Tee Apa Curs

8/13/2019 Tee Apa Curs

1/259

Procedee i echipamente pentru tratarea i epurarea apelor

1

CUPRINS1. EPURAREA APELOR UZATE ORENETI ..........41.1. Aspecte generale...................................41.2. Evacuarea apelor uzate industriale n reeaua de canalizare oreneasc.............51.3. caracterizarea apelor uzate ..................7

2. ELEMENTE DE BAZ N PROIECTAREA STAIILOR

DE EPURARE ........................................................................................ 222.1. Stabilirea debitelor apelor uzate.........................222.2. Sisteme de canalizare............... ......252.3. Bazele teoretice ale proceselor de epurare aapelor uzate........................................262.4. Clasificarea procedeelor de epurare ....................................................... .......292.5. Autoepurarea apelor........................................................332.6. Evacuarea apelor uzate n emisari......................................35

3. DIMENSIONAREA, CONSTRUCIA I FUNCIO-NAREA STAIILOR DE EPURARE............. ........................403.1. Organizarea staiilor de epurare....................................403.2. Epurarea mecanic a apelor uzate.....................403.2.1.Construcia i funcionarea grtarelor..............................................413.2.2.Construcia i funcionarea sitelor...................................523.2.3.Construcia i funcionarea separatoarelor de ulei..................................................563.2.4. Separarea suspensiilor fine ....................................................................................683.3. Sedimentarea nisipuluio din apele uzate ..................................................................823.3.1. Deznisipatoare orizontale ......................................................................................833.3.2. Deznisipatoare verticale.........................................................................................903.3.3. Deznisipatoare tangeniale .....................................................................................913.4. Construcia i funcionarea decantoarelor primare ...................................................92

3.4.1.Decantoare primare orizontale ..............................................................................943.4.2.Decantoare primare radiale.....................................................................................993.4.3. Decantoare primare verticale................................................................................1033.4.4. Decantoare cu etaj ................................................................................................1073.4.5. Decantoare speciale ..............................................................................................1103.5. Epurarea biologic a apeloe uzate ...........................................................................1113.5.1. Aspecte generale ..................................................................................................1133.5.2. Metabolismul bacterian ........................................................................................1133.5.3. Procesele de dezasimilaie ...................................................................................1143.5.4. Procesele de asimilaie .........................................................................................1143.5.5. Biodegrabilitatea i trasabilitatea .........................................................................115

3.5.6. Epurarea biologic artificial ...............................................................................1163.5.7. Epurarea biologic cu nmol activ .......................................................................117


2/259


2

3.5.8. Construcia i funcionarea instalaiilor de epurare cu nmol activ .....................1203.5.9. Construcia i funcionarea decantoarelor secundare ...........................................1313.6. Epurarea avansat (teriar) ....................................................................................1323.6.1. Metode biologice de epurare avansat ( teriar) ..................................................1353.6.2. Defosforizarea a pelor uzate .................................................................................139

3.6.3. Striparea cu aer a apelor uzate ..............................................................................1403.6.4. Cmpuri de irigare cu ape uzate ............................................................................1413.6.5. Iazuri de stabilizare ...............................................................................................1413.6.6. Bazine cu nmol activ i filtre biologice ...............................................................1413.6.7. Epurarea chimic avansat ....................................................................................1443.6.8. Metode fizice de epurarea avansat .......................................................................1453.6.9. Metode fizico-chimice de epurare avansat ..........................................................146

4. Principii de baz n epurarea apelor uzate n industrie ................1484.1. Surse de poluare a apelor industriale uzate................................................................148

4.2. Surse de poluare a apelor cu metale grele..................................................................1544.3. Surse de poluare a apelor cu produse petroliere........................................................1684.4. Surse de poluarea a apelor cu substane chimice .....................................................1684.5. Principii generale privind metodologia de reinere a substanelor poluante din

apele industriale uzate ..............................................................................................1694.6. Condiii legale privind evacuarea apelor industriale uzate .......................................1704.7. Egalizarea i uniformizarea apelor ............................................................................1714.8. Stabilirea gradului de epurare necesar ......................................................................1754.9. Procedee tehnologice de epurare a apelor uzate provenite din industrie..................1764.9.1. Sedimentarea particulelor grele din apele industriale uzate...................................1764.9.2. Neutralizarea apelor industriale uzate ...................................................................178

4.9.3. Separarea particulelor din apele industriale uzate prin centrfugare ......................1804.9.4. Filtrarea apelor industriale uzate ...........................................................................1814.9.5. Separarea particulelor n suspensie prin flotaie ...................................................1824.9.6. Separarea substanelor prin extracie ....................................................................1874.9.7. Epurarea apelor industriale uzate prin adsorbie ...................................................1924.9.8. Epurarea apelor industriale uzate prin distilare .....................................................1964.9.9. Epurarea apelor industriale uzate prin ngheare ...................................................1964.9.10. Epurarea apelor industriale uzate prin spumare ..................................................1964.9.11. Separarea poluanilor cu ajutorul membranelor ..................................................1974.9.12. Ultrafinisarea .......................................................................................................2004.9.13. Epurarea apelor industriale uzate prin schimb ionic ............................................2014.9.14. Reinerea substanelor poluante prin precipitare .................................................2064.9.15. Dezinfrcia apelor industriale uzate .....................................................................208

5. Tehnologii i echipamente pentru tratarea nmolurilor ................2105.1. Aspecte generale ......................................................................................................2105.2. Principalele caracteristici ale nmolurilor................................................................2125.3. Procedee de prelucrare a nmolurilor.......................................................................2185.3.1. Fermentarea nmolurilor.......................................................................................2185.3.2. Instalaii pentru fermentarea nmolurilor .............................................................2215.3.3. Ingroarea nmolurilor .........................................................................................231

5.3.4. Tratarea preliminar a nmolurilor.......................................................................2375.4. Valorificarea evacuarea final a nmolurilor........................................................243


3/259


3

5.4.1. Aspecte legislative privind valorificarea nmolurilor n agricultur ...................244

6. Fiabilitatea echipamentelor i a proceselor de epurare a apelor ..2486.1. Noiuni generale privind fiabilitatea......................2486.2. Noiuni generale privind mentenabilitatea ................................................................2506.3. Noiuni generale privind disponibilitatea .................................................................2526.4. Tipuri de defecte ale instalaiilor de epurare ............................................................2536.5. Fiabilitatea proceselor de epurare .............................................................................254

Bibliografie .....................................................................................................................256


4/259


4

CAPITOLUL 1

EPURAREA APELOR UZATEORENETI

1.1.Aspecte generale

Satisfacerea nevoilor tot mai crescnde de ap n scopuri casnice,industriale, energetice, pentru agricultur, astzi este tot mai greu de realizat, caurmare a faptului c astzi apele, att cele subterane, ct i cele de suprafasunt tot mai poluate. Poluarea apelor se datoreaz n cea mai mare partedezvoltrii industriale, creterii populaie urbane i legat de aceast situaiedeversarea n ruri i lacuri a apelor uzate mai mult sau mai puin epurate.

Prin poluarea apelor, n sensul Legii Apelor, se nelege alterareacalitii apei sub aspect fizic, chimic, sau biologic, realizat direct sau indirect

de ctre activiti umane, care face ca aceste ape s devin improprii pentrufolosirea normal n scopuri n care aceast folosire era posibil nainte de aintervenii alterarea.

Prin ape uzate oreneti se nelege amestecul de ape uzate menajere,industriale, meteorice, de drenaj cu cele de suprafa. Sunt dese cazurile cndapele uzate menajere conin cantiti mici de impuriti caracteristice apeloruzate industriale, dar aceste ape se vor trata ca i ape uzate oreneti.

n cele mai multe cazuri este dificil de a aprecia dac o ap uzat dinpunct de vedere calitativ face parte din categoria apelor uzate menajere sauoreneti. Acest lucru se poate stabili doar n urma analizei compoziiei apeiuzate, cnd proiectantul trebuie s ia o hotrre privind tehnologia de tratare aacestei ape uzate.

Directivei Consiliului Europei 91/271/2002 transpus prin H.G.188/2002 definete procesul de epurare, ca fiindndeprtarea din apele uzatea substanelor toxice, a microorganismelor, etc., n scopul protecieimediului nconjurtor, a emisarului n primul rnd, dar i a solului iaerului.

Un proces corect de epurare trebuie s asigure condiii favorabileposibilitii utilizrii n continuare a apei respective pentru nevoile casnice,

industriale sau agricole.Evacuarea apelor uzate i neepurate sau epurate necorespunztor n


5/259


5

emisari, fie c sunt ruri sau lacuri duce la degradarea grav a mediului i punen pericol sntatea oamenilor. Trebuie remarcat faptul c nc n STAS 1481-76 seprevede n mod explicit ca apele uzate s fie evacuate ntotdeauna namonte de punctul de captare a apei. n acest mod ntreprinderile ar fi

obligate s-i realizeze o epurare de calitate, n caz contrar i-ar introduce nreeaua de ap industrial o ap poluat, improprie procesului tehnologic.Majoritatea ntreprinderilor, ns nu respect dispoziiile acestui standard.

Epurarea apelor uzate se realizeaz n staii de epurare, care fac parteintegrant din sistemul de canalizare a oraului sau a platformei industriale, iarmrimea staiei de epurare depinde de debitul apelor uzate i de gradul depoluare a acestei apei.

1.2. Evacuarea apelor uzate industriale n reeaua decanalizare oreneasc

Apele uzate industriale, care constituie o parte, uneori destul deimportant a apelor uzate oreneti, sunt admise n reeaua de canalizareoreneasc, respectiv n staia de epurare a oraului numai n condiii speciale.Epurarea n comun a apelor uzate menajere cu cele industriale este admisconform literaturii de specialitate numai n cazul n care apele uzate industrialenu conin substane care ar putea coroda reelele de canalizare i care nu pun npericol buna funcionarea staiei de epurare.

Evacuarea apelor uzate industriale n reeaua de canalizare oreneasci epurarea n comun cu apele oreneti ofer urmtoarele avantaje :

Asigur o cooperare eficient ntre industrie i primrie, ambeleurmrind reducerea costurilor operaiei de epurare;

Apele uzate industriale conin uneori materii nutritive care pot sasigure condiii optime procesului de epurare biologic, care altfel artrebui adugate artificial;

ntreprinderile mici nu-i pot permite din punct de vedere economicinvestiii separate pentru construirea i exploatarea staiilor de

epurare; Existena unei staii centralizate pentru epurarea apelor permite

coordonarea ntregii activiti de colectare i tratare a apelor uzate.

