Creeaza.com - informatii profesionale despre


Simplitatea lucrurilor complicate - Referate profesionale unice



Acasa » legislatie » administratie » ecologie mediu
Lucrare de licenta ingineria mediului - studiul utilizarii polielectrolitilor in procesul de coagulare al apelor de suprafata

Lucrare de licenta ingineria mediului - studiul utilizarii polielectrolitilor in procesul de coagulare al apelor de suprafata



UNIVERSITATEA DE  STIINTE AGRICOLE A BANATULUI TIMISOARA

FACULTATEA DE AGRICULTURA

SPECIALIZAREA  INGINERIA  MEDIULUI

LUCRARE  DE LICENTA

TEMA REFERATULUI:


STUDIUL UTILIZARII POLIELECTROLITILOR

IN PROCESUL DE COAGULARE

AL   APELOR  DE SUPRAFATA

 

„Stiinta consta in a grupa faptele

in asa fel incat din ele sa poata fi extrase legi generale sau concluzii.”

Charles Darwin

OBIECTIVE

Ø         Stabilirea dozei optime de coagulant

Ø         Stabilirea dozei optime de polielectrolit

Ø         Stabilirea timpului optim de adaugare al polielectrolitului

Ø         Stabilirea procentului de reducere a dozei de coagulant pentru doza de polielectrolit stabilita

 

 

 

 

 

 

 

 

I.INTRODUCERE

I.1. Apele de suprafata

Fig. I.1.

Numim planeta noastra PAMANTUL, si tot asa numim si suprafetele de uscat, de parca ele ar fi predominante. In realitate pe Terra marile si oceanele ocupa 70,8% din suprafata: 361200000 km2, adica de 36 de ori mai mult decat suprafata Europei. 'Uscatul' insa - continentele si insulele - nu sunt deloc uscate. gheturile acopera 1.600.000 km2, lacurile circa 2.000.000 km2. Iar suprafata raurilor nici nu o stim, pentru ca e variabila. Mlastinile ocupa si ele 2700000 km2. Mai mult, o parte din 'uscat' e acoperit temporar cu zapada - in medie 61.000.000 km2 (75.000.000 in emisfera nordica, in timpul iernii boreale, si 18.000.000 in emisfera sudica, in timpul iernii australe). Aceasta inseamna ca si din 'uscatul' planetei de fapt mai mult de jumatate e acoperit cu apa (in forma solida sau lichida). De aceea, planeta noastra e numita oarecum impropriu PAMANT, fiind de fapt mai degraba o PLANETA A APELOR.

Cea mai mare parte din apa de pe Terra e apa de suprafata. Pe noi ca oameni ne intereseaza mai ales apa dulce, si in particular apa potabila. Totusi aceasta se obtine de cele mai multe ori din ape dulci de suprafata. De aceea este regretabila tendinta oamenilor de a acorda cea mai mare parte a atentiei lor apei potabile cu neglijarea apelor de suprafata. Intre ele si cele subterane exista numeroase legaturi, iar apa potabila se obtine frecvent tot din apa de suprafata. In plus, o multitudine de alte utilizari ale apei in colectivitatile umane se bazeaza pe apele de suprafata, ceea ce impune sa li se acorde importanta cuvenita.

I.2. Privire generala asupra apelor de suprafata

Fig. I.2.

Apele dulci de suprafata reprezinta majoritatea rezervei de apa dulce lichida. Ele formeaza reteaua hidrografica, fara de care peisajul geografic ne-ar fi multora de neconceput. Morfologic, ele fac impresia unui sistem vascular al pamantului, ceea ce in anumite privinte si sunt.

Clasificare si caracteristici.

Apele de suprafata se clasifica in ape statatoare (mari si oceane, lacuri etc.), ape curgatoare (izvor - parau - rau - fluviu) si ape stagnante. Distingem lacuri naturale si lacuri artificiale, cursuri de apa naturale, modificate artificial / regularizate sau construite artificial (canale).

Apele dulci de suprafata difera dupa foarte multe caracteristici: debitul si variatiile sale (la cele curgatoare), temperatura, concentratia si natura substantelor dizolvate sau aflate in suspensie, continutul biologic si microbiologic etc., fiecare masa de apa lichida cu albia ei si vietuitoarele din ea fiind un ecosistem distinct. Totodata, apele dulci de suprafata au si numeroase caractere comune: Spre deosebire de cele subterane, ele sunt de regula mai putin mineralizate, mai bogate in elemente biologice, mai influentabile de catre alti factori (naturali si antropici), mai usor poluabile, mai putin stabile in caracteristici, dar totodata au si capacitati mai crescute de a-si automentine calitatea.

Utilizare de catre oameni

Apele dulci de suprafata sunt folosite in situ (navigatie, imbaiere, sporturi nautice, piscicultura, hidroenergetica etc.), dar mai ales captate si folosite ex situ pentru nevoile cele mai diverse - pentru potabilizare, in industrie, transporturi, agricultura etc. Neadmisa oficial, utilizarea directa in scop potabil nu este o raritate. Din diversele utilizari, cruciala pentru oameni ramane satisfacerea nevoilor populatiei, fiind interzisa prin lege limitarea accesului ei in detrimentul altor folosinte. La fel de importanta ar trebui sa devina si asigurarea apei necesare vietii salbatice. In Romania, apele de suprafata constituie sursa majora pentru necesitatile umane, inclusiv pentru apa potabila.

Elemente de mecanica fluidelor

Hidrologia, fizica si matematica isi dau intalnire in disciplina pe care o numim mecanica fluidelor si care permite o analiza, explicare, calculare si prognozare a comportamentului apei lichide in variate imprejurari, fara de care ar fi greu de conceput studiul si managementul modern al raurilor si mai ales proiectarea si exploatarea de baraje, canale, aductiuni de ape si nici, la scara dimensionala mai mica, retele de conducte de alimentare cu apa sau canalizare, pompe, apometre si alte instalatii si aparate in legatura cu apa.

Dintre proprietatile fizice ale fluidelor sunt importante densitatea, greutatea specifica, compresibilitatea, vascozitatea, presiunea vaporilor (de saturatie, sau mai mare sau mai mica, ducand la condensare respectiv evaporare), tensiunea superficiala. S-au definit si se folosesc in practica parametri adimensionali cum sunt Numarul lui Reynolds, Numarul lui Froude si Numarul lui Weber.

In cadrul staticii fluidelor sunt importante notiunile de presiune, presiune hidrostatica, centru de presiune, principiul lui Arhimede, centrul de plutire, echilibru stabil, instabil sau neutru la plutire etc.

Dinamica fluidelor este o stiinta foarte vasta. Sunt importante notiunile de viteza, debit, curgerea uniforma sau neuniforma, laminara si turbulenta, separatia, ecuatia de continuitate, cea de moment si cea de energie pentru curgere, rezistenta, strat marginal, ecuatiile Darcy-Weisbach si Colebrook-White, diagrama Moody, formula Hazen-Williams, metoda Cross-Doland, ecuatiile DuBoys, Chezy, Manning, Lacey, Inglis, Bose, Kalinske, Einstein, Meyer-Peter, Bagnold, Colby, salt hidraulic, profile de curgere, formula Francis etc. etc.

Sutele de formule de calcul si metode matematice avansate permit modelarea si calcularea unei mari varietati de probleme de statica si dinamica a apei, cu largi aplicatii: Aparate de masura a debitului, pompe, proiectarea de conducte si retele, reductoare de presiune etc. De asemenea se pot calcula curgerile si fenomenele ce apar in conducte, canale si chiar in rauri cu diverse caracteristici ale albiei, cu metode pentru estimat sedimentarea sau eroziunea, valurile, modificarea formei albiei (meandre etc.), curgerea in jurul diverselor obstacole, contracurenti etc. etc.

Hidrologia se foloseste mult de matematici, de analiza statistica si probabilistica (de frecventa, de regresie si corelatie, de varianta, covarianta si serii temporale.)

Fig. I.3.

 

Principalele ape dulci de suprafata: raurile si lacurile

 

Fig. I.4.

· Raurile

Cele mai mari 15 rauri duc 1/3 din scurgerea globala de apa pe continente. Cel mai lung e Nilul iar debitul cel mai mare il are Amazonul.

Curgerea raurilor este foarte diferita in functie de panta, configuratia albiei (rugozitate, forma, adancime etc.) si de alti factori. Viteza de parcurs variaza pe diversele sectiuni si este importanta de cunoscut, mai ales pentru a putea prezice pozitia la un moment dat a unei unde de viitura sau de poluare. Aceste lucruri se deduc prin analizarea datelor hidrologice (debit) si de calitate a apei in diversele puncte ale unui rau, date din care se poate observa viteza de inaintare a unei anume mase de apa mai voluminoase sau cu o anume compozitie distincta (de exemplu o unda de poluare) intre doua sectiuni de control. Modele de curgere se pot stabili si experimental prin marcarea apei cu trasori cum sunt colorantii (fluoresceina) sau trasorii radioactivi. Cunoscand bine morfologia albiei si alte elemente se pot face si modelari teoretice, dar de obicei albia unui rau are o complexitate prea ridicata pentru a permite o modelare teoretica a curgerii a carei rezultate sa fie utile practic, cu exceptia unor portiuni scurte sau a raurilor mari si lente.

In cadrul aceluiasi rau, apa nu curge cu viteza uniforma, ci lent spre fund si maluri si mai rapid spre suprafata si mijloc. Dar de regula curgerea nu e laminara ci turbulenta iar variatiile de panta, latime, adancime a albiei, pragurile si obstacolele si alti factori determina o curgere de mare complexitate si variabilitate, incluzand vartejuri, bulboane, zone de contracurent sau cvasistationare alternand cu repezisuri. Acest fapt la randul sau determina o variatie spatiala si temporala a albiei raului si curgerii apei. Toate aceste au o mare importanta pentru autoepurarea apei si pentru calitatea ecologica, oferind habitate variate in cadrul aceluiasi rau, ceea ce este esential pentru biodiversitate.

O molecula de apa face in unele rauri zile sau saptamani, dar in Nil drumul ei spre mare poate dura un an. Daca pe parcurs intalneste un lac, molecula de apa poate fi 'intarziata' mult, de la zile sau saptamani pana la secole intregi in lacuri mari precum Tanganyka sau Superior.

Raurile cu curgere rapida si turbulenta duc la un continuu amestec al apei si deci la o compozitie relativ uniforma. La raurile mari si lente amestecul se face mai putin. Astfel, apele Amazonului si ale lui Rio Negro sunt in continuare separate chiar la mai multe sute de kilometri aval de confluenta, la fel si cele ale lui Mississippi cu Missouri! In lacuri de asemenea nu se tinde oriunde spre uniformizare si exista gradiente persistente in echilibru dinamic, nu doar pe verticala, ci si pe orizontala, de la o zona la alta, chiar daca exista curenti. Acest factor are mare importanta in prelevarea de probe de apa, unde supraestimarea uniformitatii poate duce la falsificarea rezultatelor.

Raul este un sistem dinamic, a carui morfologie e normal sa sufere anumite modificari in timp, atat ca si configuratie interna a albiei minore, cat si c modificare a traiectului albiei, prin migrarea meandrelor si alte fenomene.

