Creeaza.com - informatii profesionale despre


Evidentiem nevoile sociale din educatie - Referate profesionale unice



Acasa » legislatie » administratie » ecologie mediu
ELEMENTE DE BAZA IN PROIECTAREA STATIILOR DE EPURARE

ELEMENTE DE BAZA IN PROIECTAREA STATIILOR DE EPURARE



ELEMENTE DE BAZA IN PROIECTAREA STATIILOR DE EPURARE

            1. Stabilirea debitelor apelor uzate

            Debitele de calcul ale statiilor de epurare reprezinta parametri importanti pentru dimensionarea acestora. De corectitudinea acestor calcule depinde in cea mai mare masura buna functionare a statiei de epurare.

            Stabilirea debitului este mai dificila atunci cand in apele menajere orasenesti se introduc si ape uzate industriale. Aportul apelor uzate industriale sau al altor ape care vor fi introduse in reteaua de canalizare la stabilirea debitului total se poate face cu o anumita aproximatie pe baza asa numitilor coeficienti de echivalenta in locuitori sau coeficienti de transformare in locuitori echivalenti (LE). Acesti coeficienti  se stabilesc in raport cu principalele caracteristici ale apelor uzate cum ar fi : materii organice, materii in suspensie, etc. 


            In scopul stabilirii coeficientilor de echivalenta de regula se utilizeaza ca si indicator de baza consumul biochimic de oxigen la 5 zile ( CBO5 ) . Astfel pentru apele menajere consumul biochimic de oxigen s-a stabilit la valoarea  medie de 54 g / locuitor si zi.

            Pentru fiecare domeniu de activitate, functie de specificul procesului de fabricatie si natura substantelor din apele uzate s-au stabilit pe baza unor determinari coeficienti de echivalenta, functie de capacitatea de productie a fabricii sau a atelierului respectiv. In tabelul 1 sunt prezentate o serie de coeficienti de echivalente pentru cateva domenii de activitate.

            Trebuie insa sa remancam ca in prezent s-au introdus multe tehnologii moderne in care consumul de apa este mult inferior, dar concentratia in substante  organice a crescut.

            In multe orase  reteaua de canalizare stradala colecteaza apele pluviale si le introduc in reteaua de canalizare. Aici problema este dificila din punctul de vedere a stabilirii debitului de apa pluviala pe metru patrat in functie de timp. Acest debit variaza de la o localitate la alta si de la o zona geografica la alta, in consecinta este nevoie de datele statistice ale Centrului National de Meteorologie si Hidrologie

            Coeficienti de echivalenta in locuitori                               Tabelul 1.            

Tipul   de   industrie

Coeficient de echivalenta

Numar de loc / unitate

Fabrici de prelucrare lapte – pentru  1000 l lapte / zi

Abatoare  - pentru 1 tona carne

Fabrici de bere  - pentru  1000 litri bere

Fabrici de zahar -  pentru 1 tona sfecla

Distilarii – pentru 1000 tone cereale

Tabacarii – pentru 1 tona piele prelucrata

Fabrici de celuloza si hartie – pentru 1 tona celuloza

Spalatorii de haine – pentru 1 tona lenjerie

Evacuari ulei mineral – pentru 1 tona ulei evacuat

50     -  250

150     -  450

150     -  400

10     -  100

2000 – 4000

1000 – 4000

4000-6000

           300 – 1000

12000

       

            In general toata cantitatea de apa intrata in reteaua de canalizare este directionata spre statia de epurare. In reteaua de canalizare al unui oras intra apele uzate menajere, ape de la agenti economici industriali sau agricoli, ape meteorice si in unele cazuri si ape de suprafata (izvoare cu debite foarte mici) .

            La stabilirea debitelor necesare proiectarii statiei de epurare, de cele mai multe ori exista posibilitatea de masurare a debitelor, dar si a variatiilor debitelor pe zile, ore, anotimpuri. Stabilirea debitelor suplimentare se face pe baza schitei de sistematizare a orasului si a planurilor de dezvoltare industriale si agricole a zonelor adiacente. De regula cand se intocmeste proiectul unei statii de epurare sau a extinderii celei existente se are in vedere perspectiva pe cel putin 25 de ani.  Debitele hidraulice caracteristice statiilor 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 apa ce patrunde in statiile de epurare pot provenii din doua tipuri de retele de canalizare si anume : retea in sistem unitar ce cuprinde ii sistemul de captare a apelor pluviare si sistem separativ, in care exista o retea separata pentru apele pluviare.

Debitele apelor uzate ce provin dintr-un sistem unitar de canalizare are de regula 4 maxime  de debit orar.  La noi in tara la proiectarea statiilor de epurare se iau in calcule 2 maxime de debit orar, in timp ce Marea Britanie considera 6 maxime.

In cazul sistemului unitar de canalizare, daca se depaseste debitul orar maxim, ca urmare a unor ploi abundente, surplusul de debit este evacuat in emisar dupa epurarea mecanica sau deversata intr-un bazin  de retentie, univormizare sau egalizare  

In multe cazuri, cand sunt agenti economici mari pe reteaua de canalizare, dimensionarea  statiilor de epurare doar pe baza debitelor hidraulice nu este suficienta.