Exist i cazuri de excepii, cnd tratarea n comun a apelor uzateurbane i industriale nu este posibil ntruct unele industrii evacueaz n urmaproceselor tehnologice o serie de substane care inhib procesele de epurare. naceast privin exist normative care reglementeaz modalitatea de evacuarea,respectiv interzice evacuarea de substane n suspensie, a cror cantitate,

mrime i natur constituie factori agresivi ce pot coroda canalele colectoare,care pot provoca depuneri i colmatarea canalelor sau frneaz curgerea


6/259


6

normal a apelor prin canale. Dintre aceste substane, care nu ar trebui s fiedeversate n sistemul de canalizare amintim :

Suspensii i alte materiale care se depun n canalele colectoare; Corpuri solide plutitoare mai mari de 20 mm; Corpuri solide, dure care ar putea coroda canalele colectoare; Pcur, ulei, grsimi, care pot provoca depuneri sau aderene pe pereii

conductelor; Substane care pot provoca fenomene de coagulare i depuneri n

canale; Substane care pot produce amestecuri detonante, sau care se pot

aprinde, cum ar fi benzin, eter, cloroform, acetilen, sulfur de carbon,nmoluri de la staiile de acetilen, etc.

Substane nocive, care pot pune n pericol viaa personalului deexploatare a staiilor de epurare;

Substane inhibitoare ale procesului de epurare (de exemplu: Cu, Cr,Zn, Pb etc.);

Ape fierbini cu temperaturi de peste 50 grade 0C.Aa cum am artat mai sus, exist anumite precizri privind compoziia

apelor uzate industriale, care limiteaz accesul acestor ape n reeaua decanalizare oreneasc. Aceste substane, precum i alte caracteristiciprincipale sunt urmtoarele :

Temperatura maxim 50 grade; pH ul cuprins ntre 6,6 i 11,0;

Cianuri maxim 1,0 mg / l ; Clor liber maxim 1,0 mg / l ; Hidrogen sulfurat i alte sulfuri (C H2 S) la un pH de 6,5 este

admis maxim 1,0 mg / l ; Produse petroliere (din categoria: pcur, motorin, uleiuri grele,

etc.) maxim 150 mg / l .

n cazul n care nu se pot respecta aceste limite, este necesar o tratare aacestor ape n prealabil n instalaii numite staii de preepurare, n cadrulntreprinderii, n vederea reinerii acestor substane i folosirea lor n procesulde fabricaie, dup care aceste ape uzate i tratate parial pot fi deversate nreeaua de canalizare .

Comunitatea European recomand ca fiecare utilizator de ap s fac otratare prealabil a apei uzate, pentru reinerea substanelor ce pot colmata saunfunda reeaua de canalizare i doar dup aceast operaie, apa uzat s fiedeversat n reeaua de canalizare a oraului.


7/259


7

1.3.Caracteristicile apelor uzate

In vederea stabilirii tehnologiei i proiectrii instalaiei de epurare aapelor uzate este necesar s se cunoasc caracteristicile acestor ape. n acest

sens trebuie s se determine urmtoarele caracteristici : Caracteristici fizice; Caracteristici chimice; Caracteristici bacteriologice; Caracteristici biologice.

Caracteristici fizice ale apelor uzate

Caracteristicile fizice ale apelor uzate i de suprafa sunt : turbiditatea,

culoarea, mirosul i temperatura, care influeneaz n mare msur procesele deepurare, mai ales procesele biologice.

Turbiditatea. Turbiditatea apelor uzate i a emisarilor indic numai nmod grosier coninutul de materii n suspensii al acesteia, deoarece nu exist oproporionalitate nemijlocit ntre turbiditate i coninutul de substane nsuspensie. Turbiditatea se exprim n grade n scara silicei. Turbiditatea apeloruzate oreneti nencrcate puternic cu reziduuri industriale poate varia ntre400 i 500 grade n scara silicei. n general determinarea turbiditii esteaplicat apelor potabile i mai puin apelor uzate.

Culoarea. Culoarea apelor uzate proaspete este gri deschis, apele uzaten care fermentarea materiilor organice a nceput au culoarea gri nchis. ncazul n care n apele uzate oreneti au fost deversate ape industriale, atunciapa poate avea diferite culori, funcie de natura compuilor deversai. Deexemplu, dac apa are o culoare galben, nseamn c au fost deversate ape ceconin clor, dac apa are o culoare verzuie, atunci au fost deversate ape de lafabricile de conserve, etc.

Mirosul. Apele uzate proaspete au un miros specific aproapeinsesizabil. Dac apa a intrat n descompunere atunci se va simi mirosulhidrogenului sulfurat H2 S. Mirosul specific al apei ne poate da indicii asupracompuilor organici din ap i atunci putem deduce sursa de poluare. Culoareai mai ales mirosurile specifice unor substane chimice ne poate indica prezenaacestor substane, care de regul provin din deversrile agenilor economici.

Temperatura. Temperatura influeneaz modul de desfurare amultor reacii chimice, precum i procesul de sedimentare. De regul

temperatura apelor uzate este mai ridicat cu cel puin 2 3 grade0

C decttemperatura apei la intrare la agenii economici sau la consumatorii casnici.


8/259


8

Este indicat s se msoare periodic temperatura apelor uzate, preferabil chiarpermanent. Urmrind temperatura apei uzate din reea putem obine o serie deinformaii utile. De exemplu: dac se constat o cretere continu atemperaturii a apei din reea fa de valorile anterioare ne duce la concluzia c

avem o defeciune care conduce la ptrunderea apei fierbini n reeaua decanalizare, producnd astfel pierderi ale apei calde din reeaua de nclzirecentral sau din conductele de ap cald menajer. Dac asistm la o scdereaccentuat a temperaturii apei uzate, atunci este posibil s avem o infiltrare deap din pnzele freatice sau din apele de suprafa.

Temperatura apei are o importan deosebit asupra vitezei dedescompunere a substanelor organice. La temperaturi mai ridicate vom avea ovitez mare de descompunere a substanelor organice, n timp ce la temperaturisczute viteza de descompunere este mult mai redus. Pe de alt parte latemperaturi mai ridicate solubilitatea oxigenului n ap este mai redus i faptulc viteza de descompunere a substanelor organice este mult mai mare, impuneun consum mare de oxigen i deci se impune un aport substanial de oxigenpentru desfurarea n bune condiii a proceselor de oxidare a compuilororganici, n caz contrar procesul de descompunere a substanelor organice se vadesfura foarte lent i nu se va putea asigura debitul de ap tratat.

Pe de alt parte o temperatur mai ridicat a apei uzate asigur oscdere a solubilitii gazelor n ap, i ca urmare la finalul perioadei deepurare concentraia gazelor n apa epurat va fi mult mai redus

Din acest punct de vedere procesele de epurare a apelor variaz n

funcie de anotimp, fiind mai lente pe timp de iarn.

Caracteristici chimice ale apelor uzate.

Caracteristicile chimice ale apelor uzate sunt elemente de baz ncaracterizarea apelor uzate. Compoziia chimic a apelor uzate este influenatde consumul specific de ap pe cap de locuitor. Cu ct consumul de ap pe capde locuitor este mai mare cu att apa uzat este mai diluat, pentru c n generalcantitatea de materii deversate n apele uzate este relativ constant.

Important pentru proiectarea staiilor de epurare este valoarea i stareamateriilor coninute n ape, respectiv cantitatea materiilor organice solide aflaten suspensie i separabile prin decantare, materiale organice solide i dizolvaten ap, precum i alte materiale specifice apelor uzate, cum ar fi : Azotul subtoate formele de combinaii chimice, cloruri, sulfuri, hidrogen sulfurat, etc.Aceste caracteristici trebuiesc determinate prin analize de detaliu. Trebuiemenionat faptul c trebuie fcute analize i privind apele industriale deversaten reeaua de canalizare a oraului.

Materii solide. Materiile solide totale se clasific n dou categorii : Materii solide n suspensie;


9/259


9

Materii solide dizolvate ( mai mici dect un micron ).La rndul lor materiile solide n suspensie se clasific dup dimensiune

n separabile prin decantare, dac au dimensiunea peste 100 microni iseparabile prin tratamente speciale, dac au dimensiunea cuprins ntre 1 i 100

de microni. Materiile solide n suspensie i separabile prin decantare vorconstitui nmolurile obinute n staiile de epurare, respectiv bazinele dedecantare n timp ce materiile organice dizolvate n apele uzate sunt tratateprin oxidare n instalaiile de epurare biologic.

Oxigenul dizolvat. Oxigenul este un element foarte important i deaceea el trebuie permanent monitorizat. De regul apele uzate conin foartepuin oxigen i de multe ori nu conin deloc oxigen dizolvat, dar dup epurareabiologic apa poate conine oxigen ntre 1 2mg / l . Comparativ cu acestnivel al concentraiei de oxigen, o ap curat de suprafa poate conine lasaturaie oxigen dizolvat pn la nivelul de 14 mg / l la o temperatur de 0 0C,i 7,63 mg / l la 30 0C .

Solubilitatea oxigenului n ap este dependent de temperatur, depresiunea atmosferic, de mrimea suprafeei de contact aer - ap i deturbulena ei, cantitatea de oxigen care lipsete apei pentru a atinge valoarea desaturaie se numete deficit de oxigen.

Nivelul coninutului de oxigen din ap caracterizeaz cel mai binestarea de murdrie a unei ape uzate, precum i stadiul de descompunere asubstanelor organice din ap, n instalaiile de epurare biologic .

Consumul biochimic de oxigen (C B O) este un indicator ce sedefinete ca fiind cantitatea de oxigen consumat pentru descompunereabiochimic n condiii aerobe a materiilor solide organice totale cu respectareacondiiilor din standarde. Rezultatele determinrii este influenat detemperatura apei i de durata determinrii. Cea mai frecvent determinare estecea efectuat la 20 grade 0C pe durate a 5 zile i se noteaz C B O5 .

Un alt indicator de apreciere a strii apei este aa numitul consumchimic sau consumul imediat de oxigen, care reprezint cantitatea de oxigencare se consum n combinaiile de reducere a substanelor organice fr

intervenia microorganismelor. De regul aceast determinare dureaz o or.Un consum mare de oxigen chimic se constat la apele uzate care au unconinut ridicat de hidrogen sulfurat, precum i la nmolurile de pe fundulapelor stttoare, puin agitate.