Fitoplanctonul in rauri exista mult mai mult de cat se credea si e de origine chiar din rau daca acesta e destul de lung sau lent sau cu destul golfuri, nise de contracurent etc. Pana la inceputul anilor '90 subiectul a fost sistematic neglijat, considerandu-se ca fitoplanctonul din rauri e nerelevant deoarece daca exista e adus din lacuri si nu autohton.

In rauri, in spatele obstacolelor (bolovani, picioare de pod, arbori etc.) apar vartejuri, contracurenti etc. car sunt de fapt microretentii de apa care, insumate, dovedesc ca intr-un rau putem avea de fapt un important procent de apa stagnanta si nu 'curgatoare' dupa modelul clasic. Evaluari cantitative direct s-au putut face numai relativ recent, cu ajutorul teledetectiei termice, deoarece apa din microretentii e mai calda ca cea ce curge normal pe rau. Aceste rezultate influenteaza predictia evolutiei concentratiei unor poluanti sau a posibilitatilor de productivitate biologica a unui rau. De asemenea trebuie luat in calcul hyporheosul, zona de sub fundul apei unde sunt multe vietuitoare acvatice ce traiesc continuu sau doar temporar in sedimente.

De la izvoare spre aval, raurile isi modifica treptat caracteristicile de curgere, configuratia albiei si calitatea apei. Corespunzator variaza si structura biocenozelor. Pentru pesti putem distinge in zona noastra geografica pe un rau portiuni de dominanta a unei specii sau asocieri: zona fantanelului; zona pastravului (specii insotitoare: boistean, grindel, zlavoaca); zona lipanului si moioagei (specii insotitoare: lostrita, clean dungat) etc.

· Lacurile

Lacurile sunt ape statatoare si se impart in naturale si artificiale. Cele naturale sunt majoritatea situate intr-o depresiune naturala inchisa a scoartei pamantului, dar exista si lacuri de alta origine, cum sunt cele de baraj natural, sau in cratere vulcanice etc. Majoritatea sunt lacuri cu apa dulce, insa exista multe cu apa sarata, mai ales in zone aride, dar si in alte imprejurari cum sunt foste saline inundate, golfuri marine ce au fost separate de mare etc. Unele lacuri sunt alimentate de rauri sau paraie / izvoare, altele aparent numai de precipitatii si eventual izvoare submerse. Unele au scurgere prin rauri sau chiar fluvii, altele sunt lipsite de scurgere. Majoritatea lacurilor sunt permanente, dar exista si numeroase lacuri temporare in zone carstice sau aride, unele de foarte mari dimensiuni cum sunt lacul Erie din Australia, pe care geografii voiau sa il stearga de pe harti caci nu avusese apa multe decenii dar brusc s-a reumplut dupa ploi puternice.

Suprafata totala a lacurilor este de circa 2,7 milioane km2, adica aproximativ 1,8% din suprafata uscatului). Cel mai mare lac este Marea Caspica, cu 400.000 km2 (dar cu apa sarata si considerata de unii ca fiind o mare, chiar daca nu are legatura cu oceanul planetar) Urmeaza ca marime lacul Superior (80.000 km2), apoi lacul Victoria si alte circa 30 de lacuri cu peste 5000 km2. Cel mai adanc lac este lacul Baikal, , ce atinge 1620 metri profunzime, fiind cel mai mare rezervor de apa dulce lichida de pe Terra.

Lacurile artificiale sunt in marea lor majoritate lacuri de acumulare create prin bararea vailor cu baraje de beton sau anrocamente, creand in spatele lor lacuri de acumulare. Primul baraj se pare ca a fost construit in Egipt acum peste 5000 de ani. La nivelul anului 1982, numarul de mari lacuri de acumulare era de: peste 18.500 in China, peste 5300 in SUA; peste 2100 in Japonia, peste 1000 in India, peste 690 in Spania, peste 600 in Coreea, peste 580 in Canada, peste 520 in Marea Britanie, peste 490 in Brazilia, 432 in Franta, 408 in Italia, 219 in Norvegia, 184 Germania, 142 Cehoslovacia, 134 Suedia, 130 Elvetia, 114 Yugoslavia, 112 Austria, 108 Bulgaria. Principala folosinta pentru majoritatea acumularilor este cea hidroenergetica. Hidrocentralele sunt de diverse tipuri, determinate mai ales de caracteristicile de debit si cadere. Astfel, turbinele tip Pelton se folosesc la debite reduse cu caderi mari de apa, cele tip Francis la caderi medii dar debite medii sau meri, cele tip Kaplan la caderi mici sau debite oscilante Exista si turbine tubulare, turbine reversibile (ce pot functiona si ca pompe) iar pentru stocare de energie se construiesc hidrocentrale prin pompaj.

O teorie clasica sustinea ca un lac este o formatiune efemera la scara erelor geologice, ca evolutia lui naturala este din punct de vedere biologic spre eutrofizare iar din punct de vedere hidrografic spre colmatare si disparitie, prin afluxul de sedimente (rauri, vant, erodarea malurilor.) si prin depunerea de substante organice din 'ploaia biologica'. Totusi se constata ca intr-adevar lacurile eutrofe, politrofe sau hipertrofe merg rapid spre colmatare, pe cand cele oligotrofe nu au depuneri semnificative pe fund de la procesele biologice. Si nu in toate lacurile exista aport exogen ridicat de material care sa se sedimenteze, astfel ca unele lacuri sunt practic nemodificate de milioane de ani.

In secolul XX toate marile lacuri fara scurgere din lume si-au redus nivelul (Marea Caspica, Marea Aral, Marele Lac Sarat, Marea Moarta etc.). Cauza este prelevarea de mari cantitati de apa pentru irigatii dar si o aridizare a climei.

I.3. Factori determinanti ai calitatii apelor de suprafata

Factori ce influenteaza calitatea apelor de suprafata

Calitatea apei este influentata de factori antropici si naturali.

Apele meteorice aduc gaze dizolvate din atmosfera, naturale sau provenite din poluarea aerului, particule de praf, pulberi si particule radioactive, materiale antrenate in cursul siroirii pe suprafata solului, cum sunt frunze, ierburi si alte materiale vegetale in toate fazele posibile de biodegradare, bacterii, argile, insecticide si erbicide, substante organice solubile extrase din vegetatia in putrefactie etc.

Utilizarile casnice ale apelor aduc aport de material organic nedegradat ex. gunoi menajer, grasimi etc. , material organic partial degradat cum ar fi materiale fecale trecute partial sau deloc prin proces de epurare, bacterii inclusiv patogene, virusuri, oua de viermi, hartie, plastic, detergenti etc.

Utilizarea industriala genereaza un input de materiale organice biodegradabile, solide anorganice, reziduuri chimice extrem de diverse, ioni de metale.

Folosintele agricole aduc in apele de suprafata cantitati suplimentare de saruri si ioni, resturi de ingrasaminte chimice, insecticide si ierbicide, particule de sol, detritus organic.

Utilizarile consumptive de apa reduc debitele si implicit maresc concentratiile de solide dizolvate sau in suspensie.

 

Variatia spatio-temporala a calitatii apelor de suprafata

Calitatea apei nu ramane constanta in timp, ci poate sa varieze din cauza multor factori, fie produsi de om (factori antropici), fie de origine naturala (dintre care evident la unii are si omul o contributie).

·  Factori antropici

Factori antropici de variatie spatio-temporala a calitatii apelor de suprafata sunt in primul rand poluarile antropice accidentale, dar si descarcarea discontinua de ape uzate ce produce variatii-soc de concentratie a poluantului, greu de suportat pentru vietuitoarele acvatice.

Irigatiile determina debite de reintoarcere (cu incarcare specifica) numai in perioada de irigare a culturii in cauza. Fabricile de conserve de legume de regula functioneaza (si deci polueaza) sezonier. Apele fecaloid-menajere neepurate ajung in emisar in cantitati crescute la anumite ore, corespunzator programului locuitorilor. Apele uzate industriale adesea se genereaza in perioadele de activitate a fabricii (cu exceptia celor unde se lucreaza in 3 schimburi), iar detergenti si alte substante se antreneaza la sfarsit de schimb sau in pauze cand se fac spalari etc.

· Factori naturali

Conditiile climatice: Apele din topirea zapezii sunt noroioase, moi, cu continut bacterian ridicat. Apele in perioade de seceta sau din zone aride sunt dure si cu continut mineral inalt, semanand cu apele subterane. Apele la inundatii sunt noroioase si adesea au antrenat o multitudine de compusi diversi. Radiatia solara, vanturile, variatia de temperatura si ciclul inghet-dezghet, ataca si sfarama rocile dure, generand astfel si particule antrenabile de ape ca suspensii.

Conditiile geografice: Apele de munte, cu curgere rapida, difera de cele de ses ca putere de transport, gradient, acoperire a albiei etc. In apropierea marii, vantul aduce cantitati importante de saruri ce ajung apoi in ape determinand salinitate crescuta.

Conditii geologice: Solurile argiloase produc noroi. Cele organice si mlastinile produc coloratie. Terenurile cultivate dau particule de sol, ingrasaminte, ierbicide si insecticide. Rocile fisurate sau fracturate permit intrarea in apele subterane a bacteriilor, suspensiilor etc. Continutul mineral depinde de roci, atat cantitativ cat si calitativ. Astfel, capacitatea relativa de dezagregare a apei este de 1 pentru granit, 12 pentru calcar si 80 pentru sare! Prezenta activitatii hidrotermale sau vulcanice poate duce la mari poluari 'naturale', caci unele ape vulcanice au aciditate extrema ( lacul Kawah Idjen din insula Java, cu pH 1,5 !). La fel de mari influente pot avea alunecarile de teren, cedarea brusca a ghetarilor sau domurilor de sare sau alte asemenea evenimente catastrofice naturale ce duc la descarcarea brusca de ape cu mare continut salin sau de suspensii.

Vegetatia: Vegetatia ataca prin radacini (mecanic) si prin mecanisme biochimice roca dura, generand astfel si particule antrenabile de ape ca suspensii. In plus produce frunzis si alte resturi vegetale, care cad direct in ape sau sunt antrenate de vant sau viituri. Vegetatia acvatica influenteaza si ea calitatea apei: Procesele biochimice productive sau de degradative regleaza adesea cantitatea de azot si fosfor, pH-ul, carbonatii, oxigenul dizolvat si alte substante din apa. Acest control este pregnant in lacuri dar poate sa se manifeste si in rauri.

Anotimpul: Toamna in ape e antrenat frunzis si alte resturi vegetale, modificandu-se culoarea, gustul, continutul bacterian si cantitatea de carbon organic si azot din ape. Sezonul mai uscat determina cresterea concentratiilor de saruri. Organismele acvatice se dezvolta si ele sezonier. Amestecul apei din lacuri se produce sezonier. Inundatiile sunt si ele de regula sezoniere, la fel si perioadele secetoase, cu debite reduse.

Variatia diurna: Ziua algele din apa produc oxigen, noaptea consuma. Concentratia de oxigen dizolvat prin urmare variaza si ea intr-o anumita masura.