Fig. 1. Structura  generala a unei statiilor de epurare

            In multe cazuri, cand sunt agenti economici mari pe reteaua de canalizare, dimensionarea  statiilor de epurare doar pe baza debitelor hidraulice nu este suficienta. Metoda debitelor hidraulice este satisfacatoare doar atunci cand apele uzate contin in cea mai mare parte doar ape menajere. In caz contrar dimensionarea trebuie facuta  in principal pe baza debitului de impuritati, iar parametri hidraulici pot constitui elemente de verificare. Consumul biochimic de oxigen exprima cel mai bine incarcatura in substante organice a apelor uzate. Debitul de impuritati, exprimat prin CBO5  este in general elementul de baza in proiectarea statiilor de epurare, mai ales pentru instalatiile de epurare biologica.

   

             Sistemele de canalizare

            Un sistem de canalizare cuprinde un ansamblu de conducte, canale, bazine, etc. care in mod obisnuit colecteaza, transporta si deverseaza apele uzate in statiile de epurare.

            Canalizarea unui centru populat sau industrial poate fi facuta prin unul sau mai multe sisteme independente de canalizare.

            Schema unui sistem de canalizare este reprezentarea in plan vertical si orizontal a obiectelor principale care reprezinta circuitul de canalizare, cu indicarea pozitiei relative a elementelor componente: retele de canale, colectoare principale, deversoare, statii de pompare, traversari de obstacole, guri de varsare, precum si alte amenajari.

            Numarul, tipul, pozitia si amplasarea elementelor componente ale retelelor de canalizare depind de :

·       amplasarea localitatii;

·       pozitia localitatii fata de cursurile de apa, care pot juca rolul de emisar;

·       cantitatea si calitatea apelor uzate;

·       relieful terenului;

·       conditiile impuse apei epurate la evacuarea in emisar;

·       amplasarea statiei de epurare;

·       conditiile de evacuare a namolurilor din statia de epurare;

In functii de aceste conditii, schemele retelelor de canalizare orasenesti pot avea urmatoarele dispuneri :

·       perpendiculara, directa sau indirecta;

·       paralela sau in etaj;

·       ramificata.

Daca localitatea poseda mai multe sisteme de canalizare (independente), cu retele si statii de epurare diferite, atunci canalizarea poarta denumirea de radiala. 

In conformitate cu legislatia europeana este interzisa realizarea unui sistem de alimentare cu apa potabila a unei localitati daca nu se realizeaza si un sistem de colectare si epurare a apelor uzate menajere, pentru ca in caz contrar apele uzate ar fi deversate direct in emisar si s-ar produce poluarea acestuia sau a solului si in mod sigur si a  panzelor freatice.

 In figura 2 este reprezentata schema unui sistem de canalizare.

Fig. Schema unui sistem de canalizare

1-canale de serviciu; 2-colectoare secundare; 3-colectoare principale; 4-sifon inversat; 5-camera de intersectie; 6- camera deversorului; 7- canal deversor; 8-statie de epurare; 9-canal de evacuare; 10 – gura de descarcare; 11- campuri pentru valorificarea namolurilor.

 3. Bazele teoretice ale proceselor de epurare a

apelor uzate

Caracterizarea proceselor de epurare

La baza functionarii statiilor de epurare  a apelor uzate stau procesele de epurare mecanice, chimice, biologice si procese combinate.

In ceea ce priveste procesele de natura mecanica, ele sunt dintre cele mai importante, domeniul de aplicare fiind cel de sedimentare a substantelor aflate in suspensie in apele uzate si constituie prima etapa in procesul de epurare a apelor uzate menajere. Din aceasta categorie de instalatii mecanice de epurare amintim:

·       gratarele pentru retinerea particulelor mari;

·       deznisipatoarele pentru retinerea nisipului ;

·       separatoarele de ulei;

·       decantoarele pentru retinerea particulelor mai fine aflate in suspensie;

·       Instalatii pentru tratarea namolurilor.

In cazul in care in statia de epurare a apelor menajere sunt deversate si cantitati insemnate de ape industriale uzate, atunci pentru desfasurarea normala a proceselor de epurare mai este nevoie de un bazin de egalizare a debitelor si de uniformizare a concentratiilor sau chiar de bazin de neutralizare

            Procesele de natura chimica se aplica in cazul in care in apele uzate sunt cantitati mari de substante fine in suspensie, substante coloidale, sau chiar dizolvate si care prin procedeele mecanice clasice sunt foarte greu de separat. In acest caz, dupa procedeele mecanice clasice se trece la etapa chimica cand sunt introduse o serie de substante care sa favorizeze acumularea substantelor coloidale in flocoane mari, sau care reactioneaza cu substantele aflate in apa si dau compusi care sunt mai usor de separat. Tot ca proces chimic mentionam si etapa de dezinfectare a apei in finalul procesului de epurare, cu ajutorul substantelor chimice.

            Procesele biologice care intervin in cadrul epurarii apelor uzate, se refera la descompunerea substantelor organice de catre bacterii si sunt de doua categorii, functie de natura bacteriilor :

·       procese aerobe – in cadrul carora se urmareste descompunerea substantelor organice in prezenta oxigenului, proces realizat de catre bacteriile aerobe, care se hranesc cu aceste substante;



·   procese anaerobe –in cadrul carora se urmareste descompunerea  substantelor organice, respectiv extragerea oxigenului din compusii organici, de catre bacteriile anaerobe, in conditiile lipsei de oxigen.