Consumul biochimic de oxigen apreciaz indirect cantitatea de materiiorganice care se pot descompune i direct consumul de oxigen cerut demicroorganismele care produc descompunerea. In apele uzate orenetiindicatorul consum biochimic de oxigen CBO5 variaz ntre 100 i 400mg /dm3, n timp ce pentru apele uzate industriale indicatorul CBO5 nu depetevaloarea de 50 mg / dm3, excepie fcnd apele industriale uzate de lasocietile comerciale cu profil alimentar, unde valorile pot depi chiar i de


10/259


11/259


11

dou elemente constituie un indicator de baz al gradului de impurificare a apeii reprezint un element principal pentru alegerea tipului instalaiei de tratare aapelor uzate.

n cazul tratrii biologice a apelor uzate este important s se cunoasc

coninutul de azot organic i amoniac liber, pentru c azotul este un element debaz pentru procesul de epurare biologic. Dac se constat c procentul deazot din ap este sczut se poate aduga azot suplimentar.

n general se recomand s se asigure un anumit raport ntre cantitateade materii organice i coninutul de azot :

CBO5 / N = 100 / 5

Nitriii ( RNO2 ) i nitraii ( RNO3 ) , n care R reprezint: K , Na , etc.,sunt coninui n apa uzat proaspt n cantiti extremi de mici. Nitrii suntnestabili i pot fie s fie redui la amoniac, fie pot fi oxidai pn la nitrai. Deciprezena nitriilor indic o ap uzat proaspt n curs de transformare. Nitriiipot aprea i n mod natural n apele de ploaie sau n cele provenite din topireazpezilor. Cantitile maxime de nitrii din apele uzate nu depesc 0,1 mg / l .

Nitraii reprezint cea mai stabil form a materiilor organice azotoasei n general indic o ap stabil din punct de vedere al transformrii. Prezenanitrailor n ruri, ntre anumite limite este de dorit, deoarece reprezint o sursde oxigen, n sensul c acetia stimuleaz creterea algelor i plantelor verzi ceconin clorofil i prin fotosintez mbogesc apa n oxigen.

n cazul staiilor de epurare, respectiv n bazinele de nmol activ,prezena nitrailor indic o cantitate mare de nmol i un timp mare alprocesului de tratament al apei.

Filtrele biologice ale unei staii de epurare care funcioneaz bine suntcaracterizate printr-un flux de curgere ce conine nitrai, iar nitrii n cantitatefoarte mic sau de loc. n apele uzate brute, cantitile de nitrai variaz ntre0,1 0,4 mg / l .

Clorurile i sulfurile.Clorurile sunt substane organice provenite din

urin. Sulfurile rezult din descompunerea materiilor organice, precum i dindeversrile apelor industriale uzate. De i un om elimin pe zi ntre 8 15 gclorur de sodiu, aceasta nu constituie un bun indicator al impurificrii apei,deoarece clorurile pot proveni din multe alte surse. Sulfurile dau natere lamirosuri neplcute. Trebuie s precizm faptul c n general cantitatea decloruri sau sulfuri din apa brut nu se schimb dup trecerea apei uzate prinstaia de epurare.

Acizi volatili. Gradul de fermentare anaerob a materiilor organicepoate fi stabilit indirect prin nivelul acizilor volatili (acid acetic, acid propionic,etc.). Din aceti acizi, rezultai prin combinarea apei cu materia organic solid,


12/259


12

iau natere prin descompunerea bioxidul de carbon i gazul metan. n cazulbunei funcionri a fermentaiei n staiile de epurare a apelor menajere uzate,acizi volatili n principal acid acetic trebuie s rmn n apropierea valorii de500 mg / l.

Grsimi i uleiuri. Grsimile, uleiurile vegetale sau minerale sausubstanele asemntoare n cantiti mari, formnd o pelicul la suprafaa apei,sunt duntoare n staiile de epurare deoarece pot colmata filtrele biologice,mpiedecnd dezvoltarea proceselor biochimice n bazinele cu nmol activ saude fermentare al nmolurilor. Determinarea grsimilor este important n cazulunor ape uzate industriale. n apele uzate brute se gsesc cantiti de grsimicuprinse ntre 0,0 i 40 mg / l, sau chiar mai mult.

Gazele. n tehnica epurrii apelor uzate intervin trei tipuri de gaze:hidrogenul sulfurat, dioxidul de carbon i metanul.

Hidrogenul sulfurat se poate determina chiar i la cantiti mici caurmare a mirosului su specific. Prezena acestui gaz indic c apa este uzat ia staionat timp ndelungat n condiii anaerobe. n concentraii mari, ns estetoxic. Metanul i dioxidul de carbon sunt indicatori ai fermentrii anaerobe.Precizm c metanul este exploziv n amestec cu aerul, n raport de 1:5 - 1:15.

Aciditate, alcalinitate, concentraia n ioni de hidrogen (pH).Aciditatea sau alcalinitatea apelor uzate reprezint capacitatea acestora de a

neutraliza baze respectiv acizi. n general apele uzate menajere sunt slabalcaline, n timp ce apele uzate industriale au un pronunat caracter acid saubazic.

Pentru desfurarea n condiii optime a procesului de epurare a apeloruzate este de dorit ca acestea s fie slab alcaline, mai ales pentru bunadesfurare a epurrii biologice. Alcalinitatea i aciditatea se exprim nmiliechivaleni la litru de ap ( mval / l ) .

Activitatea ionilor de hidrogen este determinat de valoarea pH-ului.Trebuie menionat faptul c pH-ul apei exprim numai intensitatea aciditii

sau alcalinitii i c nu exist o legtur direct ntre pH-ul unei ape icantitatea de acizi sau de alcali din aceasta. Astfel de exemplu, dou soluiiapoase de acizi care au pH-uri diferite pot avea aceeai concentraie ( cantitate )de acizi.

Controlul pH-ului se face n toate punctele importante ale staiei deepurare, deoarece de aceasta depinde :

activitatea organismelor care acioneaz n cadrul proceselor aerobe ianaerobe;

condiiile n care se produc precipitaii chimice;

activitatea unor compui ai clorului cu care se face dezinfectarea apeiuzate, etc.


13/259


13

n staiile de epurare pH-ul apelor uzate trebuie s fie cuprins ntre 6,5i 8,5. Apele naturale au pH-ul 7, dar dac apa trece peste un strat calcaros,atunci pH-ul poate ajunge pn la valoarea 10, sau alteori impurificarea uneiape naturale cu diverse substane poate duce la o scdere a pH-ului.

Potenialul de oxidoreducere. ( potenialul Redox , rH ) Potenialulde oxidoreducere furnizeaz informaii asupra puterii de oxidare sau dereducere a apei sau a nmolului din staiile de epurare. n scara Redox, notaiarH exprim inversul logaritmului presiunii de oxigen, avnd valori ntre 0 i 42.Valori sub 15 nseamn c acea ap se gsete n faz de reducere,corespunztor fermentrii anaerobe, iar valori peste 25 caracterizeaz o probn faz de oxidare aerob.

Putrescibilitatea, stabilitatea, stabilitatea relativ. Putrescibilitatea

este o caracteristic a apelor uzate care indic posibilitatea ca o ap s sedescompun, mai repede sau mai ncet. Stabilitatea este inversulputrescibilitii. Stabilitatea relativ este definit de raportul n procente, ntreoxigenul disponibil n proba de analizat (sub form dizolvat sau de nitrii initrai) i cererea de oxigen pentru a satisface faza primar de consum aoxigenului. Stabilitatea relativ este rar folosit, deoarece unele substanecoloidale i dizolvate n ap precipit culoarea dat de substana utilizat ladeterminare, respectiv albastru de metilen, iar pe de alt parte, valorile suntnesigure.

Detergeni sintetici. Dintre cele trei categorii de detergeni sintetici:anionici, cationici, i neionici, detergeni anionici evacuai din gospodrii i dinindustrie sunt cei mai duntori proceselor de epurare. Efectele detergenilorpentru apele uzate sunt negative i pot fi grupate astfel :

coboar tensiunea superficial a apei, astfel c apa va umectaparticulele din ap i astfel sunt mai greu de sedimentat;

emulsioneaz grsimile i uleiurile, ngreunnd ndeprtarea acestora; disperseaz materiile coloidale;

spumeaz i plutesc la suprafa ; distrug bacteriile i microorganismele care realizeaz epurareabiologic;

scad randamentul staiilor de epurare; scade producia de biogaz din staiile de fermentare a nmolurilor.

Efectele detergenilor variaz de la caz la caz, funcie de tipuldetergentului, dar provocnd o spum groas la suprafaa apei mpiedicaerarea, respectiv oxigenarea apei i deci prezena detergenilor este foarteduntoare procesului de epurare.


14/259


14

Caracteristicile bacteriologice.

Stabilirea caracteristicilor bacteriologice ale apei au drept scopdeterminarea numrului, genului i condiiilor de dezvoltare a bacteriilor n

apele din staiile de epurare, precum i n emisari. Numrul de bacterii este maimare vara i mai mic iarna.Caracteristicile bacteriologice ale apei ne dau informaii numeroase n

ceea ce privete evitarea propagrii, precum i controlul bolilor contagioase ide aceea acest control al compoziiei bacteriologice este de mare importanpentru sntatea populaiei. Se determin n mod speciali colibacilii care triescn intestinul uman.

Numrul de colibacili la 100 m3de ap reprezint un etalon de msurpentru poluarea emisarilor n care se deverseaz apele uzate. Se determin ngeneral n general aa numitul titrul coli, care reprezint volumul cel mai micde ap uzat n care se mai pot cultiva colibacili. Dac spre exemplu, acestvolum a fost de 0,1 cm3, se spune c titrul coli n colibacili este de 0,1, ceea cecorespunde la aproximativ 10 colibacili / 1 cm3 ap.

Se deosebesc urmtoarele categorii importante de bacterii : banale, care nu sunt duntoare organismului omenesc; coliforme, care n numr redus sunt inofensive; bacterii saprofite, prezente n apele uzate din reziduuri umane sau

animale, relativ periculoase pentru om i animale; bacterii patogene, sunt foarte periculoase pentru om deoarece produc

boli grave , cum sunt : febra tifoid, holera, dezinteria, etc.; bacteriofagi, ce pot fi prezeni n apele uzate.

Caracteristici biologice.

n apele uzate ct i n emisari se ntlnesc diferite organisme, de la celemai mici, dar vizibile cu ochiul liber i pn la cele microscopice.

Cele mai mici sunt virusurile i fagii, urmate de bacterii. Identificareaacestora este foarte important i se face pe baza observaiei directe sau cu

ajutorul microscopului, dar i prin studiul comportrii acestora n diferiteculturi. Organismele care se pot observa cu ochiul liber sau cu ajutorulmicroscopului sunt ciupercile, algele, protozoarele, rotiferii, larvele de insecte,viermii, melcii, etc.

Sub aspectul periculozitii asupra omului i a mediului nconjurtor,organismele pot fi vtmtoare, nevtmtoare sau chiar folositoare. Trebuieremarcat faptul c lipsa acestor organisme indic faptul c apa coninesubstane toxice.