Practicile manageriale cu privire la resursele naturale: Terenurile suprapasunate sau denudate sunt susceptibile la eroziune Padurile mult mai putin, dar sunt sursa de detritus organic, ca si mlastinile.

· Variatia naturala in spatiu a calitatii apelor de suprafata

Ca urmare a acestor factori majori si a altora, calitatea apei din rauri este variabila in spatiu. Diferentele pot fi mari in raurile cu bazin mic, deoarece un singur factor din cei amintiti poate modifica major calitatea apei. La rauri cu bazin de sub 100 km2 variatiile diversilor parametri ating adesea magnitudini de mai multe ordine de marime, pe cand in cazul raurilor cu bazin hidrografic mai mare, de peste 100 km2, calitatea este mult mai constanta, variatiile fiind de regula cu maxim un ordin de marime pentru fiecare parametru chimic. Pe baza ordinii concentratiilor ionilor majori, putem clasifica apa raurilor in 24 de grupe. Raurile mari insa curg prin regiuni variate din punct de vedere geologic si se produce un amestec al diverselor tipuri de ape, incat nu se mai pot face asemenea diferentieri si avem in final un singur tip de apa. In peste 97% din cazuri apa pe care o varsa raurile in oceane este apa calcico-bicarbonatata.

In concluzie, nu orice apa naturala nepoluata antropic este utilizabila pentru consum uman, neexistand o apa naturala 'standard' fata de care sa le consideram pe altele ca 'poluate natural' desi conceptia antropocentrista a facut sa apara si un asemenea termen, relevant numai pentru utilizare apei de catre om si nu pentru intelegerea apei in ansamblu. Oricum, in aproape in toate apele exista viata care s-a adaptat conditiilor respective. Nu acelasi lucru se poate spune despre apele cu calitati modificate de om.

· Variatia naturala in timp a calitatii apelor de suprafata

De asemenea, variatia calitatii apei din cauze naturale poate fi semnificativa si in timp, periodica sau neperiodica, de cauza biotica sau abiotica, interna sau externa acelei mase de apa. Variatiile depind mult de regimul hidrologic al respectivei ape de suprafata si de originea si comportarea fizico-chimico-biologica a diversilor constituenti.

Pentru rauri, variabilitatea temporala cea mai mare si tipica este cea a debitului. Aceasta variatie determina importante variatii ale concentratiei de ioni si alte substante dizolvate transportate. Primul gand ar fi ca un debit mai mare duce la concentratii mai mici, prin dilutie. In practica lucrurile sunt mult mai complexe, putandu-se distinge 7 modele.

Primul model este intr-adevar scaderea concentratiei odata cu cresterea debitului, prin dilutie, si se verifica de regula pentru principalii ioni. Un alt doilea model este o crestere limitata a concentratiei odata cu cresterea debitului. Acest lucru se intampla pentru materiale organice si compusii de azot pe care apele de siroire ii spala de pe sol si ii duc in rau. Un al treilea model de corelatie este o curba pesudogaussiana, cu un maxim atins la varful de viitura, prin dilutie. Al patrulea model este cresterea exponentiala a concentratiei suspensiilor si a substantelor atasate acestora, cum sunt metalele si pesticidele. Al cincilea model este unul de tip bucla, ce apare la inundatii, unde maximul de turbiditate este atins inaintea maximului de debit. Al saselea model este concentratia cvasiconstanta in ciuda cresterii debitului, si se verifica in caz ca apa din rau are provenienta predominant subterana, ca in regiunile carstice, sau daca alimentarea se face dintr-un lac sau daca substantele in cauza au origine atmosferica. Al saptelea model de evolutie este o comportare neregulata a concentratiei, fara clara corelare cu debitul, ce se verifica in cazul aporturilor externe intamplatoare sau a fenomenelor biologice variabile din apa nelegate de debit ci de alti factori cum e ciclul nictemeral (noapte / zi).

In lacuri, daca timpul de rezidenta a apei este de peste un an, majoritatea variatiilor in timp a calitatii apei au ca si cauza procesele interne, determinate climatic si biologic. In regiunile temperate, biomasa algala atinge de regula un maxim in mai si eventual un nou maxim la sfarsitul verii. Concordant variaza si parametri cum sunt oxigenul dizolvat, nutrientii, pH-ul, calciul si bicarbonatul. In lacurile de acumulare, datorita timpului de rezidenta scurt al apei si a variabilitatii descarcarii de debite de apa din lac, evolutiile sunt mai complexe.

Sedimentele de pe fundul lacurilor sunt un excelent martor al calitatii apei, inregistrand fidel de-a lungul mileniilor evolutiile, inclusiv evenimente catastrofice precum inundatii exceptionale, poluari de la eruptii vulcanice etc.

Pe baza acestor factori se poate modela si intelege modul de evolutie a concentratiei poluantilor si altor substante in ape, prezentat mai pe larg in capitolul 'Poluare apelor de suprafata'.

Influenta compozitiei naturale a apei asupra folosintelor ei

Apele de suprafata pot avea compozitie variabila si fara a fi 'poluate' de om. Principalele substante ce se gasesc in mod natural dizolvate in apa au si influenta considerabila asupra calitatii ei si a posibilelor folosinte umane, lucru de care trebuie tinut cont inainte de a analiza nivelul si impactul poluantilor de origine antropica. Cele mai frecvente substante prezente naturale in ape si care influenteaza calitatea si utilizarile posibile sunt:

Silicea (bioxid de siliciu - SiO2) are concentratii de obicei de la 1 la 30 mg / litru, dar au fost gasite ape si cu 4000 mg / litru! In prezenta calciului si magneziului, se depune in boilere si turbine de abur, precipitatul e foarte aderent si creaza probleme mari de utilizare a apei. In schimb la ape moi se adauga silice pentru a preveni corodarea tevilor de fier.

Fierul se gaseste de regula in concentratii de sub 0,5 mg / litru in ape oxigenate, dar la ape subterane urca des spre 50 mg /l. La ape acide termale, ape de mina si ape uzate industriale s-au gasit concentratii de 6000 mg /litru. La ape bine aerate la concentratie de peste 0,1 mg / litru precipita, cauzand turbiditate, ruginire, patarea hainelor la spalat, modificand gustul si mirosul. Peste 0,2 mg / litru face ca apa sa fie improprie majoritatii folosintelor industriale. Frecvent se practica din aceste motiv deferizarea apei. El nu afecteaza sanatatea. Frecvent exisa in organismul uman un deficit. Absorbtia intestinala e foarte diferita.

Manganul apare de regula in concentratii de sub 0,2 mg / litru. Apa subterana si apele de mina contin uneori peste 10 mg / litru iar apele din lacurile de acumulare care au suferit fenomenul de inversare (turn-over sezonier) pot ajunge la peste 150 mg/ litru. La concentratii de peste 0,2 mg / litru, in prezenta oxigenului, precipita , cauzand depuneri in retele de distributie a apei si filtre. Peste 0,2 mg / litru face ca apa sa fie problematica pentru multe folosinte industriale. De aceea se practica uneori demanganizarea apei. Este esential pentru viata. Omul necesita 1,5 - 5 mg / zi. Nu este toxic.

Calciul ajunge uneori in rauri la 600 mg / litru, dar in ape foarte sarate poate atinge 75000 mg / litru. El nu afecteaza sanatatea dar prin duritatea crescuta poate afecta conductele, spalatul, poate afecta gustul alimentelor de exemplu ceaiul, cafeaua etc.

Magneziul ajunge uneori in unele rauri la mai multe sute mg / litru, in apa marii sunt peste 1000 mg / litru in ape foarte sarate poate atinge 57000 mg / litru. Calciul si magneziul se combina cu bicarbonatul, carbonatul, sulfatul si silicea si se depun ca 'piatra' aderenta in boilere, calorifere si alte asemenea. In plus ionii de calciu si magneziu se combina cu acizii grasi din sapunuri si reduc puterea de spalare a acestora, fiind necesare cantitati mult mai mari de sapun pentru a face clabuci si a spala. Magneziul in concentratii mari are efect laxativ, producand diaree de exemplu la cei neobisnuiti cu acea apa. Multi oameni au deficit de magneziu, dar de obicei din cauza absorbtiei reduse a lui din cauze interne.

Sodiul este metal alcalin, al 6-lea element chimic ca raspandire pe Terra. Atinge in unele rauri concentratii de 1000 mg / litru, in apa marii 10.000 mg / litru si in ape foarte sarate chiar 25.000 mg / litru. Vantul il duce din mare pana la 100 km in interiorul continentului si poate polua apa subterana. Cantitati mari ingerate pot produce hipertensiune arteriala. Peste 50 mg / litru in prezenta de suspensii produce spumare ce accelereaza precipitarea si depunerea de 'piatra' in boilere si cazane iar peste 65 mg / litru de sodiu creaza probleme in fabricarea ghetii.

Potasiul este tot metal alcalin, esential pentru viata. E de obicei sub 10 mg / litru, atinge insa 100 mg / litru in unele izvoare termale si peste 25.000 mg / litru in ape saraturoase. Peste 50 mg / litru in prezenta de suspensii produce spumare ce accelereaza precipitarea si depunerea de 'piatra' in boilere si cazane. Excesul e toxic pentru pesti.

Carbonatul e de regula aproape absent in ape de suprafata si sub 10 mg / litru in ape subterane, dar creste in ape care au mult sodiu.

Bicarbonatul e de regula sub 500 mg / litru dar poate urca la peste 1000 mg / litru in ape cu mult bioxid de carbon. La incalzire, bicarbonatul se transforma in apa, bioxid de carbon si carbonat. Acesta se combina cu calciu si magneziu si formeaza depuneri calcare in interiorul tevilor, cazanelor etc. creand mari probleme. De aceea, ape cu incarcarea mare de alcaline si bicarbonati sunt improprii multor folosinte industriale.

Sulfatii sunt de regula sub 1000 mg / litru in ape, dar pot ajunge la 200.000 mg / litru in ape salmastre. Sulfatii se pot combina cu calciul si precipita ca depuneri aderente in cazane si instalatii. Concentratii peste 250 mg /litru nu sunt admise in unele utilizari industriale. Apa cu 500 mg /litru e amara iar la peste 1000 mg / litru catarala (iritanta). Au roluri in organismul animal dar nu sunt esentiali caci pot fi produsi intern din alte substante. Pot la concentratii mai mari in apa potabila produce diaree, dar in timp exista o anumita obisnuire.

Clorurile au concentratii de obicei sub 10 mg / litru in regiuni nearide, in schimb in apa marii depaseste 19300 mg / litru si in unele ape foarte sarate chiar 200.000 mg / litru. La concentratii peste 100 mg / litru gustul apei este sarat. In multe industrii concentratia de cloruri peste 100 mg / litru e inacceptabila. Apa cu exces de cloruri nici pentru consumul uman nu e adecvata, putand avea efecte nocive asupra sanatatii.