Procesele aerobe sunt conditionate de existenta bacteriilor aerobe, care actioneaza atat timp cat exista oxigen in apa. In momentul in care nu mai exista oxigen se dezvolta bacteriile anaerobe, care se multumesc cu oxigenul aflat in combinatie in substantele organice, in nitriti, nitrati sau sulfati prezenti in apele uzate, substante pe care le descompun. Aceste bacterii pe de o parte extrag oxigenul din combinatiile de natura organica si pe de alta parte se hranesc cu aceste substante. Daca apele uzate, mai ales apele industriale nu contin substante nutritive suficiente (ce contin azot si fosfor) , bacteriile nu se pot dezvolta suficient pentru realizarea epurarii biologice eficiente si ca urmare este necesar sa se introduca aceste substante in apele uzate.

Bacteriile sunt constituite din celule microscopice care se inmultesc prin diviziune. Ele traiesc in colonii si sunt sensibile la variatii de temperatura, la activitatea substantelor toxice, la baze si acizi.

Impreuna cu bacteriile traiesc si protozoare, precum si alte animale inferioare. Bacteriile pentru a putea trai si a se inmultii consuma substante organice prin adsortie si elimina prin invelisul celular substantele rezultate in urma oxidarii substantelor organice, fie ca sunt substante lichide fie ca sunt gaze. Aceasta activitate se poate desfasura numai in prezenta oxigenului, care este necesar bacteriilor pentru oxidarea substantelor organice. Schimbul de substante se face prin intermediul membranei ce permite trecerea substantelor lichide si a gazelor, dar nu permite trecerea substantelor solide sau a celor coloidale si ca urmare bacteriile trebuie sa produca enzime care sa dizolve aceste substante si astfel sa permita trecerea lor prin membrana celulei .

Problema cea mai dificila este asigurarea cu oxigen a bacteriilor aerobe, stiind ca apa uzata contine doar 0,8 % oxigen. Bacterii aerobe se constituie ca un sistem de filtre biologice si se gasesc in namoluri, care se mai numesc si namoluri active, intru-cat contin aceste bacterii, si care de altfel sunt indispensabile procesului de epurare biologica. In urma proceselor aerobe de oxidare a substantelor organice, care de regula contin oxigen, carbon, hidrogen, azot si mai rar fosfor, se obtin diversi compusi chimici, cum ar fi: CO2 , acid azotic, anhidrida sulfurica, etc. Intrucat apele uzate contin cantitati destul de mari de substante alcaline, au loc reactii cu formare de saruri solubile in apa (carbonati, nitrati, sulfuri etc.). Dioxidul de carbon produs, fie ramane in solutie, fie se degaja in atmosfera.

Bacteriile anaerobe  actioneaza in directia mineralizarii substantelor organice, de regula fenomenul se produce in namolurile rezultate din cadrul proceselor de decantare a apelor uzate. Procesele de descompunere anaeroba au loc in bazinele de fermentare a namolurilor. Daca nu se intervine in procesele de fermentare anaeroba, namolul va avea la inceput un caracter acid, pH-ul fiind cuprins intre 5 si 6 si doar dupa circa 3 - 6 luni namolul devine alcalin, atunci cand are loc asa numita fermentare metanica.

In prima perioada, cea a descompunerii acide, materiile descompuse de catre bacteriile anaerobe sunt zaharul, amidonul, celuloza, precum si compusii solubili ai azotului ( nitriti si nitrati ) . Aceste bacterii iau oxigenul necesar din compusii organici si din compusii azotului. Produsele obtinute in urma descompunerii anaerobe sunt acizi organici volatili ( acetic si butiric ), acidul carbonic, precum si o serie de gaze, cum ar fi gazul metan si hidrogenul sulfurat. Fermentatia acida este influentata puternic de temperatura. Fermentarea metanica are un caracter alcalin. In aceasta perioada sunt descompuse cele mai rezistente substante organice, cum ar fi acizi organici si proteinele. Azotul este transformat  in amoniac si fiindca se distrug acizii organici (acidul acetic) procesul devine complet alcalin.

Acizii grasi formati anterior in prima faza sunt acum descompusi in dioxid de carbon si gaz metan. (Hidrogenul eliberat in urma descompunerii acizilor reactioneaza cu dioxidul de carbon formand metanul). Enzimele, precum si un numar mare de bacterii se acumuleaza in namol si definitiveaza procesul de descompunere a substantelor organice. Dupa aceasta perioada namolul poate fi deshidratat pe platformele de uscare.

Facem precizarea ca in cadrul proceselor aerobe bacteriile care actioneaza asupra compusilor azotului producand oxidarea acestora si transformarea la inceput in nitriti (N2 O3) si ulterior in nitrati (N2 O5) se numesc nitrobacterii sau nitrosmonae, iar procesul se numeste nitrificare. In schimb in cadrul proceselor anaerobe, oxigenul legat de nitrati si nitriti este extras de catre bacterii, procesul se mai numeste si proces de denitrificare.

4. Clasificarea procedeelor de epurare

           

Epurarea apelor uzate au la baza o serie de procese mecanice, fizice, chimice si biologice sau procese combinate, fiecare avand un rol bine precizat. Apele uzate contin materii organice si minerale in suspensie, substante coloidale si in solutie. Aceste substante de fapt constituie sursa principala de hrana pentru bacterii, care trebuie sa realizeze transformarea biochimica a materiilor organice in substante minerale. In acelasi timp insa, unele bacterii prin simpla lor prezenta in apa uzata pot sa constituie un real pericol pentru mediu si om, intrucat pot provoca imbolnaviri grave. Un singur procedeu de epurare nu poate asigura o epurare performanta a apelor uzate si ca urmare toate statiile de epurare utilizeaza metode combinate de epurare.