Din considerentele precizate mai sus este de mare importan

cunoaterea existenei acestor organisme n apele uzate, pentru c prezena sauabsena lor impune un anumit mers al procesului de epurare. De regul


15/259


15

varietatea organismelor din apele uzate brute este mai redus dect n apa aflatn faza de epurare biologic, unde prezena unor microorganisme estefavorabil procesului de autoepurare biologic.

Dintre organismele care triesc n apele uzate, categoria saprobiilor,

respectiv a microorganismelor care se hrnesc prin descompunerea substanelororganice sunt cele mai importante pentru c se pot utiliza n procesul de epurarebiologic. Speciile animale i vegetale din sistemul saprobiilor sunt grupate n4 categorii :

specii polisaprobii, care sunt caracteristice apelor cu impurificareputernic cu substane organice (de regul sunt n numr foartemic);

specii - mezosaprobii, care sunt caracteristice de asemenea apelor cuimpurificare cu substane organice (de regul n numr foarte mic);

specii - mezoprobii, care sunt caracteristici cu impurificare mic nsubstane organice ( sunt de regul n cantitate mare );

specii oligosaprobii, care sunt caracteristice apelor curate,neimpurificate ( sunt n cantitate mare ).

Tratamentul apelor uzate n staiile de epurare biologic au la baz nprincipal aceast grup de microorganisme, care sunt utilizate pentrudescompunerea substanelor organice dizolvate n ap. In prezent se faccercetri intense pentru gsirea de microorganisme care au afinitate pentrumetale, produse petroliere sau alte substane chimice i care pot s fie utilizatela epurarea apelor i n acelai timp i la recuperarea substanelor utile din apele

uzate oreneti sau industriale.

Determinri specifice apelor uzate

Asupra apelor uzate fie c sunt oreneti, fie c sunt industriale se facunele analize specifice, dintre cele mai importante sunt :

materii solide totale; consumul biochimic de oxigen; consumul chimic de oxigen; oxigenul dizolvat; pH-ul, concentraia n ioni de hidrogen; putrescibilitatea, stabilitatea i stabilitatea relativ.Aceste determinri sunt necesare att pentru faza de proiectare a

instalaiei de epurare, ct i pentru buna funcionare a instalaiei existente.

Materii solide totalen apele uzate, ct i n cele de suprafa se gsesc materii solide n

suspensie, de natur organic i anorganic, precum i materii solide dizolvate.

Suma acestora constituind materii solide totale.La rndul lor materiile solide n suspensie se pot mpri n trei


16/259


16

categorii: separabile prin site; separabile prin decantare; neseparabile.

Determinarea cantitii de substane solide separabile prin sitare se faceprin trecerea unui volum fix de ap uzat, de regul 50 l, printr-o sit cumrimea ochiului sitei egal cu mrimea ochiului sitei de la instalaia deepurare.

Pentru determinarea materiilor solide n suspensie, separabile prindecantare se utilizeaz o trus de eprubete tip Imhoff . Aceste sunt de formconic cu o nlime de 40 cm, avnd o capacitate de 1 litru i gradaii la parteainferioar . Un astfel de set de eprubete este prezentat n fig.1.1.

Fig. 1.1. Trus de eprubete pentru determinarea substanelordecantabile.

Dup umplerea eprubetelor cu ap uzat se las un timp suficient ( circa2 ore ) pentru ca substanele s se decanteze, apoi se poate aprecia cantitateade substane decantate cu ajutorul gradaiilor de pe eprubet. De asemenea sepoate trasa curba de sedimentare funcie de timp a substanelor decantabile.

Datele astfel obinute se pot utiliza i pentru determinarea eficieneiinstalaiei de decantare din cadrul staiei de epurare a apelor uzate, utilizndurmtoarea formul :

a

bar

= 100

n care: a este cantitatea de suspensie decantat n eprubeta tipImhoff;

b este cantitatea de suspensie decantat n staia de epurare.


17/259


17

n general ntr-un litru de ap uzat se gsesc ntre 3 i 9 ml de depunerisedimentabile (nmol). Sub acest aspect, al eficacitii operaiei de decantare nstaiile de epurare, se consider c procesul de decantare este eficient, dac

dup decantare n staia de epurare, apa uzat mai conine maxim 0,2 mldepuneri determinate cu ajutorul eprubetelor tip Imhoff timp de 2 ore.Pentru determinarea materialelor solide n suspensie, dar neseparabile

prin decantare se procedeaz n felul urmtor: se filtreaz 1 litru de ap uzatprin utilizarea unui filtru special din pnz de azbest i se cntrete nmolulobinut, n paralel se procedeaz la determinarea depunerilor prin sedimentareutiliznd eprubetele tip Imhoff . Din cantitatea de nmol obinut prin filtrarese scade cantitatea de nmol obinut prin decantare, obinndu-se astfelmaterialele solide care nu se decanteaz. Dup cntrire nmolul filtratmpreun cu filtrul de azbest se arde ntr-un cuptor electric i cenua rezultateste cntrit. Aceasta reprezint totalul materialelor minerale din apele uzatentruct substanele organice au ars i cele volatile s-au evaporat.

Determinarea substanelor solide dizolvate, semidizolvate sau coloidaledin apele uzate se realizeaz cu ajutorul unui creuzet special de platin. Apauzat, dup ce a fost filtrat pe filtrul de azbest este introdus n creuzetul deplatin i nclzit la 105 0C ntr-o etuv . Dup evaporarea apei substaneleuscate sunt cntrite, ele reprezentnd totalul materiile solide dizolvate. Dacaceste depuneri sunt nclzite la temperaturi ridicate n cuptoare electrice,substanele organice ard, rmnnd doar substanele minerale dizolvate. Prin

aceste modaliti se pot determina toate substanele solide dizolvate saunedizolvate din apele uzate. De regul materiile totale, cele n suspensie celedizolvate, etc., se exprim n grame / cm3de ap uzat.

Consumul biochimic de oxigen

Determinarea consumului biochimic de oxigen se face de regul prin

metoda diluiei . Apa uzat este diluat cu ap curat ce conine suficientoxigen pentru a satisface cerinele de oxigen a microorganismelor. De regul seutilizeaz ap distilat la care s-a adugat fier, calciu, magneziu sau fosfai.Trebuie ca pH-ul apei s fie neutru, pentru a nu mpiedica descompunereasubstanelor organice de ctre microorganismele din ap. Se poate chiaraduga unele substane care s ajute dezvoltarea microorganismelor. Probeleastfel realizate se nchid n vase speciale ermetic.

Diluiile se stabilesc n funcie de gradul de impurificare al apelor, dupcum urmeaz :

ape uzate puternic impurificate : 0,1 pn la 1,0 % ; ape uzate obinuite: 1,0 pn la 5,0 % ;


18/259


18

ape uzate tratate biologic : 5,0 25% ; ape de ru normale : 25 100% .Se determin la nceput coninutul n oxigen al probei, apa este

meninut la o temperatur de 200

C, iar dup 5 zile se determin din nouconinutul de oxigen i innd cont de gradul de diluie se poate determinaCBO5. De asemenea se fac determinri ale coninutului de oxigen dup o zi,dup dou, etc. Din rezultatele obinute se scade CBO5 al apei de diluie iconsumul imediat (chimic) de oxigen stabilit dup 15 minute de la diluie iastfel se obine consumul biochimic de oxigen al apei uzate.

Exist i aparate speciale de laborator care utiliznd oxigenul n staregazoas pot face aceast determinare. Aceste aparate sunt de tipul Warburg sauHach.

Consumul chimic de oxigen, oxigenul dizolvat i pH-ul

Pentru determinarea consumului chimic de oxigen se folosetepermanganatul de potasiu i mai nou bicromatul de potasiu n soluie acid.Pentru realizarea acestei determinri se introduce n apa uzat o cantitate maimare sau mai mic de permanganat de potasiu, funcie de gradul de murdrie aapei, apoi soluia se fierbe timp de 10 minute i apoi se determin consumul depermanganat de potasiu. Se tie c permanganatul de potasiu este un elementoxidant i n raport cu consumul de permanganat de potasiu se poate aprecia

consumul de oxigen echivalent.n ceea ce privete oxigenul dizolvat, acesta se poate determina prin

procedeul Winkler, prin utilizarea unui compus manganos ce absoarbe oxigenuldin ap. Important de reinut este modul de recoltare a probei de ap, n sensulc trebuie evitat ca apa s absoarb oxigen din atmosfer. n prezent suntoximetre electronice, care determin rapid oxigenul din ap.

Referitor la pH-ul apei, se poate determina cu ajutorul hrtiilorindicatoare, dar sunt astzi aparate performante de mare precizie pentru aceastdeterminare.

Putrescibilitatea, stabilitatea i stabilitatea relativ

Putrescibilitatea apei este o caracteristic ce se refer la prezenamateriilor organice n descompunere, sau potenial n descompunere. Existdou metode clasice pentru acestei determinri :

cu acetat de plumb; cu albastru de metilen.

n primul caz ntr-o sticl umplut circa cu ap uzat se introduce ohrtie impregnat cu acetat de plumb i se pune dopul, apoi sticla este pus la

ntuneric. Hidrogenul sulfurat degajat prin descompunerea substanelor


19/259


19

organice nnegrete hrtia mbibat cu acetat de plumb. Numrul de zile pn lannegrirea hrtiei ne d informaii aproximative asupra putrescibilitiisubstanelor organice.

Metoda ce utilizeaz albastru de metilen este mai precis i mai rapid.

Se realizeaz o soluie de permanganat de potasiu cu o concentraie de 0,05%.n sticle mici se introduce apa ce trebuie analizat. Se suspend hrtia mbibatcu soluia de albastru de metilen n sticl i se pune dopul. Decolorarea hrtieii mirosul hidrogenului sulfurat ne indic prezena procesului dedescompunerea substanelor organice. Dac dup 5 zile de meninere la otemperatur de 20 0C nu apare decolorarea hrtiei se poate afirma c apa nueste poluat.

Stabilitatea se definete ca fiind inversul putrescibilitii. Aceastdeterminare este foarte simpl, astfel apa este introduse n vase de circa 250 mli meninut la 20 0C mai multe zile. Numrul de zile pn la apariiamirosului hidrogenului sulfurat indic gradul de stabilitate a apei. Se poateutiliza pentru aceast determinare i albastru de metilen.

Stabilitatea relativ se refer la numrul de zile necesar pentru caoxigenul din ap s fie consumat de substanele organice n descompunere la otemperatur de 20 0C. Metoda cea mai utilizat este cea cu albastru demetilen.