Fluorul de regula nu depaseste 01 mg/ litru in ape de suprafata si 10 mg / litru in cele subterane, dar n unele ape foarte sarate atinge 1600 mg/litru. Fluorul in concentratii pana la 1,5 mg % litru are efect benefic asupra sanatatii umane, la mai mult se produc afectiuni ale dintilor si oaselor.

Nitratii in ape de suprafata nepoluate sunt de obicei sub 1 mg / litru, uneori pana la 5 mg / litru. In ape subterane pot atinge 1000 mg / litru. De aceea uneori apele subterane trebuie amestecate cu alte ape pentru a putea fi utilizate. La peste 100 mg / litru apa are gust amar si poate fi daunatoare sanatatii. Poate genera methemoglobinemie la copii.

Solide dizolvate: De regula nu depasesc 3000 mg / litru la ape de suprafata sau 5000 mg / litru la ape subterane. In regiuni aride sau cu saraturi se poate ajunge la 15.000 mg / litru si exista ape sarate cu peste 300.000 mg / litru solide solvite. Cantitati de peste 500 mg / litru solide dizolvate fac apa improprie consumului uman iar multe industrii necesita apa cu incarcare sub 300 mg/litru.

·  Influente indirecte

La multe substante, cum sunt de exemplu metalele, esentiala nu e doar concentratia (deci cantitatea) ci forma (solvita respectiv legata). Sunt multi factori ce intervin. Astfel, metalelor le creste solubilitatea si mobilitatea la scaderea pH-ului, cresterea salinitatii, prezenta factorilor de chelare, detergentilor sau a proceselor redox. Acidifierea apei mobilizeaza metalele grele din sedimente si astfel determina in mod secundar o poluare cu metale a apei. In plus, trebuie tinut cont ca efectele biologice ale unui anumit compus depind nu doar de concentratia lui in apa, ci si de biodisponibilitatea lui - daca se absoarbe in organismul viu, daca exista bioacumulare in individ sau acumulare in lantul alimentar etc. Compusii organici sufera procese de absorbtie, evaporare, hidroliza, fotoliza, procese biochimice etc. si deci isi modifica concentratia in timp.

Efectele modificarii antropice a raurilor si lacurilor

·  Probleme generate de 'amenajarea' raurilor

Fig. I.5.

Vechea paradigma 'omul contra naturii' a lasat urme teribile pe rauri, pe care societatea umana a depus eforturi deosebite sa le imblanzeasca. Desi s-a dovedit profund daunatoare, iesim cu greu din bratele acestei conceptii. Oamenii de stiinta nu au prea stiut sau nu s-au straduit nici ei foarte tare sa transmita concluziile lor catre cei ce iau decizii, lasand impresia ca mult timp s-a facut stiinta pentru stiinta. In trecut de rauri s-au ocupat mai ales inginerii si nu geomorfologii. Neintelegand evolutia naturala si dinamica unui rau, inginerii l-au considerat sau au incercat sa il forteze sa devina un element static, previzibil si comandabil, cu debit cu oscilatii reduse si mai ales cu albie constanta, lucru comod pentru cadastru, fond funciar, infrastructuri etc. dar contrar naturii. Astfel s-au facut masive lucrari antierozive si antiinundatii si totusi problemele persista, ceea ce e firesc, deoarece au fost vizate efectele si nu cauzele. 'Amenajand' cursuri de apa, omul a neglijat faptul ca orice modificare a starii naturale are si efecte negative si ca ar trebui studii de impact foarte atente. Astfel, la majoritatea raurilor mari din Europa si alte continente s-au facut in trecut masive amenajari pentru navigatie, limitarea inundatiilor, castigul de teren agricol etc. Astazi se constata ca multe amenajari trebuie demolate, cu toate reticentele ce se mai manifesta. Pentru ca masivele amenajari hidrotehnice au o multitudine de efecte nedorite:

Taierea meandrelor. Una din cele mai frecvente masuri a fost taierea meandrelor. Acest fapt insa duce la cresterea vitezei de curgere, care mareste eroziunea, ceea ce atrage latirea sau / si adancirea albiei. Prin aceasta omul pierde mai mult teren agricol decat a castigat prin taierea meandrelor sau e fortat sa indiguiasca raul.

Indiguirile raurilor. Indiguirea pare sa rezolve problema inundatiilor si eroziunii prin rauri. Dar ea ar trebui folosita cu masura, numai in locuri esentiale (localitati, infrastructuri importante) si pastrate zone inundabile pentru apele mari, deoarece indiguirile creaza probleme mult, printre care distrugerea zonelor umede si afectarea vietii acvatice, scaderea capacitatii de autoepurare etc. Viteza crescuta de curgere face ca mediul sa nu mai fie favorabil multor specii acvatice. Dispare si efectul lor filtrant, ceea ce afecteaza calitatea apei. Viteza crescuta de curgere nu e favorabila sedimentarii, ceea ce reduce si ea calitatea apei. Eroziunea nu dispare ci se muta la fundul albiei, ceea ce submineaza malurile sau adancind raul coboara nivelul freatic ceea ce afecteaza vegetatia si seaca fantanile, iar apararea antiinundatii prin diguri inseamna de fapt mutarea problemei spre aval unde raul nu e indiguit sau unde digul va fi mai slab si va ceda etc. Ba mai mult, odata apa trecuta peste diguri, la scaderea nivelului apei din cursul principal al raului nu se mai poate retrage de pe zona inundata, obtinandu-e astfel o mare prelungire a perioadei de inundatie, deci efect contrar celui scontat prin indiguire. Mari fluvii sunt astazi indiguite pe portiuni mari: Nilul pe peste 1000 km, HuangHo-ul pe peste 700 km, Raul Rosu din Vietnam pe peste 1400 km iar in bazinul Mississippi peste 4500 km! Din punct vedere ecologic nu sunt deloc niste rauri fericite!

Betonarea albiilor. Betonarea albiilor raurilor este cea mai daunatoare masura din toate. Ea insemna distrugere peisagistica si distrugere biologica, dar si afectarea calitatii apei si a capacitatii de a rezista poluarii, prin diminuarea grava a capacitatii de autoepurare. Daca nici mecanic nu se asigura o albie cu curs variat, ci una uniforma, si asta pe portiuni lungi, raul este condamnat si devine doar un canal de scurgere a unui fluid pe care nu mai merita sa il numim cu adevarat apa. Alternative la betonare exista destule, de exemplu custi cu pietre, blocuri de piatra sau fascine de lemn in exteriorul localitatilor In plus, impermeabilizarea malului impiedica o comunicare cu apele subterane din vecinatate si astfel se ajunge fie la o saracire a acestora in debit s chiar o coborare a nivelului freatic (cu grave consecinte asupra vegetatiei) fie, la irigare sau precipitatii abundente - la o cresterii a nivelului freatic si chiar inmlastinire a zonelor invecinate din cauza drenarii insuficiente.

    

Fig. I.6.                                                            Fig. I.7.

Latirea si nivelarea albiilor minore. Pentru a putea prelua debite de inundatie, multe albii minore au fost latite dar si fundul a fost nivelat. Acest fapt face ca la debite mici si viteza de curgere sa fie foarte redusa, adancimea la fel, sa creasca temperatura raului si astfel sa scada concentratia de oxigen, sa se depuna tot sedimentul din suspensii si albia sa nu mai aiba variatia necesara pentru viata din rau etc. Corect este sa amenajezi o mini-albie pentru ape mici, cu coturi, bulboane si repezisuri, cu variatii de viteza, cu pietre si stanci care sa dea directionarile necesare etc.

Praguri artificiale. Pe multe rauri s-au construit praguri de beton pentru a scadea panta (deci viteza si puterea eroziva) si a crea bulboane si o mai buna oxigenare. Dar pragul de beton nu e cea mai ecologica solutie, putandu-se face mai bine gramezi de bolovani sau stanci in albie.

'Igienizarea' si dragarea albiilor minore. Inca mai intalnim ideea de 'igienizare' a albiilor in sensul indepartarii vegetatiei, arborilor si altor 'obstacole', prin taiere sau chiar dragare a albiei chiar fara necesitati reale pentru navigatie sau pentru indepartarea obstacolelor mari si a mari debitul prealabil in albie la inundatii, ci pentru a 'imbunatati' curgerea si 'estetica' raului, mai ales cand in vegetatie sa agata gunoaie sau plante moarte duse de ape si edilii considera ca cea mai comoda solutie e o albie care sa asigure ca totul e 'carat la vale' de rau si 'mizeria' nu se opreste pe acea sectiune. Aceasta practica este daunatoare si dovedeste neintelegerea raului ca un ecosistem. 'Obstacolele' din albie sunt foarte importante pentru viata acvatica. Bolovanii, stancile etc. modifica regimul de curgere, fac zone de repezis si de contracurent, bulboane etc. dar si mai importante sunt arborii din albie, radacinile, plantele acvatice. Ele modifica si mai complex curgerea, si cu efecte micro, deoarece forma si densitatea diferita a platelor de apa, individuale sau in grupuri / bancuri, determina regimuri si viteze specifice de curgere si microcurgere, ce pot fi calculate daca stim specia (Unele plante cresc turbulenta curgerii, altele dimpotriva). in plus suprafetele plantelor sunt foarte diferite ca rugozitate, material etc. Cum fiecare vietuitoare acvatica are un anumit regim de curgere care ii prieste, si eventual un anumit tip de suprafata optima pentru a se atasa, numai plantele acvatice in cantitate si diversitate suficienta pot oferi habitatul optim pentru o larga biodiversitate in rau, incepand cu planctonul si mergand pana la specii de pesti de mari dimensiuni. Sub trunchiuri si in bancuri de plante gaseste fauna refugiu si supravietuieste la ape mari si de acolo recolonizeaza raul.

Aductiunile interbazinale. Oamenii eu elaborat si planuri hidrotehnice care chiar daca tehnic si economic ar putea fi realizate sunt de-a dreptul iresponsabile ca potentiale consecinte climatice si ecologice. Astfel, s-a proiectat bararea stramtorii Gibraltar si transformarea Mediteranei intr-un lac inchis, care sa fie alimentat din raul Zair, care sa fie adus prin Sahara din centrul pana in nordul Africii (Proiectul 'Atlanteuropa'). Alt proiect viza devierea raurilor din nordul Canadei si Alaskai spre sud pana in bazinul lui MIssissippi si Colorado! Si era cat pe ce ca URSS sa demareze in practica proiectul de deviere a marilor fluvii siberiene Obi si Irtas spre sud, spre Marea Aral. Alte proiecte vizau legarea Mediteranei de Marea Moarta, inundarea depresiunii El Quattra, devierea fluviului Zair spre lacul Ciad etc.

Bararea raurilor: Lacuri de acumulare. Construirea de baraje pe rauri are si numeroase efecte negative, detaliate in urmatorul subcapitol.

· Probleme generate de acumularile artificiale

Lacurile de acumulare au roluri multiple si sunt percepute ca un element valoros pentru societate. Majoritatea oamenilor insa nu acorda destula atentie si aspectelor negative.