            In functie de incarcarea apelor uzate cu diverse substante s-au stabilit si recomandat diferite procedee de epurare simple sau combinate. Principalele procedee de tratare a apelor uzate, clasice sau combinate, se pot clasifica in urmatorul mod:

·       Procedee de epurare mecanica;

·       Procedee de epurare mecano-chimica;

·       Procedee de epurare mecano - biologica;

·       Procedee de epurare tertiara;

·       Procedee speciale de epurare;

·       Procedee combinate.

Procedeele prezentate mai sus nu sunt obligatorii, ele se pot combina sau se pot alege variante functie de natura substantelor din apa , gradul de epurare dorit, precum si de legislatia in vigoare care impune anumite restrictii privind nivelul calitativ al procesului de epurare.

 

            Epurarea mecanica este o etapa de inceput si de final a procesului de epurare si are ca principal scop urmatoarele :

·       retinerea corpurilor si suspensiilor mari prin intermediul gratarelor, a sitelor, etc;

·       separarea (flotarea) grasimilor si uleiurilor in separatoarele de grasimi si uleiuri ;

·       sedimentarea particulelor grele din apele uzate in deznisipatoare;

·       decantarea materiilor solide in suspensie, separabile prin decantare, operatie ce se realizeaza in decantoare, sau in cazuri particulare in fose septice, etc;

·       filtrarea apelor uzate inainte de deversarea in emisar;

·       prelucrarea namolurilor rezultate ;

Epurarea mecano-chimica se bazeaza in principal pe actiunea substantelor chimice asupra materiilor solide aflate in suspensie, dar separabile prin decantare si are drept scop urmatoarele :

·       coagularea materiilor solide aflate in suspensie, utilizand instalatii de coagulare (camere de preparare si dozare, camere de amestec si de reactie) ;

·       epurarea mecanica ( conform paragrafului de mai sus ) ;

·       dezinfectarea apelor uzate, realizata in statii de clorinare si bazine de contact, sau prin alte procedee;

Epurarea mecano-biologica se bazeaza pe actiunea comuna a procedeelor mecanice, chimice si biologice si au ca scop, retinerea particulelor in suspensie prin procedee mecanice, urmata de :

·       epurarea naturala a apelor uzate si a namolurilor si care se realizeaza in campuri de irigare si filtrare, iazuri biologice, etc. (proceduri ce se recomanda astazi numai ca treapta superioara de epurare); 

·       epurarea biologica artificiala a apelor uzate si a namolurilor. Pentru apele uzate aceasta operatie se realizeaza in filtre biologice de mare si mica incarcatura, in bazine cu namol activ de mare si mica intindere, filtre biologice scufundate, filtre biologice tip turn, etc.; Tratamentul namolurilor se realizeaza in concentratoare de namol, bazine pentru fermentarea namolurilor, platforme pentru uscarea namolurilor, filtre presa, filtre cu vacuum, centrifuge, incineratoare de namol etc.

Epurarea tertiara este o treapta superioara a epurarii si se aplica apei uzate inainte de evacuarea ei in emisar. Epurarea tertiara este de fapt o epurare punctuala, functie de compozitia apei dupa treapta a doua de epurare si are ca scop cresterea performantelor a statiilor clasice de epurare. De altfel se mai numeste si epurare de finisare. Scopul acestei trepte de epurare este aceea de a scadea concentratia elementelor poluatoare din apa sub limita legala care permite evacuarea apei in emisar.

Procedee speciale de epurare sunt acele procedee care se aplica apei uzate dupa epurarea clasica cu scopul de a elimina unii compusi din apele epurate care dauneaza emisarului si care nu pot fi eliminati prin procedeele clasice.

Din punct de vedere teoretic, in practica industriala retinerea corpurilor  si a suspensiilor mari este cunoscuta sub numele de epurare preliminara.

Indepartarea materiilor solide in suspensie separabile prin decantare, cu sau fara ajutorul substantelor de coagulare, prin flotare, sedimentare, coagulare, este cunoscuta sub denumirea de epurarea primara sau mecanica.  Indepartarea materiilor solide din solutii si in special a celor de natura organica este cunoscuta sub denumirea de epurare secundara sau biologica, iar combinatia intre epurarea primara si cea secundara este cunoscuta sub denumirea de epurare complexa.

Tendinta pe plan mondial este de a se extinde epurarea pana la  epurarea la nivelul epurarii tertiare, precum si aplicarea de procedee speciale de epurare.

Limitele nivelului de performanta a epurarii este dictat de legislatia in vigoare care impune anumite valori limita pentru substantele prezente in apele epurate. In Romania, majoritatea statiilor de epurare functioneaza la parametri calitativi scazuti, iar de epurare tertiara inca nu se pune problema si nici de procedee speciale de epurare pentru apele uzate menajere. Acest lucru este explicat prin lipsa fondurilor necesare pentru modernizarea statiilor de epurare.