Recoltarea probelor de ap

Recoltarea probelor de ap este o problem foarte important pentru cde modul de recoltare depind n mare msur corectitudinea rezultatelor.Recoltarea probelor de ap ncepe doar dup identificarea clar a sursei de api innd seama de faptul c avem o variaie pronunat a caracteristiciloracestor ape pe ore i zile, dar i pe zone, funcie de infiltraii, diluii, ploi, etc.Trebuie s se ia n considerare faptul c apele la suprafa conin particuleplutitoare, c la adncime conin n mod deosebit substane decantabile, relativmai grele i c dac apa nu este recoltat cu grij se poate introduce n probeaer care modific substanial rezultatele probelor.

Din considerentele de mai sus se recomand ca prelevarea apei s sefac timp de 24 de ore, din or n or, cantitatea minim este de 0,250 l. Apaluat de la diferite adncimi i zone este omogenizat ntr-un vas mare, dincare se vor preleva probele pentru toate analizele. Se recomand ca pe msurce se preleveaz apa, aceasta s fie pstrat la temperaturi sczute, pentru ampiedica nceperea descompunerii substanelor organice. Dac apa nu poate fimeninut la temperaturi sczute trebuie introdui inhibitori pentru a stopadescompunerea substanelor organice. Ca i inhibitori se utilizeaz cloroformuli formaldehida, dar trebuie s se ine seama de aceti inhibitor la efectuareaanalizelor. Numrul recoltrilor difer funcie de scop i de importanaoperaiei.


20/259


20

Pentru apele de suprafa cele mai indicate zone pentru prelevarea apeieste din apropierea staiilor hidrologice, ntruct aici se poate determina idebitul rului. Se recomand ca apa s fie prelevat de la o adncime de 10 15 cm de suprafaa apei, unde datorit vitezei apei, ea este mai omogen.

n cazul staiilor de epurare este obligatoriu s se fac prelevripermanente la intrarea apei n staie, precum i la ieirea din staie. Serecomand corelarea analizei de la intrarea apei cu cea de la ieire, inndseama de durata procesului de epurare din staie i n acest mod se poateaprecia i eficacitatea staiei de epurare.

Fig.1.2. Aparat improvizat pentru prelevarea probelor de ape

Majoritatea analizelor se fac n laborator, dar la locul de prelevare se facurmtoarele determinri :

temperatura apei; temperatura aerului; transparena apei; culoarea apei; mirosul apei; pH-ul apei; prezena dioxidului de carbon liber; oxigenul dizolvat; prezena hidrogenului sulfurat.n prezent sunt aparate automate de prelevare a apei, dar i aparate


21/259


21

automate de analiz a apelor cu transmitere la distan a rezultatelor. Se impunestocarea tuturor rezultatelor pentru a se putea monitoriza evoluia n timp acalitii apei i de a se lua msurile ce se impun n timp util.


22/259


22

CAPITOLUL 2

ELEMENTE DE BAZ N PROIECTAREASTAIILOR DE EPURARE

2.1. Stabilirea debitelor apelor uzate

Debitele de calcul ale staiilor de epurare reprezint parametriimportani pentru dimensionarea acestora. De corectitudinea acestor calculedepinde n cea mai mare msur buna funcionare a staiei de epurare.

Stabilirea debitului este mai dificil atunci cnd n apele menajereoreneti se introduc i ape uzate industriale. Aportul apelor uzate industriale

sau al altor ape care vor fi introduse n reeaua de canalizare la stabilireadebitului total se poate face cu o anumit aproximaie pe baza aa numiilorcoeficieni de echivalen n locuitori sau coeficieni de transformare nlocuitori echivaleni (LE). Aceti coeficieni se stabilesc n raport cuprincipalele caracteristici ale apelor uzate cum ar fi : materii organice, materiin suspensie, etc.

n scopul stabilirii coeficienilor de echivalen de regul se utilizeazca i indicator de baz consumul biochimic de oxigen la 5 zile ( CBO5 ) . Astfelpentru apele menajere consumul biochimic de oxigen s-a stabilit la valoareamedie de 54 g / locuitor i zi.

Pentru fiecare domeniu de activitate, funcie de specificul procesului defabricaie i natura substanelor din apele uzate s-au stabilit pe baza unordeterminri coeficieni de echivalen, funcie de capacitatea de producie afabricii sau a atelierului respectiv. n tabelul 2.1 sunt prezentate o serie decoeficieni de echivalene pentru cteva domenii de activitate.

Trebuie ns s remancm c n prezent s-au introdus multe tehnologiimoderne n care consumul de ap este mult inferior, dar concentraia nsubstane organice a crescut.

In multe orae reeaua de canalizare stradal colecteaz apele pluviale

i le introduc n reeaua de canalizare. Aici problema este dificil din punctulde vedere a stabilirii debitului de ap pluvial pe metru patrat n funcie de


23/259


23

timp. Acest debit variaz de la o localitate la alta i de la o zon geografic laalta, n consecin este nevoie de datele statistice ale Centrului Naional deMeteorologie i Hidrologie

Coeficieni de echivalen n locuitori Tabelul 2.1.Tipul de industrie Coeficientde echivalenNumr de loc / unitate

Fabrici de prelucrare lapte pentru 1000 l lapte / ziAbatoare - pentru 1 ton carneFabrici de bere - pentru 1000 litri bereFabrici de zahr - pentru 1 ton sfeclDistilrii pentru 1000 tone cerealeTbcrii pentru 1 ton piele prelucratFabrici de celuloz i hrtie pentru 1 ton

celulozSpltorii de haine pentru 1 ton lenjerieEvacuri ulei mineral pentru 1 ton ulei evacuat

50 - 250150 - 450150 - 40010 - 100

2000 40001000 4000

4000-6000300 1000

12000

n general toat cantitatea de ap intrat n reeaua de canalizare estedirecionat spre staia de epurare. n reeaua de canalizare al unui ora intrapele uzate menajere, ape de la ageni economici industriali sau agricoli, apemeteorice i n unele cazuri i ape de suprafa (izvoare cu debite foarte mici) .

La stabilirea debitelor necesare proiectrii staiei de epurare, de cele mai

multe ori exist posibilitatea de msurare a debitelor, dar i a variaiilordebitelor pe zile, ore, anotimpuri. Stabilirea debitelor suplimentare se face pebaza schiei de sistematizare a oraului i a planurilor de dezvoltare industrialei agricole a zonelor adiacente. De regul cnd se ntocmete proiectul uneistaii de epurare sau a extinderii celei existente se are n vedere perspectiva pecel puin 25 de ani. Debitele hidraulice caracteristice staiilor de epurare sunt :

debitul zilnic mediu Qzi. med ; debitul zilnic maxim Qzi.max ; debitul orar maxim Qo.max ; debitul orar mediu Qo.med ;

Debitul de ap ce ptrunde n staiile de epurare pot provenii din doutipuri de reele de canalizare i anume : reea n sistem unitar ce cuprinde isistemul de captare a apelor pluviare i sistem separativ, n care exist o reeaseparat pentru apele pluviare.

Debitele apelor uzate ce provin dintr-un sistem unitar de canalizare arede regul 4 maxime de debit orar. La noi n ar la proiectarea staiilor deepurare se iau n calcule 2 maxime de debit orar, n timp ce Marea Britanieconsider 6 maxime.

n cazul sistemului unitar de canalizare, dac se depete debitul orarmaxim, ca urmare a unor ploi abundente, surplusul de debit este evacuat n


24/259


24

emisar dup epurarea mecanic sau deversat ntr-un bazin de retenie,univormizare sau egalizare

n multe cazuri, cnd sunt ageni economici mari pe reeaua decanalizare, dimensionarea staiilor de epurare doar pe baza debitelor hidraulice

nu este suficient.

Fig. 2.1. Structura general a unei staiilor de epurare

n multe cazuri, cnd sunt ageni economici mari pe reeaua de

canalizare, dimensionarea staiilor de epurare doar pe baza debitelor hidraulicenu este suficient. Metoda debitelor hidraulice este satisfctoare doar atunci


25/259


25

cnd apele uzate conin n cea mai mare parte doar ape menajere. n caz contrardimensionarea trebuie fcut n principal pe baza debitului de impuriti, iarparametri hidraulici pot constitui elemente de verificare. Consumul biochimicde oxigen exprim cel mai bine ncrctura n substane organice a apelor

uzate. Debitul de impuriti, exprimat prin CBO5 este n general elementul debaz n proiectarea staiilor de epurare, mai ales pentru instalaiile de epurarebiologic.

2.2. Sistemele de canalizare

Un sistem de canalizare cuprinde un ansamblu de conducte, canale,bazine, etc. care n mod obinuit colecteaz, transport i deverseaz apeleuzate n staiile de epurare.

Canalizarea unui centru populat sau industrial poate fi fcut prin unulsau mai multe sisteme independente de canalizare.Schema unui sistem de canalizare este reprezentarea n plan vertical i

orizontal a obiectelor principale care reprezint circuitul de canalizare, cuindicarea poziiei relative a elementelor componente: reele de canale,colectoare principale, deversoare, staii de pompare, traversri de obstacole,guri de vrsare, precum i alte amenajri.

Numrul, tipul, poziia i amplasarea elementelor componente alereelelor de canalizare depind de :

amplasarea localitii; poziia localitii fa de cursurile de ap, care pot juca rolul de

emisar; cantitatea i calitatea apelor uzate; relieful terenului; condiiile impuse apei epurate la evacuarea n emisar; amplasarea staiei de epurare; condiiile de evacuare a nmolurilor din staia de epurare;n funcii de aceste condiii, schemele reelelor de canalizare oreneti

pot avea urmtoarele dispuneri : perpendicular, direct sau indirect; paralel sau n etaj; ramificat.Dac localitatea posed mai multe sisteme de canalizare (independente),

cu reele i staii de epurare diferite, atunci canalizarea poart denumirea deradial.

In conformitate cu legislaia european este interzis realizarea unuisistem de alimentare cu apa potabila a unei localiti daca nu se realizeaz i unsistem de colectare i epurare a apelor uzate menajere, pentru c n caz contrarapele uzate ar fi deversate direct n emisar i s-ar produce poluarea acestuia sau


26/259


26

a solului i n mod sigur si a pnzelor freatice.n figura 2.2 este reprezentat schema unui sistem de canalizare.

Fig.2.2. Schema unui sistem de canalizare1-canale de serviciu; 2-colectoare secundare; 3-colectoare principale; 4-sifoninversat; 5-camer de intersecie; 6- camera deversorului; 7- canal deversor; 8-staie de epurare; 9-canal de evacuare; 10 gur de descrcare; 11- cmpuripentru valorificarea nmolurilor.