Stratificatia. Lacurile adanci afecteaza negativ calitatea apei. Apare fenomenul de stratificatie: Apa din stratul superior se incalzeste si fiind mai usoara sta la suprafata. Lumina favorizeaza dezvoltarea algelor care produc oxigen, iar vantul produce curenti care asigura amestecul apei din stratul superficial si deci o buna distribuire a oxigenului dizolvat. In straturile profunde, fara curenti verticali, nu exista aport de oxigen, iar in lipsa luminii nici nu se produce. In schimb ajung din straturile superficiale ale lacului substante organice ('ploaia biologica') ce coboara lent, in ore sau zile, spre fundul lacului. Viata in aceste straturi adanci este redusa la forme simple cu metabolism anaerob, ceea ce la randul ei duce la reducerea calitatii apei. Astfel lacurile adanci se stratifica, putand distinge stratul superficial (epilimnion) si unul profund (hypolimnion) intre care se gaseste asa-zisul metalimnion numit si termoclina.

Acest fenomen nu este foarte grav in zona temperata, deoarece apare fenomenul de 'turnover' bazat pe variatia sezoniera de temperatura si pe faptul ca apa are cea mai mare densitate la 40C, atat cea mai rece cat si cea mai calda fiind mai usoare. Daca lacul ingheata iarna la suprafata, turnoverul se produce de doua ori pe an iar lacul se numeste dimictic. Daca nu apare inghet la suprafata, amestecul e o data pe an si lacul e numit monomictic. Lacurile putin adanci pot fi polimictice, iar cele adanci din zona tropicala sunt amictice, adica nu se produce amestec. Distingem si lacuri mecromictice, adica cu amestec vertical incomplet.

Mecanismul de turnover este urmatorul: Apa din epilimnion se raceste toamna treptat si cand ajunge sa aiba densitate mai mare ca cea din hipolimnion se lasa spre fund si deci apa se amesteca.

Daca lacul ingheata, apa de la fund se mentine la 40C si nu ingheata, iar stratul superficial e mai rece, sub stratul de gheata. Primavara, daca lacul a fost inghetat, dupa topirea ghetii stratul superficial se incalzeste si atinge nivelul de densitate maxima, ceea ce produce lasarea spre fund si deci o a doua amestecare.

Aparent un lac care ingheata, prin cele doua turnoveruri, ar fi mai favorabil vietii. In realitate stratul de gheata are si efecte negative, reducand sau anuland aerarea si cantitatea de lumina solara ce patrunde in lac deci implicit productia de oxigen prin fotosinteza, incat exista riscul de aparitie a conditiilor anoxice si reducatoare.

In lacurile adanci tropicale, unde stratificatia e neta si continua, nu se produce turnover. Acolo apa de fund e anoxica, incarcata de produsi toxici cum e hidrogenul sulfurat, saruri de mangan si fier si alte substante ce modifica negativ culoarea, gustul si mirosul apei. De exemplu marile lacuri din riftul african (Tanganyka, Malawi etc.) sunt lacuri anoxice si cea mai mare parte a apei nu are o calitate buna.

In cazul lacurilor de acumulare artificiale, din aceleasi motive, adancimea ridicata este un dezavantaj, din cauza acestui fenomen de stratificatie ce afecteaza negativ calitatea apei. Prin urmare lacurile prea adanci nu sunt de dorit. La acumulari se poate combate stratificatia, de exemplu prin amplasarea de prize de apa la inaltimi diferite in baraj, astfel ca prizand de la diferite nivele se produce amestec si nu iese apa neoxigenata de fund de lac cum adesea se intampla acum cand la multe baraje se uzineaza si restituie in rau aval de baraj apa prizata la fund si deci cu calitate mai redusa.

Variatii de debit Teoretic lacurile de acumulare ar trebui sa atenueze viiturile si sa asigure un debit mai constant pe rauri, in aval. In practica insa, rolul principal este hidroenergetic si, la lacurile situate pe rauri cu debit mic, uzinarea este numai in perioade scurte, de varf de consum, in rest curgand pe rau aval doar un minimal debit de servitute (in cazul bun!). Astfel au loc mari fluctuati de debit pe rau, de la un debit minimal in perioadele de nefunctionare a hidrocentralei la debite mari si foarte mari in timpul uzinarii apei la capacitate maxima. Aceste extreme oscilatii au efecte negative asupra raului, in special asupra vietii acvatice.

Eroziunea in aval. Lacurile de acumulare retin cea mai mare parte a sedimentelor din ape. In aval de baraj, raul erodeaza albia dar, nevenind din amonte alt sediment care sa 'umple' ce se erodeaza, se produce adancirea albiei, erodarea malurilor si multe alte consecinte nedorite. Fenomenul e amplificat daca uzinarea apei din lacul de acumulare se face in salturi, cu cresteri bruste de debit analoge viiturilor. Eroziunea albiei in aval duce la eroziune regresiva pe afluenti in sus iar coborarea nivelului apei din rau duce la coborarea nivelului freatic din zona, cu consecinte grave pe mari suprafete.

Colmatare albiei in aval. Efectul barajelor in aval poate fi si invers: Daca aval de baraj vin afluenti care aduc mari cantitati de aluviuni dar raul principal nu mai asigura debit de transport spre aval al acelor aluviuni, acestea se depun, colmateaza albia si ii inalta fundul, ajungandu-se la inundatii grave si alte consecinte.

Depletia in nutrienti a zonelor din aval. Se stie din vechiul Egipt ca fertilitatea solului era data de malul adus anual de revarsarea Nilului. Odata cu ridicarea barajului de la Assuan aportul de sediment bogat in nutrienti a scazut dramatic, ceea ce obliga la folosirea de ingrasaminte artificiale, cu toate consecintele ce decurg de aici. In plus, delta Nilului se erodeaza iar cantitatea de nutrienti a scazut semnificativ in apele Mediteranei de sud-est, cu consecinte asupra faunei piscicole. In SUA, raul Colorado ducea in ocean intre 125 si 150 de milioane de tone de sedimente anual. Dupa 1930 barajele au facut treptat ca el sa nu mai duca in ocean nici sediment nici apa!

Saraturarea solului Un lac artificial are oglinda mai sus decat alte ape naturale din zona, adesea aproape de sau deasupra nivelului unor terenuri vecine. Prin presiunea hidrostatica apa se infiltreaza din el in maluri, dizolva saruri si le impinge spre solul terenurilor vecine, contribuind major la saraturare, alaturi de cea prin irigatiile care frecvent se bazeaza la randul lor tot pe lacurile artificiale.

Modificarea nivelului freatic Un lac artificial are oglinda mai sus decat alte ape naturale din zona, ceea ce prin principiile hidrostatice determina ridicarea panzei freatice din regiune, ceea ce produce inmlastinire sau saraturare, afectarea vegetatiei, sigurantei constructiilor etc.

Scufundarea solului Prin imensa presiune hidrostatica pe de o parte si prin ridicarea nivelului freatic si excavarea de goluri subterane de catre infiltratiile din lacuri etc. se pot produce tasari si scufundari ale solului din zona.

Cutremure Tot imensa presiune hidrostatica si fortele mari de tractiune ale barajului asupra zonei de ancorare poate favoriza sau chiar genera in unele zone geologic instabile adevarate cutremure.

Alunecari de teren Alunecari de teren pot fi generate sau favorizate de lacurile de acumulare prin infiltratia apelor si prin presiunea puternica asupra versantilor si formatiunilor geologice din zona.

Modificarea faunei si florei. Aparitia unui lac modifica profund flora si fauna zonei. In primul rand cea specifica raului e inlocuita de cea specifica unui lac. Oglinda de apa intinsa si volumul de apa mare atrage pasari de apa si o populatie mai mare de pesti, dar adesea diversitatea e mai redusa si daca e un lac adanc apare zona hipolimnica cu putina viata. Se modifica si lumea insectelor, dar si vegetatia de pe maluri. Efectele se simt si la distanta prin modificarea microclimatului. Barajele impiedica migratia pestilor (dar se pot face unele amenajari speciale).

Modificarea microclimatului Aparitia unui mare lac de acumulare inseamna o crestere a umiditatii atmosferice locale si zonale, a nebulozitatii, un efect de atenuare a oscilatiilor de temperatura dintre zi si noapte si intersezoniere etc.

· Acumulari subterane - o alternativa?

Dezavantajele marilor baraje au facut ca oamenii sa se gandeasca la realizarea de acumulari artificiale subterane de apa. La randul lor acestea au insa dezavantaje. O situatie comparativa se prezinta astfel:

Acumulari subterane

Acumulari de suprafata

avantaje

dezavantaje

1. Multe amplasamente disponibile de mari dimensiuni

1. Putine amplasamente disponibile de mari dimensiuni

2. Pierderi prin evaporare reduse sau absente

2. Pierderi prin evaporare mari chiar la climat umed

3. Ocupa putin teren

3. Ocupa mult teren

4. Risc de catastrofa structurala redus sau nul

4. Risc de catastrofa structurala ridicata

5. Temperatura uniforma a apei

5. Temperatura fluctuanta a apei

6. Puritate biologica inalta

6. Usor contaminabil

7. Siguranta fata de contaminare radioactiva rapida

7. Contaminare radioactiva imediata rapida

8. Nu implica transport prin canale sau conducte prin terenurile tertilor

8. Implica transport prin canale sau conducte prin terenurile tertilor

dezavantaje

avantaje

1. Apa trebuie pompata

1. Apa de regula vine gravitational

2. Utilizabil numai pentru stocaj

2. Utilizari multiple

3. Risc de mineralizare a apei

3. De regula mineralizare redusa

4. Contributie minora la prevenirea inundatiilor

4. Contributie majora la prevenirea inundatiilor

5. Debit redus indiferent de punct de priza

5. Debite mari

6. Utilizabilitate hidroenergetica de regula absenta

6. Utilizabilitate hidroenergetica prezenta

7. Dificil si scump de studiat, evaluat si administrat

7. Relativ facil de studiat, evaluat si administrat

8. Reincarcarea de regula dependenta de surplusurile scurgerii in apele de suprafata

8. Reincarcarea dependenta de precipitatiile anuale

9. Apa de reincarcare poate necesita tratare scumpa

9. Apa de reincarcare nu are nevoie de tratare

10. Necesara intretinere continua si scumpa de paturi sau puturi pentru reincarcare

10. Necesara putina intretinere

· Siguranta lucrarilor de amenajare a raurilor si lacurilor

O mare parte din lucrarile hidrotehnice au rol de a preveni inundatiile. Pe de alta parte pot fi ele insele cauza de inundatie in caz de accidente la asemenea lucrari hidrotehnice, cum sunt ruperi de diguri sau baraje. Actiunea in situatii de inundatii sau accident hidrotehnic este o importanta activitate de aparare civila dar totodata si de management al apei. In Romania, activitatea este reglementata de Legea Apelor (reprodusa in extras in fasciculul 9 din prezenta serie de brosuri) si in mod specific in Regulamentul de aparare impotriva inundatiilor, fenomenelor meteorologice periculoase si accidentelor la constructiile hidrotehnice, aprobat prin Hotararea Guvernului nr. 638 din 5 august 1999, publicata in Monitorul Oficial al Romaniei nr. 385 din 13 august 1999.