Aderarea Romaniei la Comunitatea Europeana impune respectarea de catre Romania a legislatie impuse tuturor tarilor europene. In aceasta situatie Romania trebuie sa faca eforturi deosebite pentru a creste performantele statiilor de epurare si astfel sa se poata incadra in legislatia europeana privind evacuarea apelor epurate in emisari. Avand in vedere faptul ca nu exista inca in Romania statii de epurare care sa se incadreze in performantele cerute de legislatia europeana, efortul tehnic si financiar al Romaniei va fi imens. De altfel in cadrul negocierilor pentru aderarea la Comunitatea Europeana, avand in vedere gravele probleme privind epurarea apelor uzate, Romania a  primit aprobarea Comunitatii Europene de a se prelungii perioada  rezolvarii modernizarii statiilor de epurare in conformitate cu Normele Europene pana in anul 2017.

Programul european din domeniul protectiei apelor prevede nu numai realizarea unui nivel de  performanta in functionarea  statiilor de epurare, dar si rezolvarea problemelor privind canalizarea oraselor si a comunelor, alimentarea cu apa potabila a tuturor localitatilor, protectia calitatii apelor de suprafata si a apelor din panzele freatice, etc.

Pentru a putea analiza performantele unei statii de epurare, sub aspectul eficienta sau a randamentului instalatiilor de epurare s-au stabilit o serie de modalitati de apreciere. Dintre cele mai uzuale metodele de apreciere a modului de functionare a unei statii de epurare sunt acelea, care se bazeaza pe trei indicatori si anume :

·       reducerea cantitatii de substante organice, exprimate prin monitorizarea indicatorului CBO5 ;

·       reducerea cantitatii de materii ramase in suspensie in apa dupa epurare, dar care se mai pot separate;

·       monitorizarea cantitatii de bacterii utile procesului de epurare biologica.

In tabelul 2 este prezentat in mod sintetic eficienta unor procedee si instalatii de epurare. Trebuie mentionat faptul ca valorile din tabel sunt orientative, intrucat eficienta procesului de epurare depinde de numerosi factori, dintre care amintim:

·       supraincarcarea instalatiilor care conduce direct la scaderea eficientei instalatiilor;

·       incarcarea apelor uzate cu materii solide in suspensie separabile prin decantare, care conduce la o eficienta mare a decantoarelor, dar mica pentru epurarea biologica;

·       incarcarea cu apele provenite de la bazinele de fermentare a namolurilor, sau de la platformele de uscare a namolurilor, care reduc calitatea epurarii;

·       variatia mare a debitelor si a incarcarii apelor uzate;

·       patrunderea in apele uzate urbane a apelor industriale ce contin substante toxice, care afecteaza treapta de epurare biologica.

            Eficienta functionarii unor instalatii de epurare             Tabelul 2

Procedee de epurare si tehnologiile aplicate

Eficienta %

CBO5

Materii solide in suspensie



Bacterii

Mecanice :

·        gratare, site, etc.



·        deznisipatoare, decantoare.

Mecano-chimice :

·        instalatii de coagulare + decantare ;

·        instalatii de clorare ( apa bruta sau decantata )

Mecano-biologice naturale :

·        decantoare + campuri de irigare si filtrare, etc.

Mecano-biologice artificiale

·        decantoare primare si secundare + filtre biologice de mare incarcare, etc.

·        idem + filtre biologice de mica incarcare, etc;

·        idem + bazine cu namol activ de mare incarcare, etc;

·        idem + bazine cu namol  activ de mica incarcare, etc.

5 – 10

25 – 40

50 – 85

15 – 30

90 – 95

65 – 90

80 – 95

50 – 75

75 – 95

5 – 20

40 – 70

70 – 90

85 – 95

65 – 92

70 – 92

75 – 85

85 – 95

10 – 20

25 – 75

40 – 80

90 – 95

95 – 98

70 – 90

90 – 95

70 – 90

90 – 98

5. Autoepurarea apelor

Apele uzate epurate intr-o masura mai mare sau mai mica, evacuate in emisari, respectiv cursuri de apa sunt supuse in continuare unor procese de transformare fizica, chimica si biologica asemanatoare celor care actioneaza la mineralizarea substantelor organice in statiile de epurare clasice, dar cu o viteza de desfasurare a proceselor foarte redusa.

            Procesele de dilutie, amestecarea si respectiv mineralizarea apelor contribuie intr-o masura mare la transformarile ce se produc in apele curgatoare ale emisarilor si au in final ca si rezultat autoepurarea apelor uzate, respectiv cresterea calitatii apelor de suprafata.

            Desfasurarea acestui proces de autoepurare, depinde in mare masura de urmatorii factori ;

·       gradul de poluare a apei deversate;

·       temperatura apei;

·       durata de curgere a apei;

·       configuratia albiei raului;

·       debitul raului in raport cu debitul de apa uzata;

·       gradul de oxigenare a apei emisarului;

·       nivelul de calitate a emisarului, etc.

            Autoepurarea, respectiv transformarile ce au loc in sens favorabil calitatii apei au loc in mod natural, apa raurilor contin oxigenul necesar procesului de oxidare a compusilor organici. Cu cat apa este mai oxigenata, respectiv are mai mult oxigen dizolvat, fapt ce depinde de regimul hidrografic, procesele de autoepurare se desfasoara mai profund. Autoepurarea este deci un proces natural fara cheltuieli de investitii.