2.3. Bazele teoretice ale proceselor de epurare aapelor uzate

Caracterizarea proceselor de epurareLa baza funcionrii staiilor de epurare a apelor uzate stau procesele de

epurare mecanice, chimice, biologice i procese combinate.n ceea ce privete procesele de natur mecanic, ele sunt dintre cele

mai importante, domeniul de aplicare fiind cel de sedimentare a substaneloraflate n suspensie n apele uzate i constituie prima etap n procesul de

epurare a apelor uzate menajere. Din aceast categorie de instalaii mecanice deepurare amintim:


27/259


27

grtarele pentru reinerea particulelor mari; deznisipatoarele pentru reinerea nisipului ; separatoarele de ulei; decantoarele pentru reinerea particulelor mai fine aflate n suspensie; Instalaii pentru tratarea nmolurilor.In cazul n care n staia de epurare a apelor menajere sunt deversate i

cantiti nsemnate de ape industriale uzate, atunci pentru desfurarea normala proceselor de epurare mai este nevoie de un bazin de egalizare a debitelor ide uniformizare a concentraiilor sau chiar de bazin de neutralizare

Procesele de natur chimicse aplic n cazul n care n apele uzatesunt cantiti mari de substane fine n suspensie, substane coloidale, sau chiardizolvate i care prin procedeele mecanice clasice sunt foarte greu de separat.In acest caz, dup procedeele mecanice clasice se trece la etapa chimic cnd

sunt introduse o serie de substane care s favorizeze acumularea substanelorcoloidale n flocoane mari, sau care reacioneaz cu substanele aflate n ap sidau compui care sunt mai uor de separat. Tot ca proces chimic menionm ietapa de dezinfectare a apei n finalul procesului de epurare, cu ajutorulsubstanelor chimice.

Procesele biologice care intervin n cadrul epurrii apelor uzate, serefer la descompunerea substanelor organice de ctre bacterii i sunt de doucategorii, funcie de natura bacteriilor :

procese aerobe n cadrul crora se urmrete descompunereasubstanelor organice n prezena oxigenului, proces realizat de ctrebacteriile aerobe, care se hrnesc cu aceste substane;

procese anaerobe n cadrul crora se urmrete descompunereasubstanelor organice, respectiv extragerea oxigenului din compuii organici,de ctre bacteriile anaerobe, n condiiile lipsei de oxigen.

Procesele aerobe sunt condiionate de existena bacteriilor aerobe, careacioneaz att timp ct exist oxigen n ap. n momentul n care nu mai existoxigen se dezvolt bacteriile anaerobe, care se mulumesc cu oxigenul aflat ncombinaie n substanele organice, n nitrii, nitrai sau sulfai prezeni n apeleuzate, substane pe care le descompun. Aceste bacterii pe de o parte extrag

oxigenul din combinaiile de natur organic i pe de alt parte se hrnesc cuaceste substane. Dac apele uzate, mai ales apele industriale nu coninsubstane nutritive suficiente (ce conin azot i fosfor) , bacteriile nu se potdezvolta suficient pentru realizarea epurrii biologice eficiente i ca urmareeste necesar s se introduc aceste substane n apele uzate.

Bacteriile sunt constituite din celule microscopice care se nmulesc prindiviziune. Ele triesc n colonii i sunt sensibile la variaii de temperatur, laactivitatea substanelor toxice, la baze i acizi.

mpreun cu bacteriile triesc i protozoare, precum i alte animale

inferioare. Bacteriile pentru a putea tri i a se nmulii consum substaneorganice prin adsorie i elimin prin nveliul celular substanele rezultate n


28/259


28

urma oxidrii substanelor organice, fie c sunt substane lichide fie c suntgaze. Aceast activitate se poate desfura numai n prezena oxigenului, careeste necesar bacteriilor pentru oxidarea substanelor organice. Schimbul desubstane se face prin intermediul membranei ce permite trecerea substanelor

lichide i a gazelor, dar nu permite trecerea substanelor solide sau a celorcoloidale i ca urmare bacteriile trebuie s produc enzime care s dizolveaceste substane i astfel s permit trecerea lor prin membrana celulei .

Problema cea mai dificil este asigurarea cu oxigen a bacteriilor aerobe,tiind c apa uzat conine doar 0,8 % oxigen. Bacterii aerobe se constituie caun sistem de filtre biologice i se gsesc in nmoluri, care se mai numesc inmoluri active, ntru-ct conin aceste bacterii, i care de altfel suntindispensabile procesului de epurare biologic. n urma proceselor aerobe deoxidare a substanelor organice, care de regul conin oxigen, carbon, hidrogen,azot i mai rar fosfor, se obin diveri compui chimici, cum ar fi: CO2 , acidazotic, anhidrid sulfuric, etc. ntruct apele uzate conin cantiti destul demari de substane alcaline, au loc reacii cu formare de sruri solubile n ap(carbonai, nitrai, sulfuri etc.). Dioxidul de carbon produs, fie rmne nsoluie, fie se degaj n atmosfer.

Bacteriile anaerobe acioneaz n direcia mineralizrii substanelororganice, de regul fenomenul se produce n nmolurile rezultate din cadrulproceselor de decantare a apelor uzate. Procesele de descompunere anaerob auloc n bazinele de fermentare a nmolurilor. Dac nu se intervine n proceselede fermentare anaerob, nmolul va avea la nceput un caracter acid, pH-ul

fiind cuprins ntre 5 i 6 i doar dup circa 3 - 6 luni nmolul devine alcalin,atunci cnd are loc aa numita fermentare metanic.

n prima perioad, cea a descompunerii acide, materiile descompuse dectre bacteriile anaerobe sunt zahrul, amidonul, celuloza, precum i compuiisolubili ai azotului ( nitrii i nitrai ) . Aceste bacterii iau oxigenul necesar dincompuii organici i din compuii azotului. Produsele obinute n urmadescompunerii anaerobe sunt acizi organici volatili ( acetic i butiric ), acidulcarbonic, precum i o serie de gaze, cum ar fi gazul metan i hidrogenulsulfurat. Fermentaia acid este influenat puternic de temperatur.

Fermentarea metanic are un caracter alcalin. n aceast perioad suntdescompuse cele mai rezistente substane organice, cum ar fi acizi organici iproteinele. Azotul este transformat n amoniac i fiindc se distrug aciziiorganici (acidul acetic) procesul devine complet alcalin.

Acizii grai formai anterior n prima faz sunt acum descompui ndioxid de carbon i gaz metan. (Hidrogenul eliberat n urma descompuneriiacizilor reacioneaz cu dioxidul de carbon formnd metanul). Enzimele,precum i un numr mare de bacterii se acumuleaz n nmol i definitiveazprocesul de descompunere a substanelor organice. Dup aceast perioadnmolul poate fi deshidratat pe platformele de uscare.

Facem precizarea c n cadrul proceselor aerobe bacteriile care


29/259


29

acioneaz asupra compuilor azotului producnd oxidarea acestora itransformarea la nceput n nitrii (N2 O3) i ulterior n nitrai (N2 O5) se numescnitrobacterii sau nitrosmonae, iar procesul se numete nitrificare. In schimb ncadrul proceselor anaerobe, oxigenul legat de nitrai i nitrii este extras de

ctre bacterii, procesul se mai numete si proces de denitrificare.

2.4. Clasificarea procedeelor de epurare

Epurarea apelor uzate au la baz o serie de procese mecanice, fizice,chimice i biologice sau procese combinate, fiecare avnd un rol bine precizat.Apele uzate conin materii organice i minerale n suspensie, substanecoloidale i n soluie. Aceste substane de fapt constituie sursa principal dehran pentru bacterii, care trebuie s realizeze transformarea biochimic amateriilor organice n substane minerale. n acelai timp ns, unele bacteriiprin simpla lor prezen n apa uzat pot s constituie un real pericol pentrumediu i om, ntruct pot provoca mbolnviri grave. Un singur procedeu deepurare nu poate asigura o epurare performant a apelor uzate i ca urmaretoate staiile de epurare utilizeaz metode combinate de epurare.

In funcie de ncrcarea apelor uzate cu diverse substane s-au stabilit irecomandat diferite procedee de epurare simple sau combinate. Principaleleprocedee de tratare a apelor uzate, clasice sau combinate, se pot clasifica nurmtorul mod:

Procedee de epurare mecanic; Procedee de epurare mecano-chimic; Procedee de epurare mecano - biologic; Procedee de epurare teriar; Procedee speciale de epurare; Procedee combinate.

Procedeele prezentate mai sus nu sunt obligatorii, ele se pot combina sause pot alege variante funcie de natura substanelor din apa , gradul de epuraredorit, precum i de legislaia n vigoare care impune anumite restricii privindnivelul calitativ al procesului de epurare.

Epurarea mecanic este o etap de nceput i de final a procesului deepurare i are ca principal scop urmtoarele :

reinerea corpurilor i suspensiilor mari prin intermediul grtarelor,a sitelor, etc;

separarea (flotarea) grsimilor i uleiurilor n separatoarele degrsimi i uleiuri ;

sedimentarea particulelor grele din apele uzate n deznisipatoare; decantarea materiilor solide n suspensie, separabile prin decantare,

operaie ce se realizeaz n decantoare, sau n cazuri particulare n


30/259


30

fose septice, etc; filtrarea apelor uzate nainte de deversarea n emisar; prelucrarea nmolurilor rezultate ;Epurarea mecano-chimic se bazeaz n principal pe aciuneasubstanelor chimice asupra materiilor solide aflate n suspensie, dar separabile

prin decantare i are drept scop urmtoarele : coagularea materiilor solide aflate n suspensie, utiliznd instalaii

de coagulare (camere de preparare i dozare, camere de amestec ide reacie) ;

epurarea mecanic ( conform paragrafului de mai sus ) ; dezinfectarea apelor uzate, realizat n staii de clorinare i bazine

de contact, sau prin alte procedee;

Epurarea mecano-biologic se bazeaz pe aciunea comun aprocedeelor mecanice, chimice i biologice i au ca scop, reinerea particulelorn suspensie prin procedee mecanice, urmat de :

epurarea natural a apelor uzate i a nmolurilor i care se realizeazn cmpuri de irigare i filtrare, iazuri biologice, etc. (proceduri cese recomand astzi numai ca treapt superioara de epurare);

epurarea biologic artificial a apelor uzate i a nmolurilor. Pentruapele uzate aceast operaie se realizeaz n filtre biologice de marei mic ncrctur, n bazine cu nmol activ de mare i micntindere, filtre biologice scufundate, filtre biologice tip turn, etc.;Tratamentul nmolurilor se realizeaz n concentratoare de nmol,bazine pentru fermentarea nmolurilor, platforme pentru uscareanmolurilor, filtre pres, filtre cu vacuum, centrifuge, incineratoarede nmol etc.

