura Didactica siPedagogica Bucuresti 1983[2] www.siemens.com/water[3] www.degremont-technologies.com

12

http://www.siemens.com/waterhttp://www.degremont-technologies.com/http://www.siemens.com/waterhttp://www.degremont-technologies.com/