            Cercetarile realizate in diferite tari au vizat utilizarea autoepurarii pentru imbunatatirea procesului de epurare a statiilor pentru tratarea apelor uzate, avand in vedere ca natura poate lucra eficient si mai ieftin in folosul omului, dar si a naturii. In acest sens in zonele in care a existat teren suficient apa epurata nu a fost trimisa direct in emisar. Apa a fost obligata sa treaca printr-un proces de filtrare biologica naturala in bazine, dau lacuri artificiale  de mari dimensiuni, dupa ce apa a stationat intr-un astfel de  lac cu multa vegetatie o perioada de timp si cand natura a finalizat procesul de epurare. Plantele acvatice, algele si pestii constituie un mediu natural ce poate imbunatatii procesul de epurare si in acelasi timp se poate constitui si ca un indicator de calitate a procesului de epurare. Conditia obligatorie pentru aplicarea acestui procedeu este ca apa epurata si evacuata din statia de epurare sa nu contina substante toxice, intru-cat ar afecta fauna si flora lacului si procesul autoepurare nu s-ar mai desfasura.

         Prin procesul de epurare, asa cum am mai aratat se intelege un ansamblu de procese autonome, de natura fizica, chimica si biologica, care trebuie sa redea apei poluate cu substante organice, minerale, substante in suspensie, coloidale sau substante dizolvate, calitatea initiala.

            Cunoasterea acestui proces, precum si al factorilor care il influenteaza este foarte important pentru protectia cursurilor de apa, pentru ca se poate stabili prin metode stiintifice nivelul maxim al impuritatilor ce se pot deversa in emisari astfel cat apa din emisar sa aiba capacitatea de a se autoepura intr-o perioada relativ scurta de timp si astfel se poate stabili nivelul de epurare ce trebuie realizat in statiile de epurare inainte de deversarea apei procesate in emisar.

            Natura proceselor ce se desfasoara in emisar dupa amestecarea cu apele epurate sunt in principal procese de neutralizare, oxidare, reducere, floculare, sedimentare, etc. Aceste procese se dezvolta mai ales in zona de  evacuare a apelor uzate. Daca apele uzate epurate sunt deversate  in zone cu viteze mici de curgere a apelor, procesele de amestecare intre apele uzate si apele emisarului sunt foarte lente, fapt ce face ca procesele de autoepurare sa se desfasoare foarte lent, astfel ca pe distante foarte mari cursul de apa ramane doar partial epurata.

            La viteze mici ale cursurilor de apa, materiile organice, precum si alte substante in suspensie se depun  pe fundul raului unde se descompun aerob sau anaerob functie de prezenta sau absenta oxigenului. Atat timp cat apa emisarului contine suficient oxigen, procesul de autoepurare se desfasoara in mod normal in sensul ca bacteriile si in general planctonul ce se gaseste in mod natural in apele curgatoare actioneaza asupra substantelor organice, dar si asupra altor substante prezente in apa contribuind la autoepurarea apelor. Ca urmare trebuie sa mentionam faptul ca prezenta planctonului in apa este indispensabila procesului de autoepurare. Prezenta in apele uzate deversate a unor substante toxice poate duce la distrugerea planctonului si ca urmare procesul de autoepurare este mult incetinit.

         Daca se constata prin analize ca, in apa nu este suficient oxigen care sa asigure procesele aerobe de descompunere a substantelor organice se poate realiza o aerare artificiala a apei prin realizarea de obstacole, cascade, stavilare pe cursul apei care sa asigure o amestecare a aerului cu apa si astfel oxigenul din aer se va dizolva in apa.

            Mineralizarea este rezultatul cel mai important al procesului de autoepurare si consta in oxidarea materiilor organice prin procese aerobe si anaerobe intocmai ca si in statiile de epurare. Procesul de oxidare a substantelor organice, respectiv de mineralizare il realizeaza bacteriile. Rezultatul procesului sunt sunt substantele minerale ce se pot depune pe fundul apei sau se pot dizolva in apa.

            Mineralizarea in conditii aerobe se realizeaza fara producere de miros si fara a afecta flora si fauna din ape, apa fiind in general clara. Mineralizarea in conditii anaerobe este mai lenta, apa are un miros neplacut si o culoare inchisa, iar flora si fauna sunt grav afectate, uneori pana la disparitie.

            Procesul de oxidare a substantelor organice este influentat de temperatura, luminozitate si pH. S-a constatat ca procesul de transformare a materiilor organice se desfasoara mai rapid la temperaturi mai ridicate. De exemplu la o crestere a temperaturii apei cu 10 grade, viteza reactiilor de oxidare se dubleaza.

            Luminozitatea influenteaza in mare masura procesele de mineralizare in masura in care sunt implicate procesele de fotosinteza. Dezvoltarea microorganismelor de diferite tipuri in apa este influentat de valoarea pH-lui apei, ca urmare se poate face o corelatie intre valoarea pH-ului apei si natura proceselor ce se desfasoara in apa. 

            6. Evacuarea apelor uzate in emisari

         La deversarea apelor uzate epurate din statiile de epurare in emisari se produce o dilutie a concentratiei apei uzate in diverse substante, ca urmare a amestecului apei epurare cu apa din emisar si care teoretic are o concentratie extrem de mica in substantele chimice continute de apa epurata.



            Gradul de dilutie se defineste ca fiind raportul dintre debitul emisarului Q si debitul apei uzate q :

                    

            Daca amestecarea celor doua lichide nu este completa atunci intervine notiunea de dilutie reala dr , care difera mult de cea teoretica.