II. ALIMENTAREA CU APA SI CANALIZAREA ORASULUI PANA LA APARITIA PRIMEI FORME ORGANIZATORICE A ACTIVITATII

 

Fig. II.1.                                                          Fig. II.2.

Din date documentare rezulta ca Timisoara inainte de anul 1500 era inconjurata de numeroase balti formate ca urmare a inundarii raurilor Bega si Timis, din care cauza s-a ajuns la infestarea apei din fantanile sapate si care serveau pentru alimentarea cu apa a populatiei orasului. Prima instalatie centralizata pentru alimentarea cu apa este semnalata la inceputul perioadei 1500-1552 si consta dintr-un turn de apa amplasat intre Castelul Huniade si centrul orasului, care insa a fost distrus odata cu ocupatia otomana.

In timpul ocupatiei otomane 1552-1716 nu s-a semnalat nici o imbunatatire a alimentarii cu apa a orasului.

O noua etapa a imbunatatirii domeniului alimentarii cu apa incepe in 1716 odata cu eliberarea Timisorii de sub ocupatia otomana de catre printul Eugeniu de Savoya. Imbunatatirile alimentarii cu apa au fost facute de catre guvernatorul militar Mercy, care a dispus construirea unei instalatii de apa centralizate constand dintr-o statie de pompare, castel de apa si ruta de distributie. Castelul de apa a fost amplasat in Zona Fabric, apa fiind luata din raul Bega. Apa captata din Bega nu a corespuns insa din punct de vedere al potabilitatii inregistrandu-se in 1738 o mare epidemie de ciuma.

In 1759 au inceput lucrarile de canalizare a raului Bega in Timisoara in amonte executandu-se un baraj pentru alimentarea canalului ce inconjura cetatea, iar in aval un alt baraj prin care se evita inundarea barajului.

O imbunatatire a alimentarii cu apa a orasului s-a realizat in anul 1774 prin construirea unei fantani amplasate langa malul raului Bega cu instalatia de pompare aferenta. Aceasta instalatie de filtrare naturala a apei prin malul raului Bega este una dintre primele realizari de acest gen din lume din acea perioada.

In jurul anului 1880 s-a executat un sistem de canalizare din caramida arsa, prevazut cu panta naturala spre raul Bega pentru scurgerea apelor uzate.

Conform hotararii forurilor locale s-a incheiat un contract cu sondorul Iulius Seidel in anul 1890, pentru forarea unei fantani arteziene in Piata Unirii, lucrare ce a fost terminata in 1894, la o adancime de 496 m, apa tasnind la o inaltime de 1 m, fiind insa nepotabila.

II.1.Consideratii istorice privind utilizarea apei potabile

   

Fig. II.3.                                Fig. II.4.

Apa, intocmai ca aerul si lumina este o conditie esentiala pentru viata. Daca se intampla ca apa sa dispara, locuitorii expusi pierii erau siliti sa paraseasca tinutul, asa ca s-au produs miscari mari de popoare.

In trecutul civilizatiei au existat preocupari de seama pentru linia inzestrarii cu lucrari de alimentare cu apa. Ruinele oraselor antice care au existat cu multe milenii i.e.n. au scos la iveala ramasitele unor vechi constructii de captare a apei, de ridicare si de transportat prin tuburi de argila arsa, mai tarziu din plumb sau cupru. Cercetarile arheologice ofera multe asemenea exemple de lucrari si activitati de mult practicate in China, America, Egipt, in vechile asezari gigante Babilon, ca si pe teritoriile geto-dacilor. La Roma ca si in alte teritorii ale Imperiului Roman s-au executat apeducte si instalatii remarcabile pentru alimentarea cu apa a cetatilor si a bailor romane.

In oranduirea feudala orasele au decazut. In perioada de lancezire a lucrarilor edilitare, molimele au facut mari ravagii in randurile populatiei. Prin introducerea lucrarilor sistematice de alimentare cu apa limitarea actiunilor nefaste ale bolilor hidrice s-a putut urmari in mod riguros.

In a doua jumatate a secolului al XVII-lea isi fac aparitia instalatii de apa de factura tehnica apreciabila, iar avantul industriei din secolul al XVIII-lea a condus la cresterea oraselor si la dezvoltarea treptata a uzinelor si retelelor de apa. In orasele tarii noastre, inceputurile alimentarii centrale cu apa se intalnesc la Iasi in anul 1675. Instalatiile interioare de alimentare cu apa apar la Bucuresti in anul 1822 insa primele conducte metalice s-au aplicat la Iasi in 1843. In Timisoara alimentarea cu apa sistematica dateaza din anul 1914. In acea perioada instalatii centrale de alimentare cu apa existau in mai putin de 50 de orase din tara. In perioada 1919-1944 s-a mai introdus alimentarea cu apa in alte 22 de centre.

In ultimele decenii creare unei industrii moderne in masura sa asigure utilajele si materialele necesare lucrarilor, au dus la consumuri sporite de apa potabile si industriala ce a determinat luarea in considerare a apelor subterane. De asemenea mediul rural pune din ce in ce mai mult problema alimentarii cu apa a localitatilor mici.

    

Fig. II.5.                                                           Fig. II.6.

III. MEMORIU TEHNIC

III.1. Notiuni generale despre apa

 

Fig. III.1.                             Fig. III.2.

Apa  este una dintre cele mai raspandite substante in natura. Ea se gaseste in diverse forme: apa de constitutie, apa de cristalizare, apa de imbinare, apa legata fiziologic. De asemenea prezinta trei forme de agregare: solida, lichida si gazoasa.

O molecula de apa consta dintr-un atom de oxigen si doi atomi de hidrogen uniti printr-o legatura covalenta puternica, molecula de apa fiind astfel foarte puternica; descompunerea ei in componente se poate realiza doar la temperatura mai mare de 1000 °C conform reactiei:

H2O → H2 + O2                  ΔH < 0.

sau prin electroliza.

Proprietati fizice

Apa este un lichid incolor in cantitati mici si privita in straturi groase are o culoare albastru-verzuie, nu are miros si nici gust. Densitatea apei este maxima la 4 °C fiind egala cu 1 g/l. Peste si sub aceasta temperatura densitatea apei scade la valori de 0,90-0,91 g/l.

La 100 °C apa trece in stare de vapori marindu-si volumul de circa 1700 ori.

Apa se solidifica la 0 °C. Spre deosebire de cele mai multe substante solide, gheata este mai usoara decat apa in stare lichida, marindu-si volumul in timpul solidificarii. Apa pura are conductibilitate electrica foarte mica, datorita ionizarii ei proprii extrem de reduse. Are o constanta dielectrica mare ceea ce explica puterea ei ionizanta precum si proprietatea de dizolvant.

Proprietati chimice

Datorita caracterului exoterm pronuntat apa este stabila. Metalele reactioneaza in mod diferit cu apa in functie de tensiunile electrochimice ale lor. Si unele nemetale reactioneaza cu apa (clor, fluor, sulf, fosfor, carbon). De asemenea reactioneaza cu unele carburi, nitruri si fosfuri.

In unele saruri apa poate deplasa un acid sau o baza mai slaba decat ea datorita caracterului ei amfoter. De asemenea apa poate avea rol catalitic in unele reactii.

III.2. Caracteristici fizico-chimice generale ale apelor naturale

Calitatea apelor naturale este determinata de totalitatea substantelor minerale sau organice a gazelor dizolvate, de particulele in suspensie si de organismele vii prezente.

Din punct de vedere al starii lor naturale impuritatile pot fi solide, lichide sau gaze. Majoritatea substantelor se gasesc in apele naturale in cantitati insuficiente pentru a influenta calitatea ei.

Continutul in suspensii si turbiditatea apei.

Substantele in suspensie apar in apa surselor de alimentare cu apa datorita contactului acesteia cu particule nisipoase sau argiloase ale malurilor albiei, din atmosfera sau topirea gheturilor. Suspensiile din apa se caracterizeaza prin grade diferite de dispersie. Valoarea suspensiilor totale este deosebit de importanta pentru caracterizarea suspensiilor. Intalnim urmatoarele tipuri de suspenise:

- suspensii gravimetrice (decantabile) reprezinta materiale solide insolubile care pot sedimenta in mod natural intr-un interval de timp limitat;

- suspensii coloidale care reprezinta totalitatea substantelor dispersate in apa cu grad mare de stabilitate ce la fac insedimentabile. Eliminarea lor din apa se realizeaza prin tratare chimica.

Gazele continute in apa.

Oxigenul este un gaz putin solubil si se afla dizolvat sub forma de molecule O2. Solubilitatea oxigenului depinde de presiunea atmosferica, temperatura apei si a aerului si de salinitatea apei.

Hidrogenul sulfurat.

Este prezent in general in apele subterane, ridicand mari probleme in folosirea apelor subterane ca apa potabila sau industriala. Hidrogenul sulfurat confera apei gust si miros neplacut. Sub actiunea bacteriilor hidrogenul sulfurat trece in acid sulfuric care corodeaza conductele de apa si rezervoarele metalice. In functie de pH-ul apei acidul sulfuric se gaseste sub forma:

-  gaz dizolvat in apa la pH < 5

-  gaz dizolvat in apa si HS la pH = 5–9

-  HS si S2- la pH

Bioxidul de carbon.

Este o caracteristica importanta a apei in functie de concentratia si natura acestuia in apa depinzand echilibrul carbonic al apei.

Bioxidul de carbon se intalneste sub forma de molecule dizolvate, o parte reactionand cu apa conform reactiei:

CO2 + H2O = H2CO3.

Echilibrul carbonic al apei este redat in reactiile:

H2CO3 = HCO3 + H+

HCO3 = CO3 + H-.

Formele sub care bioxidul de carbon se poate gasi in solutie pot fi reprezentate prin schema de mai jos:

CO2 total

CO2 liber

CO2 din bicarbonati

CO2 agresiv

CO2 de echilibru

CO2 semicombinat

CO2 legat

HCO3

CO3

Bioxidul de carbon din ape provine din procesele de descompunere a substantelor organice, dar are si origine minerala in functie de natura geologica a terenului.

Azotul.

Apare sub diferite forme: azot molecular, NH3, NO2, NO3. Azotul este un element principal in sustinerea vietii. Concentratia formelor acestuia nu trebuie sa depaseasca anumite limite admise deoarece peste acestea devine toxic.

Saruri dizolvate.

In apele naturale se afla urmatorii cationi si anioni de care depind cele mai importante calitati ale apei: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, , , ,  etc.

Continutul general de saruri in apa este caracterizat de valoarea reziduului uscat sau a reziduului calcinat.

Apele naturale contin elemente fundamentale si elemente caracteristice. Elementele fundamentale sunt: H2CO3, HCO3, , H+, . Elementele caracteristice sunt: , , , , etc.

Substantele organice.

Reprezinta un indicator de calitate foarte important. Substantele organice provoaca mari dificultati instalatiilor de tratare cat si apei propriu zise ca:

  -   imprima gust si miros neplacut, precum si o coloratie a acesteia

  - asigura suportul nutritiv dezvoltand microorganismele in reteaua de distributie

  -   ingreuneaza procesul de tratare a apelor potabile si industriale

  -   unele substante organice sunt toxice sau cancerigene.

