UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA FACULTATEA DE INGINERIA MATERIALELOR SI A MEDIULUIDepartamentul Ingineria Mediului si Antreprenoriatului Dezvoltarii Durabile

PROIECT DE AN

Disciplina: TEHNOLOGII SI ECHIPAMENTE PENTRU TRATAREA SI EPURAREA APELOR-Anul IV, sem. V

Sa se proiecteze o statie de epurare pentru un oras cu un numar de 80.000 locuitori+2.000 n=2Orasul are activitati economice in urmatoarele sectoare:1. Fabrica de prelucrarea laptelui cu o capacitate de prelucrare de : 5.000 l/zi;2. Fabrica de producerea berii cu capacitate de 20.000 l/zi;3. Abator si prelucrarea carnii cu o capacitate de 5.000 kg/zi;4. Spalatorie haine cu o capacitate de 4 tone/zi;Se vor dimensiona principalele instalatii aferente statiei de epurare si se va realiza desenul de ansamblu pentru un decantor secundar radial.Se va urmari repsectarea standardelor in vigoare, privitoare la dimensionarea statiei.

Student: Bara Simona Cadru Didactic: Rusu TiberiuMEMORIU TEHNICBazele teoretice ale proceselor de epurare a apelor uzate. Caracterizarea proceselor de epurare. La 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 substanelor aflate n suspensie n apele uzate i constituie prima etap n procesul de epurare a apelor uzate menajere. Din aceast categorie de instalaii mecanice de epurare amintim: -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 Procesele de natur chimic se aplic n cazul n care n apele uzate sunt cantiti mari de substane fine n suspensie, substane coloidale, sau chiar dizolvate 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 substanelor coloidale n flocoane mari, sau care reacioneaz cu substanele aflate n ap si dau compui care sunt mai uor de separat. Tot ca proces chimic menionm i etapa de dezinfectare a apei n finalul procesului de epurare, cu ajutorul substanelor chimice. Procesele biologice care intervin n cadrul epurrii apelor uzate, se refer la descompunerea substanelor organice de ctre bacterii i sunt de dou categorii, funcie de natura bacteriilor :-procese aerobe n cadrul crora se urmrete descompunerea substanelor organice n prezena oxigenului, proces realizat de ctre bacteriile aerobe, care se hrnesc cu aceste substane; -procese anaerobe n cadrul crora se urmrete descompunerea substanelor organice, respectiv extragerea oxigenului din compuii organici, de ctre bacteriile anaerobe, n condiiile lipsei de oxigen.Clasificarea procedeelor de epurareEpurarea mecanic este o etap de nceput i de final a procesului deEpurarea mecanic este o etap de nceput i de final a procesului de epurare i are ca principal scop urmtoarele :-reinerea corpurilor i suspensiilor mari prin intermediul grtarelor, a sitelor, etc;-separarea (flotarea) grsimilor i uleiurilor n separatoarele de grsimi 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 Procedee i echipamente pentru tratarea i epurarea apelor fose septice, etc;-filtrarea apelor uzate nainte de deversarea n emisar;-prelucrarea nmolurilor rezultate ;

Epurarea mecano-chimic se bazeaz n principal pe aciunea substanelor 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 i de 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 a procedeelor mecanice, chimice i biologice i au ca scop, reinerea particulelor n suspensie prin procedee mecanice, urmat de :- epurarea natural a apelor uzate i a nmolurilor i care se realizeaz n cmpuri de irigare i filtrare, iazuri biologice, etc. (proceduri ce se recomand astzi numai ca treapt superioara de epurare);- epurarea biologic artificial a apelor uzate i a nmolurilor. Pentru apele uzate aceast operaie se realizeaz n filtre biologice de mare i mic ncrctur, n bazine cu nmol activ de mare i mic ntindere, filtre biologice scufundate, filtre biologice tip turn, etc.;Tratamentul nmolurilor se realizeaz n concentratoare de nmol, bazine pentru fermentarea nmolurilor, platforme pentru uscarea nmolurilor, filtre pres, filtre cu vacuum, centrifuge, incineratoare de nmol etc.