Epurarea teriar este o treapt superioara a epurrii i se aplic apeiuzate nainte de evacuarea ei n emisar. Epurarea teriar este de fapt o epurarepunctual, funcie de compoziia apei dup treapta a doua de epurare i are ca

scop creterea performantelor a staiilor clasice de epurare. De altfel se mainumete i epurare de finisare. Scopul acestei trepte de epurare este aceea de ascdea concentraia elementelor poluatoare din ap sub limita legal carepermite evacuarea apei n emisar.

Procedee speciale de epurare sunt acele procedee care se aplic apeiuzate dup epurarea clasica cu scopul de a elimina unii compui din apeleepurate care duneaz emisarului i care nu pot fi eliminai prin procedeeleclasice.

Din punct de vedere teoretic, n practica industrial reinerea corpurilor ia suspensiilor mari este cunoscut sub numele de epurare preliminar.


31/259


31

Indeprtarea materiilor solide n suspensie separabile prin decantare, cusau fr ajutorul substanelor de coagulare, prin flotare, sedimentare, coagulare,este cunoscut sub denumirea de epurarea primar sau mecanic.Indeprtarea materiilor solide din soluii i n special a celor de natura organic

este cunoscut sub denumirea de epurare secundar sau biologic, iarcombinaia ntre epurarea primar i cea secundar este cunoscut subdenumirea de epurare complex.

Tendina pe plan mondial este de a se extinde epurarea pn la epurareala nivelul epurrii teriare, precum i aplicarea de procedee speciale de epurare.

Limitele nivelului de performan a epurrii este dictat de legislaia nvigoare care impune anumite valori limit pentru substanele prezente n apeleepurate. In Romnia, majoritatea staiilor de epurare funcioneaz la parametricalitativi sczui, iar de epurare teriar nc nu se pune problema i nici deprocedee speciale de epurare pentru apele uzate menajere. Acest lucru esteexplicat prin lipsa fondurilor necesare pentru modernizarea staiilor de epurare.

Aderarea Romniei la Comunitatea European impune respectarea dectre Romnia a legislaie impuse tuturor rilor europene. In aceast situaieRomnia trebuie s fac eforturi deosebite pentru a crete performanelestaiilor de epurare i astfel s se poat ncadra n legislaia european privindevacuarea apelor epurate n emisari. Avnd n vedere faptul c nu exista nc nRomnia staii de epurare care s se ncadreze n performantele cerute delegislaia european, efortul tehnic i financiar al Romniei va fi imens. Dealtfel n cadrul negocierilor pentru aderarea la Comunitatea European, avnd

n vedere gravele probleme privind epurarea apelor uzate, Romnia a primitaprobarea Comunitii Europene de a se prelungii perioada rezolvriimodernizrii staiilor de epurare n conformitate cu Normele Europene pn nanul 2017.

Programul european din domeniul proteciei apelor prevede nu numairealizarea unui nivel de performan n funcionarea staiilor de epurare, dar irezolvarea problemelor privind canalizarea oraelor i a comunelor, alimentareacu apa potabil a tuturor localitilor, protecia calitii apelor de suprafa i aapelor din pnzele freatice, etc.

Pentru a putea analiza performanele unei staii de epurare, sub aspectuleficiena sau a randamentului instalaiilor de epurare s-au stabilit o serie demodaliti de apreciere. Dintre cele mai uzuale metodele de apreciere amodului de funcionare a unei staii de epurare sunt acelea, care se bazeaz petrei indicatori i anume :

reducerea cantitii de substane organice, exprimate prinmonitorizarea indicatorului CBO5 ;

reducerea cantitii de materii rmase n suspensie n ap dupepurare, dar care se mai pot separate;

monitorizarea cantitii de bacterii utile procesului de epurarebiologic.


32/259


32

n tabelul 2.2 este prezentat n mod sintetic eficiena unor procedee iinstalaii de epurare. Trebuie menionat faptul c valorile din tabel suntorientative, ntruct eficiena procesului de epurare depinde de numeroifactori, dintre care amintim:

suprancrcarea instalaiilor care conduce direct la scdereaeficienei instalaiilor; ncrcarea apelor uzate cu materii solide n suspensie separabile prin

decantare, care conduce la o eficien mare a decantoarelor, darmic pentru epurarea biologic;

ncrcarea cu apele provenite de la bazinele de fermentare anmolurilor, sau de la platformele de uscare a nmolurilor, carereduc calitatea epurrii;

variaia mare a debitelor i a ncrcrii apelor uzate;

ptrunderea n apele uzate urbane a apelor industriale ce coninsubstane toxice, care afecteaz treapta de epurare biologic.

Eficiena funcionrii unor instalaii de epurare Tabelul 2.2Procedee de epurare

si tehnologiile aplicateEficien %

CBO5 Materii solidein suspensie

Bacterii

Mecanice : grtare, site, etc. deznisipatoare, decantoare.Mecano-chimice : instalaii de coagulare +

decantare ; instalaii de clorare ( ap

brut sau decantat )Mecano-biologice naturale : decantoare + cmpuri de

irigare i filtrare, etc.Mecano-biologice artificiale decantoare primare i

secundare + filtrebiologice de marencrcare, etc.

idem + filtre biologice demic ncrcare, etc;

idem + bazine cu nmolactiv de mare ncrcare,etc;

idem + bazine cu nmolactiv de mic ncrcare,

etc.

5 1025 40

50 85

15 30

90 95

65 90

80 95

50 75

75 95

5 2040 70

70 90

85 95

65 92

70 92

75 85

85 95

10 2025 75

40 80

90 95

95 98

70 90

90 95

70 90

90 98


33/259


33

2.5. Autoepurarea apelor

Apele uzate epurate ntr-o msur mai mare sau mai mic, evacuate nemisari, respectiv cursuri de ap sunt supuse n continuare unor procese detransformare fizic, chimic i biologic asemntoare celor care acioneaz lamineralizarea substanelor organice n staiile de epurare clasice, dar cu o vitezde desfurare a proceselor foarte redus.

Procesele de diluie, amestecarea i respectiv mineralizarea apelorcontribuie ntr-o msur mare la transformrile ce se produc n apele curgtoareale emisarilor i au n final ca i rezultat autoepurarea apelor uzate, respectivcreterea calitii apelor de suprafa.

Desfurarea acestui proces de autoepurare, depinde n mare msur deurmtorii factori ;

gradul de poluare a apei deversate; temperatura apei; durata de curgere a apei; configuraia albiei rului; debitul rului n raport cu debitul de ap uzat; gradul de oxigenare a apei emisarului; nivelul de calitate a emisarului, etc.

Autoepurarea, respectiv transformrile ce au loc n sens favorabilcalitii apei au loc n mod natural, apa rurilor conin oxigenul necesarprocesului de oxidare a compuilor organici. Cu ct apa este mai oxigenat,respectiv are mai mult oxigen dizolvat, fapt ce depinde de regimul hidrografic,procesele de autoepurare se desfoar mai profund. Autoepurarea este deci unproces natural fr cheltuieli de investiii.

Cercetrile realizate n diferite ri au vizat utilizarea autoepurriipentru mbuntirea procesului de epurare a staiilor pentru tratarea apeloruzate, avnd n vedere c natura poate lucra eficient i mai ieftin n folosulomului, dar i a naturii. In acest sens n zonele n care a existat teren suficient

apa epurat nu a fost trimis direct n emisar. Apa a fost obligat s treacprintr-un proces de filtrare biologic natural n bazine, dau lacuri artificiale demari dimensiuni, dup ce apa a staionat ntr-un astfel de lac cu multa vegetaieo perioada de timp i cnd natura a finalizat procesul de epurare. Planteleacvatice, algele si petii constituie un mediu natural ce poate mbuntiiprocesul de epurare i n acelai timp se poate constitui i ca un indicator decalitate a procesului de epurare. Condiia obligatorie pentru aplicarea acestuiprocedeu este ca apa epurat i evacuat din staia de epurare s nu coninsubstane toxice, ntru-ct ar afecta fauna si flora lacului i procesul

autoepurare nu s-ar mai desfura.Prin procesul de epurare, aa cum am mai artat se nelege un


34/259


34

ansamblu de procese autonome, de natur fizic, chimic i biologic, caretrebuie s redea apei poluate cu substane organice, minerale, substane nsuspensie, coloidale sau substane dizolvate, calitatea iniial.

Cunoaterea acestui proces, precum i al factorilor care l influeneaz

este foarte important pentru protecia cursurilor de ap, pentru c se poatestabili prin metode tiinifice nivelul maxim al impuritilor ce se pot deversa nemisari astfel ct apa din emisar s aib capacitatea de a se autoepura ntr-operioad relativ scurt de timp i astfel se poate stabili nivelul de epurare cetrebuie realizat n staiile de epurare nainte de deversarea apei procesate nemisar.

Natura proceselor ce se desfoar n emisar dup amestecarea cu apeleepurate sunt n principal procese de neutralizare, oxidare, reducere, floculare,sedimentare, etc. Aceste procese se dezvolt mai ales n zona de evacuare aapelor uzate. Dac apele uzate epurate sunt deversate n zone cu viteze mici decurgere a apelor, procesele de amestecare ntre apele uzate i apele emisaruluisunt foarte lente, fapt ce face ca procesele de autoepurare s se desfoarefoarte lent, astfel c pe distane foarte mari cursul de ap rmne doar parialepurat.

La viteze mici ale cursurilor de ap, materiile organice, precum i altesubstane n suspensie se depun pe fundul rului unde se descompun aerob sauanaerob funcie de prezena sau absena oxigenului. Att timp ct apaemisarului conine suficient oxigen, procesul de autoepurare se desfoar nmod normal n sensul c bacteriile i n general planctonul ce se gsete n mod

natural n apele curgtoare acioneaz asupra substanelor organice, dar iasupra altor substane prezente n ap contribuind la autoepurarea apelor. Caurmare trebuie s menionm faptul c prezena planctonului n ap esteindispensabila procesului de autoepurare. Prezena n apele uzate deversate aunor substane toxice poate duce la distrugerea planctonului i ca urmareprocesul de autoepurare este mult ncetinit.

Dac se constat prin analize c, n ap nu este suficient oxigen care sasigure procesele aerobe de descompunere a substanelor organice se poaterealiza o aerare artificial a apei prin realizarea de obstacole, cascade, stvilare

pe cursul apei care s asigure o amestecare a aerului cu apa i astfel oxigenuldin aer se va dizolva n ap.Mineralizarea este rezultatul cel mai important al procesului de

autoepurare i const n oxidarea materiilor organice prin procese aerobe ianaerobe ntocmai ca i n staiile de epurare. Procesul de oxidare a substanelororganice, respectiv de mineralizare l realizeaz bacteriile. Rezultatulprocesului sunt sunt substanele minerale ce se pot depune pe fundul apei sau sepot dizolva n ap.