            Dupa amestecarea celor doua lichide, concentratia unei anumite substante aflate in apa uzata epurata, fie ca aceste substante sunt in suspensie sau dizolvate, se determina cu relatia :

           

            In aceasta formula avem urmatoarele notatii :

            Cam este concentratia in substanta respectiva a apei dupa amestecare;

            C este concentratia in substanta  respectiva a emisarului;

            c este concentratia in substanta respectiva a apei uzate;  

            Q este debitul minim al emisarului;

            q este debitul maxim al apei uzate.

La calculul dilutiei poate fi folosita formula de mai sus doar in cazul ideal cand avem o amestecare perfecta a celor doua ape. In realitate nu se produce o astfel de amestecare nici dupa un timp indelungat. Gradul de amestecare depinde de mai multi factori cum ar fi regimul de curgere al emisarului, durata procesului, modul de evacuare a apei uzate in emisar etc. Din aceste motive in multe cazuri pe cursul raurilor se realizeaza amenajari pentru dispersia mai rapida a apelor uzate, fapt ce accelereaza procesul de dilutie.

Avand in vedere decalajul mare intre punctul de deversare a apei uzate in emisar si punctul de dilutie teoretic completa, s-a introdus notiunea de dilutie reala notata dr , ce reprezinta gradul de dilutie reala la un moment dat.  Formula de calcul este urmatoarea :

                   


In aceasta formula  “a„ este  un coeficient de amestecare care are valoarea maxima 1 si se poate calcula cu urmatoarea formula (numita formula lui Rozdiler) :

In aceasta formula avem urmatoarele notatii :

L este distanta dintre locul de evacuare a apei uzate in emisar si locul considerat pentru analiza apei;


 este coeficientul ce tine seama de conditiile hidraulice de curgere a apei si se  calculeaza cu formula lui Frolov:

 

In care avem urmatoarele notatii :

 este un coeficient ce tine seama de modul de deversare a apei uzate in emisar (are valoarea 1 pentru deversare la mal, 2,5 pentru deversare in zona de viteza maxima de curgere a apei si 3 pentru deversare prin-un sistem de dispersie;

 este un coeficient de sinuozitate a emisarului si se calculeaza ca si raport dintre lungimea albiei raului si linia dreapta ce uneste punctul de deversare a apei uzate in emisar si punctul considerat;


Dt  este coeficientul de difuzie turbulenta si se calculeaza cu relatia :

                                               

In care avem urmatoarele notatii :

v este viteza medie a cursului apei in zona considerata in [ m / sec ] ;

H este adancimea medie a cursului de apa in zona considerata in [ m ] .


            Pornind de la ecuatia lui Rozdiler a coeficientului de amestec  „a”, se poate determina distanta La , pentru care teoretic vom avea coeficientul de amestecare  „a “= 1 , respectiv vom avea o amestecare totala :

            Daca analizam aceasta relatie se observa ca daca introducem pentru valoarea lui „a” cifra 1, fapt ce inseamna o amestecare totala rezulta pentru lungimea de amestecare La valoarea infinit. De aceea in practica se utilizeaza valori ale lui „a“ cuprinse intre 0,7 si 0,8 si in cazuri deosebite 0,85.

            Datele experimentale au aratat ca distanta  pentru o amestecare practic completa este de ordinul kilometrilor, astfel ca de regula in foarte multe cazuri cand un emisar este poluat cu diverse substante, mai ales substante petroliere care se disting usor cu ochiul liber, de-a lungul emisarilor se observa fasii lungi de ape poluate, fapt ce impune utilizarea instalatiilor de dispersie a poluantilor in emisari. Pe de alta parte, faptul ca unele substante poluatoare raman concentrate in benzi sau fasii la suprafata apei, usureaza procesul de separare a acestor poluanti, in cazul poluarilor accidentale.

            Conditiile evacuarii apelor uzate in emisari, precum si caracteristicile apelor uzate intrate in statia de epurare stau la baza stabilirii schemei de functionare a statiei de epurare, respectiv a dimensionarii instalatiilor care compun ansamblul statiei de epurare. Conditiile deversarii apelor uzate in emisari sunt dictate de cerintele de calitate si debitul  emisarului.

            Pentru stabilirea acestor conditii de evacuare se realizeaza numeroase studii, masuratori  si cercetari care trebuie sa stabileasca calitatea apei emisarului, locul de amplasare a statiei de epurare si sa se determine conditiile hidraulice si topografice din zona de amplasare a statiei de epurare.

            In Ordinul nr.161 din 16 februarie 2006  sunt stabilite si clar definite conditiile de calitate a  apelor de suprafata. Conform acestui standard apele de suprafata sunt clasificate in 5 categorii  dupa urmatoarea ierarhizare:

1.     fitoplancton;

2.     fitobentos;

3.     macrozoobentos;

4.     macrofite/angiosperme;

5.     pesti.

In conformitate cu acest ordin avem urmatoarele stari ecologice pentru rauri si lacuri naturale, stari stabilite pe baza elementelor de calitate biologice, hidromorfologice, chimice si fizico-chimice:

·       Foarte buna , categoria I ; sunt incluse in aceasta categorie apele de suprafata nepoluate, ce pot fi folosite pentru: alimentarea cu apa potabila a localitatilor, alimentarea cu ape a unor procese tehnologice, apa utilizata la irigatii, pentru stranduri, amenajari piscicole pentru salmonide;

·       Buna, categoria II ; sunt incluse apele de suprafata putin poluate, care nu contin substante toxice si care se pot utiliza pentru amenajari piscicole, pentru alimentarea unor procese industriale, scopuri de agrement. Obtinerea de apa potabila din aceasta categorie de apa se poate face, dar cu costuri ridicate si nu se obtine o apa de foarte buna calitate;

·       Moderata, categoria  III ; sunt incluse apele de suprafata poluate, dar care nu contin substante toxice si ca urmare se folosesc pentru alimentarea cu apa a sistemelor de irigatii si  in procese tehnologice industriale, ca ape de racire.