MEMORIU JUSTIFICATIV DE CALCUL1. Sabilirea debitului de apa uzata1.1 Stabilirea numarului de locuitori echivalenti

1.2 Stabilirea debitului zilnic de apa uzataConsumul mediu de apa potabila este 180 l/zi si locuitori din care 80% intra in sistemul de canalizare= 144 l/zi si loc.Debitul zilnic al orasului este de l/zi.La acest debit se adauga apa pluviala, deci se mareste debitul cu 25%.Debitul zilnic este: l/zi=17.100 /zi.Debitul orar de calcul este 17.100:24 ore=712,5 /ora=0,197/s.Gradul de dilutie

Q-debitul raului Somesul Mic 5 /sq-debitul de apa uzata 0,197 /s.

1.3 Dimensionarea grataruluiL=30 mm

1.3.1 Alegerea luminii grataruluiL=30 mm (lumina)1.3.2 Dimensionarea sectiunii gratarului

Sectiunea gratarului Sectiunea gratarului 0,32985Sectiunea de calcul a gratarului =BxHSe alege din standard un gratarCuratire mecanizata cu dimensiunile: B=0,8 mH=1,64925=1,7 m

1.4 Dimensionarea si alegere sitelorQ apa uzata in l/s=197 l/sQ apa uzata de calcul 197:2=98,2 l=98 l/s (se folosesc 2 tamburi)Ochiul sitei=5 mm1.5 Deznisipator si separator ulei

T=durata de stationare=0,25 ore=900 sec.=hxBxLh=4 m inaltimeB=6 m inaltimeL=248/24=10,33(3)=10

2. Dimensionarea statiei de epurare2.1 Organizarea statiei de epurare ( schema unei statii de epurare)

2.2 Dimensionarea treptei mecanice de epurareDimensionarea decantorului primarRetinerea particulelor sub 0,2 mm se face in decantorul primar unde, din punct de vedere teoretic, ar trebui sa se decanteze 70-80% din suspensii.Decantoarele sunt de fapt niste bazine in care apa uzata stationeaza un timp mai indelungat (1,5-2 h), timp in care particulele cu o densitate apropiata de a apei trebuie sa se depuna.

Concluzie: In practica se utilizeaza 3 tipuri de decantoare:1. Decantor orizontal longitudinal2. Decantor vertical3. Decantor radial.Concluzia:Avand in vedere experienta statiilor de epurare in Romania pentru decantorul primar vom alege un decantor orizontal longitudinal.Elementul de baza al unui decantor orizontal este volumul: Q=0,197

Avand in vedere considerente de usurinta in exploatare vom utiliza doua bazine decantoare.

Vom alege un bazin de decantare cu b=6 m

L=709,2/15=47,28 mSe va alege din STAS 4162/1 din 1989, un bazin decantor cu dimensiunile principare:L=50 m, ; b=6 m.

Dimensionarea decantorului secundar

Dupa evacuarea apei din bazinul de aerare cu namol activ, apa mai contine o serie de suspensii fine ce rezulta din descompunerea substantelor organice de catre bacteriile aerobe. In consecinta, trebuie sa realizam decantarea apei respectiv separarea suspensiilor din apa. Acest lucru se face in decantorul secundar. In prezent se cunosc 4 tipuri de decantoare:1. Decantor longitudinal2. Decantor orizontal3. Decantor vertical4. Decantor radialVom alege decantorul radial pentru ca este cel mai performant si dispunem de teren suficient.Din punct de vedere teoretic decantorul se dimensioneaza in urma unor determinari experimentale, respectiv in urma stabilirii duratei in timp pana cand peste 90% din suspensii se depun.Pe baza unor determinari experimentale standardul 4162/2/1989 prevede durata de decantare intre 3,5-4 ore. Voi alege durata de 4 ore.

3. Dimensionarea treptei biologice de epurare (epurare secundara sau treapa a II-a de epurare)Dimensionarea bazinului de aerareDurata procesului de aerare intre 3-4 ore. Alegem 4 oreB=(1...1,5)HL=(8...10)BH=3...5 m

B=1,5x4=6 mL=10x6=60 mH=4 m

Treapta a doua de epurare (epurare biologica) cuprinde doua instalatii: bazinul de aerare cu namol activ si decantorul secundar. In bazinul de aerare cu namol activ se gasesc bacterii aerobe care se hranesc cu substante organice dar au nevoie de oxigen, de aceea se insufla aer care sa asigure oxigenul necesar. De asemenea, in acest bazin se introduce namol de la decantorul primar pentru ca acolo se gasesc bacteriile.Pentru dimensionarea bazinului de aerare e nevoie sa se determine cantitatea de substante organice din apa, respectiv indicatorul CBO5.In conformitate cu standardul 11566/1991, pentru u randament de retinere a substantelor organice de peste 90% durata de stationare a apei in bazin este de 3-4 ore.