III.3. Surse de apa potabila

Fiecare tip de sursa prezinta caracteristici proprii, fizico-chimice si biologice variind de la o regiune la alta in functie de compozitia mineralogica a zonelor strabatute, de timpul de contact, de temperatura, de conditiile climatice, etc. cu efect direct asupra alegerii tehnologiei de tratare adecvata.

Apele de rau.

   

Fig. III.3.                                                       Fig. III.4.

Cursurile de apa (rauri si afluenti) sunt caracterizate printr-o mineralizare scazuta, suma sarurilor minerale dizolvate fiind sub 400 mg/l si formate din ,  si Na2SO4, si .

Concentratia ionilor de hidrogen (pH) se situeaza in jurul valorii neutre (6,8-7,8); dintre gazele dizolvate amintim oxigenul si dioxidul de carbon liber.

Caracteristica principala a cursurilor de apa o prezinta incarcarea variabila cu materii in suspensie si substante organice, incarcare legata direct proportional de conditiile meteorologice si climatice.

Deversarea unor afluenti insuficient epurati a condus la alterarea calitatii cursurilor de apa si la aparitia unei game largi de impurificatori. De asemenea se remarca impurificari accentuate de natura bacteriologica.

O particularitate caracteristica acestor ape o constituie capacitatea de autoepurare, capacitate datorata unor serii de procese naturale biochimice, favorizata de contactul apa-aer.

Ape de lac.

Lacurile formate prin bararea naturala sau artificiala a unui curs de apa, prezinta modificari ale indicatorilor de calitate comparativ cu afluentul principal. Stagnarea apei duce la o decantare naturala a materiilor in suspensie. Apa lacurilor se caracterizeaza, in general, printr-un continut mai ridicat in substante organice, nutrienti si biomasa planctonica, ce pot avea repercusiuni si asupra unor indicatori organoleptici si fizici, gust, miros, culoare, pH, turbiditate.

Ape subterane.

Sunt caracterizate in general printr-o mineralizare mai ridicata, continutul de saruri fiind mai mare de 400 mg/l.

Prin ape subterane se inteleg straturile intinse de apa care circula in porii si fisurile rocilor, in interiorul scoartei terestre. In anumite conditii apele subterane pot iesi la suprafata sub forma de izvoare. Apa subterana provine fie din infiltratia directa a precipitatiilor atmosferice, fie din infiltrarea apei de suprafata prin malurile permeabile ale raurilor si lacurilor; acestea poarta denumirea de apa nodoasa. O mica parte din apa subterana provine din condensarea vaporilor de apa, in porii rocilor subterane, aceasta poarta denumirea de apa juvenila.

O parte din apa care se afla in interiorul scoartei terestre circula in porii si fisurile rocilor, iar o alta parte este retinuta prin fortele de atractie moleculara, la suprafata granulelor care constituie stratul acvifer.

Straturile de apa subterane fiind alimentate aproape integral de precipitatii atmosferice, fie direct, fie prin intermediul raurilor si al lacurilor, debitul si nivelurile acestora vor urmari, variatia in timp a precipitatiilor.

Apa subterana poate circula in porii nisipurilor si pietrisurilor si atunci straturile acvifere sunt continue, in sensul ca in orice punct al ariei bazinului hidrologic se poate gasi apa in stratul acvifer. In cazul in care apa subterana circula in fisurile sau crapaturile rocilor calcaroase, straturile acvifere sunt denumite discontinue in sensul ca apa poate fi gasite numai in anumite puncte favorabile ale scoartei in interiorul bazinului hidrologic considerat.

Sursele de apa subterane pot fi cu nivel liber cand la executarea unui foraj, apa ramane la nivelul la care a fost intalnita si sub presiune sau artezian cand apa din foraj ajunge in mod natural la suprafata terenului.

Fig. III.5.

IV. STATIA DE TRATARE A APEI BEGA

Fig. IV.1.

Definirea profilului de activitate al obiectivului.

Statia de Tratare a apei BEGA asigura tratarea apei brute captate din raul Bega in vederea potabilizarii, inmagazinarea si pomparea acesteia in reteaua de distributie a municipiului Timisoara.

Amplasamentul si adresa.

Statia de Tratare a apei BEGA este amplasata in estul municipiului Timisoara, amonte de Statia Hidroelectrica si retentia aferenta acesteia, pe malul stang al raului Bega.

Coordonatele geografice sunt 4547’ latitudine nordica si 2117’ longitudine estica. Cota medie a terenului in zona amplasamentului este 91 mdMB.

Suprafata de teren ocupata este de 88.361 m din care suprafata construita 28.504 m.

In perimetrul imprejmuit ce asigura protectia sanitara cu regim sever a obiectivului, sunt cuprinse: captari, aductiuni, statii de tratare, rezervoare de inmagazinare, statii de pompare, instalatiile electrice si gospodariile .

Descriere generala. Dotari proprii. Caracteristici tehnice. Starea tehnica.

Descriere generala.

Cerinta mereu crescanda de apa potabila a populatiei si industriei din municipiul Timisoara, in concordanta cu dezvoltarea economico-sociala a localitatii, a impus cautarea de noi surse de apa in completarea celor existente. Pe fondul informatiilor si studiilor hidro-geologice existente la acea data, ce aratau atingerea limitei de dezvoltare a surselor de apa din subteran aflate in apropierea teritoriului municipiului, singura sursa pretabila pentru a fi luata in considerare din punct de vedere tehnico-economic a fost raul Bega, amonte de municipiu.

Astfel in 16 decembrie 1959 s-a pus in functiune Etapa I-a a Uzinei de apa nr.2(Statia de Tratare a apei BEGA_2), care avea ca sursa apa raului Bega, la o capacitate proiectata de 120 l/s.

Apoi au urmat mai multe extinderi; astfel in anul 1965, Etapa a II-a cu o capacitate proiectata de 300 l/s, in anul 1968 Etapa a III-a cu o capacitate proiectata de 480 l/s, iar in 1976 s-a pus in functiune ultima etapa de dezvoltare pentru aceasta statie, Etapa a IV-a, cu o capacitate proiectata de 480 l/s, ajungandu -se la o capacitate total proiectata pentru acest obiectiv de 1.380 l/s.

Alaturat Statiei de Tratare a apei BEGA_2, prin extinderea incintei spre amonte, in 1980 s-a pus in functiune Uzina de apa nr.4 (Statia de Tratare a apei BEGA_4), avand capacitatea proiectata de 900 1/s.

In anul 1994, pentru asigurarea unei ape industriale de calitate corespunzatoare, prin extinderea incintei, in amonte de Statia de Tratare a apei BEGA_4, s-au pus in functiune noi instalatii de tratare a apei industriale (fara filtrare). Acestea au o capacitate proiectata de 340 1/sec.

cuprinzand: echiparea captarii de rezerva existente a Statiei de Tratare a apei BEGA_4, o aductiune, camera de amestec, camera de reactie, sase decantoare longitudinale, bazin de acumulare si de aspiratie pentru statia de pompare apa industriala. Datorita posibilitatii interconectarii noilor instalatii cu cele aferente Statiei de Tratare a apei BEGA_4, o parte din obiecte au permis utilizarea lor pentru producerea apei potabile, inlocuind vechile instalatii (aductiune, camera de amestec si camere de reactie) ale Statiei de Tratare a apei BEGA_4.

Astfel, capacitatea totala de tratare a Statiei de Tratare a apei BEGA_4 a ajuns la 1240 1/s.

In prezent, datorita scaderii cerintei de apa a utilizatorilor conectati la serviciul public de alimentare cu apa din municipiul Timisoara, in cadrul Statiei de Tratare a apei BEGA_2 functioneaza doar statiile de filtrare etapa a III-a si etapa a IV-a, rezervoarele de inmagazinare si statiile de pompare treapta I-a  si treapta II-a, iar Statia de Tratare a apei BEGA_4 functioneaza integral.

Dotari proprii. Caracteristici tehnice. Starea tehnica.

In continuare vom descrie in principal instalatiile in functiune, respectiv cele de la Statia de Tratare a apei BEGA_4 si partial cele de la Statia de Tratare a apei BEGA_2 care sunt parte din Statia de Tratare a apei BEGA.

CAPTAREA

     

Fig. IV.2.                                                    Fig. IV.3.

Captarea apei din raul Bega se face in prezent printr-o priza de mal cu doua compartimente, una in functiune si una de rezerva.

Partile componente ale captarii sunt:

-        protectie mal, realizata din pereu de piatra bruta incastrat intr-un pinten de beton;

-        ecran metalic semiscufundat, pentru impiedicarea patrunderii plutitorilor si uleiurilor in captare;

-        doua camere realizate din beton armat;

-        batardouri;

-        gratare rare din bare de otel;

-        doua vane de inchidere si izolare a prizelor de mal fata de conductele de aductiune;

-        instalatie de apa calda pentru prevenirea inghetului gratarelor si reducerea efectelor zaiului;

-        balustrada de protectie si instalatie de iluminat;

-        traductor de presiune submers cu membrana elastica pentru masurarea nivelului apei raului Bega, montat la 50cm sub nivelul apei la o distanta de aproximativ 2m de mal in dreptul prozelor de captare;

-        traductoare ultrasonice de nivel, montate in cele doua captari dupa gratare;

Protejarea sursei de apa se face prin izolarea acesteia prin perimetre de protectie sanitara care cuprind:

-        perimetrul de protectie de regim sever, care se refera la incinta uzinei de apa, zona captarii si portiunea cursului de apa imediat invecinata, limitat la nord de muchia inferioara a digului, la est dupa o linie transversala a cursului la 10m aval de pasarela din dreptul strazii Albastrelelor, la sud de imprejmuirea cu strada Rudolf Walter iar la vest de canalul Subuleasa si imprejmuirea uzinei;

-        perimetrul de restrictie, cuprinde raul Bega incepand cu limita perimetrului de protectie de regim sever pana in amonte de comuna Belint, canalul de legatura Timis-Bega, iar raul Timis incepand de la canalul de legatura si pana in amonte de municipiul Lugoj. Transversal perimetrul de restrictie se intinde intre coronamentele digurilor.

ADUCTIUNEA

Legatura dintre priza de mal si camerele de amestec este realizata prin doua aductiuni realizate din tuburi PREMO respectiv SENTAB.

Pe fiecare conducta sunt amplasate debitmetre ce contorizeaza volumul de apa preluat in scopul tratarii.

Izolarea aductiunilor cat si reglarea debitului de apa ce intra in statie se face manual prin intermediul unei vane fluture (de pe Aductiunea 1) si automat prin intermediul unei electrovane fluture (de pe Aductiunea 2). Aceasta electrovana este prevazuta cu un dispozitiv automat de inchidere in situatia intreruperii alimentarii cu energie electrica.