Mineralizarea n condiii aerobe se realizeaz fr producere de miros ifr a afecta flora i fauna din ape, apa fiind n general clar. Mineralizarea ncondiii anaerobe este mai lent, apa are un miros neplcut i o culoare nchis,


35/259


35

iar flora i fauna sunt grav afectate, uneori pn la dispariie.Procesul de oxidare a substanelor organice este influenat de

temperatur, luminozitate i pH. S-a constatat c procesul de transformare amateriilor organice se desfoar mai rapid la temperaturi mai ridicate. De

exemplu la o cretere a temperaturii apei cu 10 grade, viteza reaciilor deoxidare se dubleaz.Luminozitatea influeneaz n mare msur procesele de mineralizare n

msura n care sunt implicate procesele de fotosintez. Dezvoltareamicroorganismelor de diferite tipuri n ap este influenat de valoarea pH-luiapei, ca urmare se poate face o corelaie ntre valoarea pH-ului apei i naturaproceselor ce se desfoar n ap.

2.6. Evacuarea apelor uzate n emisari

La deversarea apelor uzate epurate din staiile de epurare n emisari seproduce o diluie a concentraiei apei uzate n diverse substane, ca urmare aamestecului apei epurare cu apa din emisar i care teoretic are o concentraieextrem de mic n substanele chimice coninute de apa epurat.

Gradul de diluie se definete ca fiind raportul dintre debitul emisaruluiQ i debitul apei uzate q :

q

Qd =

Dac amestecarea celor dou lichide nu este complet atunci intervinenoiunea de diluie real dr , care difer mult de cea teoretic.

Dup amestecarea celor dou lichide, concentraia unei anumitesubstane aflate n apa uzat epurat, fie c aceste substane sunt n suspensiesau dizolvate, se determin cu relaia :

n aceast formul avem urmtoarele notaii :Cam este concentraia n substana respectiv a apei dup amestecare;C este concentraia n substana respectiv a emisarului;c este concentraia n substana respectiv a apei uzate;Q este debitul minim al emisarului;qeste debitul maxim al apei uzate.

La calculul diluiei poate fi folosit formula de mai sus doar n cazul

ideal cnd avem o amestecare perfect a celor dou ape. n realitate nu seproduce o astfel de amestecare nici dup un timp ndelungat. Gradul de

qQ

cqCQCam

+

+=


36/259


36

amestecare depinde de mai muli factori cum ar fi regimul de curgere alemisarului, durata procesului, modul de evacuare a apei uzate n emisar etc.Din aceste motive n multe cazuri pe cursul rurilor se realizeaz amenajripentru dispersia mai rapid a apelor uzate, fapt ce accelereaz procesul de

diluie.Avnd n vedere decalajul mare ntre punctul de deversare a apei uzate nemisar i punctul de diluie teoretic complet, s-a introdus noiunea de diluiereal notat dr , ce reprezint gradul de diluie real la un moment dat.Formula de calcul este urmtoarea :

q

Qadr =

n aceast formul a este un coeficient de amestecare care are valoarea

maxim 1 i se poate calcula cu urmtoarea formul (numit formula luiRozdiler) :

n aceast formul avem urmtoarele notaii :

L este distana dintre locul de evacuare a apei uzate n emisar i loculconsiderat pentru analiza apei;

este coeficientul ce ine seama de condiiile hidraulice de curgere aapei i se calculeaz cu formula lui Frolov:

n care avem urmtoarele notaii :este un coeficient ce ine seama de modul de deversare a apei uzate nemisar (are valoarea 1 pentru deversare la mal, 2,5 pentru deversare nzona de vitez maxim de curgere a apei i 3 pentru deversare prin-unsistem de dispersie; este un coeficient de sinuozitate a emisarului i se calculeaz ca iraport dintre lungimea albiei rului i linia dreapt ce unete punctul dedeversare a apei uzate n emisar i punctul considerat;Dt este coeficientul de difuzie turbulent i secalculeaz cu relaia:

ee

L

L

q

Qa

3

3

1

1

+

=

3

q

D t =

200vHDt=


37/259


37

n care avem urmtoarele notaii :v este viteza medie a cursului apei n zona considerat n [ m / sec ] ;H este adncimea medie a cursului de ap n zona considerat n [ m ] .

Pornind de la ecuaia lui Rozdiler a coeficientului de amestec a, sepoate determina distana La , pentru care teoretic vom avea coeficientul deamestecare a = 1 , respectiv vom avea o amestecare total :

Dac analizm aceast relaie se observ c dac introducem pentruvaloarea lui a cifra 1, fapt ce nseamn o amestecare total rezult pentru

lungimea de amestecare La valoarea infinit. De aceea n practic se utilizeazvalori ale lui a cuprinse ntre 0,7 i 0,8 i n cazuri deosebite 0,85.

Datele experimentale au artat c distana pentru o amestecare practiccomplet este de ordinul kilometrilor, astfel c de regul n foarte multe cazuricnd un emisar este poluat cu diverse substane, mai ales substane petrolierecare se disting uor cu ochiul liber, de-a lungul emisarilor se observ fii lungide ape poluate, fapt ce impune utilizarea instalaiilor de dispersie a poluanilorn emisari. Pe de alt parte, faptul ca unele substane poluatoare rmnconcentrate n benzi sau fii la suprafaa apei, uureaz procesul de separare a

acestor poluani, n cazul polurilor accidentale.Condiiile evacurii apelor uzate n emisari, precum i caracteristicileapelor uzate intrate n staia de epurare stau la baza stabilirii schemei defuncionare a staiei de epurare, respectiv a dimensionrii instalaiilor carecompun ansamblul staiei de epurare. Condiiile deversrii apelor uzate nemisari sunt dictate de cerinele de calitate i debitul emisarului.

Pentru stabilirea acestor condiii de evacuare se realizeaz numeroasestudii, msurtori i cercetri care trebuie s stabileasc calitatea apeiemisarului, locul de amplasare a staiei de epurare i s se determine condiiilehidraulice i topografice din zona de amplasare a staiei de epurare.

n Ordinul nr.161 din 16 februarie 2006 sunt stabilite i clar definitecondiiile de calitate a apelor de suprafa. Conform acestui standard apele desuprafa sunt clasificate n 5 categorii dup urmtoarea ierarhizare:

1. fitoplancton;2. fitobentos;3. macrozoobentos;4. macrofite/angiosperme;5. peti.In conformitate cu acest ordin avem urmtoarele stri ecologice pentru

ruri si lacuri naturale, stri stabilite pe baza elementelor de calitatebiologice, hidromorfologice, chimice i fizico-chimice:

3

)1(lg

13,2

+=

qa

qaQLa


38/259


38

Foarte bun , categoria I ; sunt incluse n aceast categorie apele desuprafa nepoluate, ce pot fi folosite pentru: alimentarea cu appotabil a localitilor, alimentarea cu ape a unor procese tehnologice,apa utilizat la irigaii, pentru tranduri, amenajri piscicole pentru

salmonide; Bun, categoria II ; sunt incluse apele de suprafa puin poluate, care

nu conin substane toxice i care se pot utiliza pentru amenajripiscicole, pentru alimentarea unor procese industriale, scopuri deagrement. Obinerea de apa potabil din aceast categorie de apa sepoate face, dar cu costuri ridicate i nu se obine o ap de foarte buncalitate;

Moderat, categoria III ; sunt incluse apele de suprafa poluate, darcare nu conin substane toxice i ca urmare se folosesc pentru

alimentarea cu ap a sistemelor de irigaii i n procese tehnologiceindustriale, ca ape de rcire. Slab, categoria IV; sunt incluse apele de suprafa puternic poluate,

care nu conin substane toxice i ca urmare se folosesc doar ca ape dercire.

Proast, categoria V; sunt incluse apele de suprafa extrem depoluate i care conin cantiti mari de substane toxice i nu pot s aibnici o utilizare fr un tratament de epurare.

Funcie de categoria de ap, standardul precizeaz valorile limit pentruprezena unor substane n aceste ape, cum sunt : amoniacul, nitrai, nitrii,cianuri, cloruri, crom, cupru, fier, flor, mercur, plimb, mercur, precum i altesubstane toxice, precum i alte caracteristici ale acestor ape cum sunt:culoarea, mirosul, turbiditatea, radioactivitatea, pH-ul (ce trebuie s fie cuprinsntre valorile 6,5 8,5), etc.

Avnd n vedere aceste considerente se poate discuta de gradul deepurare a apei uzate ce trebuie realizat ntr-o staia de epurare, astfel ca apauzat i epurat i apoi deversat n emisar, s nu i schimbe categoria de ap.

Deci dac la intrarea n ora un ru are o calitate a apei I, i dup staia

de epurare a oraului categoria de apa trebuie sa rmn tot 1. Acest lucruschimb radical modul de gndire n proiectarea si modernizarea staiilor deepurare care astfel trebuie sa fie mult mai performante.

In Ordonana de Urgen nr.152 din 10 noiembrie 2005 privindprevenirea i controlul integrat al polurii se precizeaz necesitatea ndepliniriin termen a obligaiilor asumate de Romnia n cadrul procesului de negocierecu Comisia European, aferente capitolului 22 Protecia Mediului i aobligaiilor prevzute n Tratatul de Aderare la Uniunea European .

Gradul de epurare se definete ca fiind eficiena realizat de ctre

staia de epurare n reducerea procentual, ca urmare a procesului de epurare, aunei pri din substana coninut de apa uzat. Conform definiiei de mai sus,


39/259


39

gradul de epurare se stabilete cu relaia :

n aceast formul avem urmtoarele notaii :M este concentraia iniial a substanei analizate;m este concentraia limit admis pentru aceeai substan dupepurare innd seama de faptul c prin deversare n emisar, apaemisarului trebuie s se ncadreze n prevederile legislaiei europene subaspectul calitii.

De regul se stabilete gradul de epurare pentru urmtoarelor caracteristiciprincipale ale apelor: substane organice, suspensii, nitrii , nitrai, CBO5 , O2 ,

pH-ul, substane toxice, precum i altele.

[%]100mM

=


40/259


40

CAPITOLUL 3DIMENSIONAREA, CONSTRUCIA IFUNCIONAREA STAIILOR DE EPURARE

3.1. Organizarea staiilor de epurare

Staiile de epurare sunt constituite din instalaii complexe, aezate ntr-o

anumit ordine, fiecare avnd un rol bine determinat. Apa poluat parcurge untraseu bine definit conform fluxului tehnologic de tratare. Schema uneiinstalaii de epurare reprezint succ

Date post:	04-Jun-2018
Category:	Documents
Upload:	alexandraane
View:	231 times
Download:	0 times

Tee Apa Curs

Documents