4.Fiablitatea echipamentelor si a proceselor de epurareIn prezent noiunea de fiabilitate este mult mai extins n sensul c nu se restrnge numai la sigurana n funcionare a unei instalaii ci i la performanele instalaiei n exploatarea curent n regim dinamic in conformitate cu caracteristicile i garaniile prevzute de realizatorul produsului. De fapt astzi se vorbete tot mai mult de fiabilitatea sistemului.Fiabilitatea dup modul de stabilirea se clasific din punctul de vedere al etapei de realizare, dup cum urmeaz: - Fiabilitate previzional (preliminat sau proiectat) i care reprezint fiabilitatea unui produs determinat pe baza unor calcule, prin similitudine, pe baza unor ipoteze, n condiii de exploatare bine precizate; - Fiabilitatea experimental i care reprezint fiabilitatea determinat experimental n laborator, staie pilot sau stand de ncercare, n condiii prescrise de ncercare; - Fiabilitatea operaional i care este fiabilitatea efectiv a unui tip de instalaie i care se determin pe baza rezultatelor obinute n condiiile funcionrii instalaiilor la beneficiari, n condiii precizate de exploatare.

Pe lng noiunea de fiabilitate, instalaiile n general sunt caracterizate i prin durabilitate si prin anduran. Durabilitatea se refer la intervalul de Procedee i echipamente pentru tratarea i epurarea apelor timp n care n condiii normale de exploatare, dac s-a respectat planul de revizii i reparaii instalaia nu s-a defectat. Andurana se refer practic la o durabilitate economic, n sensul c exprima intervalul de timp pentru exploatarea unei instalaii pn la care costurile de ntreinere i reparaii sunt considerate normale.

Fiabilitatea unui proces de epurare sau a unei instalaii de epurare este o component a calitii pe ntreaga durat de viaa a staiei. Fiabilitatea procesului de epurare se refer la fiabilitatea succesiunii de procese ce se produc pe fluxul tehnologic de epurare i se exprim prin probabilitatea ca staia de epurare s-i ndeplineasc funciunile pentru care a fost realizat la performanele impuse prin proiect fr erori, ntr-un interval de timp si n condiii de exploatare date.Fiabilitatea trebuie evaluat n urmtoarele scopuri: Pentru compararea diferitelor tehnologii de epurare n vederea stabilirii celei mai performante; Verificarea fiabilitii unui sistem complex n interaciune pentru a alege cea mai bun variant de modernizare. Verificarea fiabilitii reale n vederea comparrii cu cea proiectat; Extrapolarea fiabilitii actuale pe o perioad de exploatare determinat de durata de viaa stabilit de proiectant; Stabilirea nivelului de sigurana n funcionare i a siguranei n exploatare a unor instalaii componente ale staiei de epurare.

Dup cum se tie procesul de epurare a apelor uzate se definete ca fiind ansamblul de procese fizice, chimice, biologice i bacteriologice prin care se reduce ncrcarea apelor uzate n substane organice, anorganice i n bacterii, avnd ca rezultat obinerea unei ape curate, cu un anumit nivel de calitate, precum i un nmol. Att apa uzat ct i nmolul trebuiesc evacuai din staia de epurare. Legislaia europeana i naional, precum i diversele acorduri internaionale la care Romnia a aderat conin limite clare n ceea ce privete nivelul concentraiilor apelor uzate epurate i evacuate in emisari. Din aceste considerente Romnia trebuie s dea o mare atenie staiilor de epurare, mai ales n perspectiva aderrii la Comunitatea European. Evaluarea fiabilitii procesului de epurare sau staiei de epurare este un proces laborios i complex ntruct procesele de epurare depind de muli factori, dintre care factorul cel mai important este variaia n timp a debitului i a ncrcrii apei uzate. Abordarea determinrii fiabilitii nu se poate face dect n mod sistemic pentru se putea asigura o fiabilitate maxim.5.Bibliografie

1. Rusu Tiberiu s.a Procedee si echipamente pentru tratarea si epurarea apelor

Bara Simona, an IV, grupa 3741/1