·       Slaba, categoria  IV; sunt incluse apele de suprafata puternic poluate, care nu contin substante toxice si ca urmare se folosesc doar ca ape de racire.

·       Proasta, categoria  V; sunt incluse apele de suprafata extrem de poluate si care contin cantitati mari de substante toxice si nu pot sa aiba nici o utilizare fara un tratament de epurare.

Functie de categoria de apa, standardul precizeaza valorile limita pentru prezenta unor substante in aceste ape, cum sunt : amoniacul, nitrati, nitriti, cianuri, cloruri, crom, cupru, fier, flor, mercur, plimb, mercur, precum si alte substante toxice, precum si alte caracteristici ale acestor ape cum sunt: culoarea, mirosul, turbiditatea, radioactivitatea, pH-ul (ce trebuie sa fie cuprins intre valorile 6,5 – 8,5), etc.

            Avand in vedere aceste considerente se poate discuta de gradul de epurare a apei uzate ce trebuie realizata intr-o statia de epurare, astfel ca apa uzata si epurata si apoi deversata in emisar, sa nu ii schimbe categoria de apa.

Deci daca la intrarea in oras un rau are o calitate a apei I, si dupa statia de epurare a orasului categoria de apa trebuie sa ramana tot 1.  Acest lucru schimba radical modul de gandire in proiectarea si modernizarea  statiilor de epurare care astfel trebuie sa fie mult mai performante.

In Ordonanta de Urgenta nr.152 din 10 noiembrie 2005 privind prevenirea si controlul integrat al poluarii se precizeaza necesitatea indeplinirii in termen a obligatiilor asumate de Romania in cadrul procesului de negociere cu Comisia Europeana, aferente capitolului 22 Protectia Mediului si a obligatiilor prevazute in Tratatul de Aderare la Uniunea Europeana .

Gradul de epurare se defineste ca fiind eficienta realizata de catre statia de epurare in reducerea procentuala, ca urmare a procesului de epurare, a unei parti din substanta continuta de apa uzata.    Conform definitiei de mai sus,

gradul de epurare se stabileste cu relatia :


In aceasta formula avem urmatoarele notatii :

M este concentratia initiala a substantei analizate;

m este concentratia limita admisa  pentru aceeasi substanta dupa epurare tinand seama de faptul ca prin deversare in emisar, apa emisarului trebuie sa se incadreze in prevederile legislatiei europene sub aspectul calitatii.

De regula se stabileste gradul de epurare pentru urmatoarelor caracteristici principale ale apelor: substante organice, suspensii, nitriti , nitrati, CBO5 , O2 , pH-ul, substante toxice, precum si altele.

        








Politica de confidentialitate

.com Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.


Proiecte

vezi toate proiectele
 PROIECT DE LECTIE Clasa: I Matematica - Adunarea si scaderea numerelor naturale de la 0 la 30, fara trecere peste ordin
 Proiect didactic Grupa: mijlocie - Consolidarea mersului in echilibru pe o linie trasata pe sol (30 cm)
 Redresor electronic automat pentru incarcarea bateriilor auto - proiect atestat
 Proiectarea instalatiilor de alimentare ale motoarelor cu aprindere prin scanteie cu carburator

Lucrari de diploma

vezi toate lucrarile de diploma
 Lucrare de diploma - eritrodermia psoriazica
 ACTIUNEA DIPLOMATICA A ROMANIEI LA CONFERINTA DE PACE DE LA PARIS (1946-1947)
 Proiect diploma Finante Banci - REALIZAREA INSPECTIEI FISCALE LA O SOCIETATE COMERCIALA
 Lucrare de diploma managementul firmei “diagnosticul si evaluarea firmei”

Lucrari licenta

vezi toate lucrarile de licenta
 CONTABILITATEA FINANCIARA TESTE GRILA LICENTA
 LUCRARE DE LICENTA - FACULTATEA DE EDUCATIE FIZICA SI SPORT
 Lucrare de licenta stiintele naturii siecologie - 'surse de poluare a clisurii dunarii”
 LUCRARE DE LICENTA - Gestiunea stocurilor de materii prime si materiale

Lucrari doctorat

vezi toate lucrarile de doctorat
 Doctorat - Modele dinamice de simulare ale accidentelor rutiere produse intre autovehicul si pieton
 Diagnosticul ecografic in unele afectiuni gastroduodenale si hepatobiliare la animalele de companie - TEZA DE DOCTORAT
 LUCRARE DE DOCTORAT ZOOTEHNIE - AMELIORARE - Estimarea valorii economice a caracterelor din obiectivul ameliorarii intr-o linie materna de porcine

Proiecte de atestat

vezi toate proiectele de atestat
 Proiect atestat informatica- Tehnician operator tehnica de calcul - Unitati de Stocare
 LUCRARE DE ATESTAT ELECTRONIST - TEHNICA DE CALCUL - Placa de baza
 ATESTAT PROFESIONAL LA INFORMATICA - programare FoxPro for Windows
 Proiect atestat tehnician in turism - carnaval la venezia






Termeni si conditii
Contact
Creeaza si tu