STATIA DE TRATARE

Statia de tratare cuprinde:

-        gospodarie de reactivi;

-        camere de amestec;

-        camere de reactie;

-        decantoare;

-        statii de pompare treapta a I-a;

-        statii de filtrare;

-        statie de conexiuni si transformatoare;

-        centrala termica;

-        laborator fizico-chimic;

-        pavilion administrativ.

a) Gospodaria de reactivi

Reactivii utilizati in procesul de potabilizarea a apei brut captate din raul Bega sunt:

-        sulfat de aluminiu tehnic;

-        aluminat de sodiu (ALSAL);

-        var (in rezerva alternativa la ALSAL);

-        carbune activ vegetal pulbere;

-        clor.

SULFATUL DE ALUMINIU TEHNIC, este achizitionat de la diversi furnizori din tara cu respectarea conditiilor tehnice si de calitate prevazute in STAS 342-80: tipul : A, calitate : I

Rolul sulfatului de aluminiu tehnic in procesul de tratare este cel de coagulant.

Achizitionat in stare solida, sub forma de blocuri de diferite forme, sulfatul de aluminiu se aduce in stare de solutie concentrata, inmagazinata in doua bazine deschise realizate din beton protejate cu membrana. Pentru obtinerea solutiei de sulfat de aluminiu din starea solida, un bazin este amenajat cu un compartiment din grinzi de stejar, in care se descarca sulfatul de aluminiu din autovehicule (prin basculare). Prin stropire cu apa rece sau calda si recircularea solutiei peste blocurile solide, se obtine o solutie cu concentrata. Prin pompare solutia astfel obtinuta este transferata pentru stocare in celalalt bazin.

       

Fig. IV.4.                                                          Fig. IV.5.

Pentru vehicularea solutiei de sulfat de aluminiu se folosesc doua pompe PCN 80 si o pompa PCN 50 . Instalatia de transport inclusiv vanele sunt realizate din PVC tip G.

Folosind aceleasi pompe, solutia concentrata din bazinele de stocare este transferata in doua bazine de dozare aflate in interiorul statiei de dozare. Acestea sunt realizate din beton protejate anticoroziv. Pentru monitorizarea stocului de sulfat de aluminiu bazinele de stocare sunt prevazute cu traductoare de nivel ultrasonice.

Stabilirea dozei de sulfat de aluminiu se face automat in functie de calitatea apei brute. Monitorizarea calitatii apei brute se realizeaza in flux prin intermediul unui:

- turbidimetru de proces Stamosens 7110MTF-FG DUO prevazut cu senzor Steiger Mohilo (0-4000NTU) montat pe un by-pass al conductei de aductiune

- pH-metru de proces Metter Toledo, model pH 2100, prevazut cu sistem de autocuratire si autocalibrare, montat pe un by-pass al conductei de aductiune

Dozarea solutiei de sulfat de aluminiu se realizeaza automat.

In caz de avarie stabilirea dozei de sulfat de aluminiu cat si dozarea solutiei de sulfat de aluminiu se poate face in regim semiautomat sau manual.

Toate instalatiile sunt realizate din materiale rezistente la actiunea corosiva a solutiei de sulfat de aluminiu.

Injectarea solutiei de sulfat de aluminiu, se face sub presiune, la capatul aval al conductei de aductiune la intrarea in camera de amestec imediat dupa vana de reglare a debitului captat in centrul curentului de apa.

Fig. IV.6.

ALUMINATUL DE SODIU (ALSAL), este o solutie stabilizata de aluminat de sodiu (NaAlO2) in care raportul Na2O/ Al2O3 este de 1,50-1,55.

Produsul se prezinta ca un lichid vascos avand densitatea de maxim 1,54kg/l si pH=14. Datorita caracterului puternic basic, acest reactiv poate fi utilizat ca alcalinizant dar si coagulant, datorita continutului de substanta activa (23%  Al2O3), aceeasi ca in cazul sulfatului de aluminiu.

Este utilizat in proportii bine determinate, sulfat de aluminiu/ aluminat de sodiu, in situatia in care prin utilizarea sulfatului de aluminiu pH-ul apei scade sub cel optim de coagulare; prin acest reactiv se asigura usor pH-ul optim de coagulare.

Solutia concentrata de ALSAL se transporta cu autocisterne speciale ce se descarca in doua cisterne din metal si intr-un bazin din beton armat captusit cu tola metalica, prevazute cu traductoare de nivel ultrasonice.

Instalatiile utilizate pentru descarcarea solutiei de aluminat de sodiu sunt:

-        priza mobila pentru descarcare;

-        recipient de aer comprimat, cu presostat, cu pornire manuala si oprire automata la 6atm, prevazut cu ventil de siguranta;

-        electrocompresor EC1.

In procesul de tratare, solutia de ALSAL este utilizata concentrata. Din vasele de stocare solutia concentrata de ALSAL este transvazata in vasul de lucru de 10 m3  prevazut cu traductor de nivel ultrasonic din care aspira cele 4 pompe dozatoare VERDERFLEXVF15

Solutia de ALSALeste transportata prin conducte din PEHD spre punctul de dozare care este alaturat celui de injectare a sulfatului de aluminiu.

Toate instalatiile sunt realizate din materiale rezistente la actiunea corosiva a solutiei de aluminat de sodiu.

Fig. IV.7.

De asemenea stabilirea dozei de aluminat de sodiu se face automat functie de calitatea apei raului Bega prin intermediul unui soft de aplicalie. Dozarea solutiei de aluminat de sodiu se realizeaza automat. In caz de avarie stabilirea dozei de aluminat de sodiu cat si dozarea solutiei de aluminat de sodiu se poate face in regim semiautomat sau manual.

VARUL, se utilizeaza in procesul de tratare a apei raului Bega sub forma de suspensie de lapte de var, care se obtine prin amestecarea varului deshidratat pulbere cu apa. Este mentinut ca reactiv de rezerva pentru alcalinizare in vederea obtinerii pH-ului optim de coagulare.

Descrierea utilajelor care deservesc gospodaria de var se gaseste la capitolul utilaje functionale de rezerva.

CARBUNELE ACTIV VEGETAL PULBERE, este utilizat in procesul de tratare a apei brute sub forma de suspensie de carbune activ in scopul imbunatatirii proprietatilor organoleptice ale apei. Carbunele activ vegetal pulbere utilizat respecta conditiile tehnice si de calitate prevazute in STAS 5388-80.

Carbunele activ pulbere este introdus cu un ejector de apa unde, sub actiunea apei sub presiune, amestecul apa-carbune este acumulat intr-un rezervor metalic de lucru. Omogenizarea suspensiei este realizata prin amestec mecanic a unui agitator cu palete.

Dozarea suspensiei de carbune activ se efectueaza cu un dozator prevazut cu nivel constant.

Dispozitivul de dozare este format dintr-un tub in care suspensia pompata circula vertical, la o viteza ascensionala mai mare decat viteza critica de sedimentare. Dozarea suspensiei de carbune activ este asigurata manual printr-un robinet de reglaj. Transportul suspensiei de carbune activ de la vasul de dozare la dozator se asigura cu o pompa tip PCH 50. Surplusul de suspensie, volumul nedozat, se reintoarce in bazinul de dozare printr-o conducta de preaplin.

Injectarea suspensiei de carbune activ se face in penultima sicana a camerei de reactie, inainte de finalizarea procesului de coagulare-floculare.

CLORUL, utilizat pentru dezinfectia apei trebuie sa respecte conditiile tehnice si de calitate prevazute in STAS 991-83. Acesta se livreaza de catre diferiti furnizori din tara sub forma de clor lichefiat in butoaie de 900kg. Statia de clorinare este compusa din:

1. depozitul pentru butoaiele si buteliile de clor

2. sala de neutralizare a pierderilor de clor

3. sala pompelor de ridicare a presiunii apei

4. sala aparatelor de clorinare

5. sala de operare, monitorizare si control

6. sala tabloului electric general

7.platforma acoperita cu acces auto pentru incarcarea/descarcarea butoaielor/buteliilor cu clor

8. anexe: magazie materiale de protectie si piese de schimb, vestiar, grup sanitar cu dus

Depozitul de clor, este compus din doua incaperi alaturate (D1 si D2), dotate identic, asigurand necesarul de clor pentru cel putin 30 de zile.

In fiecare incapere sunt depozitate cate sase butoaie din care patru butoaie active/stand-by, doua butoaie de rezerva si cate sase butelii. Butoaiele de clor sunt asezate pe socluri de beton pe care sunt montati suporti cu role din otel inox pentru butoaiele active/stand-by si suporti rigizi pentru butoaiele de rezerva. Buteliile de clor sunt asezate pe pardoseala fiind fixate de perete prin doua bride.

La intrarea in cele doua depozite de clor este prevazuta o platforma betonata acoperita, pentru a asigura accesul camioanelor cu butoaie/butelii cu clor.

Manevrarea recipientilor, descarcarea din autocamioane, asezarea pe suporti, manevrarea in cadrul depozitului sau incarcarea in autocamion a butoaielor goale se face pe o linie de monorail dotata cu un electropalan si cantar atasat. Linia de monorail este fixata pe structura de beton a depozitului. Manevrarea butoaielor cu el in si din depozit se realizeaza printr-un perete glisant realizat din panouri de poliuretan protejate cu tabla de aluminiu. Accesul personalului in si din depozit se face printr-o usa de serviciu cu deschidere spre exterior. Manevrarea buteliilor se face cu ajutorul unui carucior special.

Fiecare butoi din cele patru (activ sau in stand-by) este conectat prin intermediul unui robinet de separatie, o serpentina din teava de cupru argintata cu bucla de captare a clorului lichid la o conducta colectoare a clorului gazos sub presiune. Clorul gazos este incalzit si filtrat iar prin trecerea printr-un regulator de presiune ce asigura pe iesire o presiune constanta de 3 bari ajunge la regulatorul de vid, dupa care clorul gazos aflat sub presiunea atmosferica(vid) printr-o conducta de PVC ajunge la comutatorul de vid montat in sala aparatelor de clorinare. Comutatorul de vid are rolul de a selecta depozitul din care se extrage clor.

Cantitatea de clor ramasa in butoaie este masurata si monitorizata on-line cu ajutorul unui cantar montat sub primul din cele patru butoaie cu clor, tinand cont de faptul ca butoaiele se golesc uniform.

Curatirea conductei colectoare si a regulatorului de vid se realizeaza cu jet de azot furnizat de o butelie de azot montata in capatul opus al conductei colectoare.

Fiecare depozit este dotat cu cate doi senzori de tip conductometric pentru gaze cu incalzire pentru detectarea scurgerilor de clor gazos, montati pe perete la aproximativ 20 cm de pardoseala, care dau comanda de pornire pentru cele doua ventilatoare sau pentru turnul de neutralizare functie de concentratia clorului in aer. Ca masura suplimentara fiecare depozit este dotat cu cate un bazin cu lapte de var pozitionat la nivelul pardoselii. Aceste bazine sunt acoperite cu capace de tabla si covor PVC pentru trafic personal. Imersarea butoaielor/buteliilor ce prezinta scapari de clor se realizeaza prin rostogolirea lor pe un plan inelinat catre groapa de var.

Sala aparatelor de clorinare adaposteste:

-   comutatorul de vid cu tablou propriu de comanda si semnalizare a utilizarii si a starii de golire a butoaielor de clor

-   sapte dozatoare automate pentru dozarea clorului de tip ALLDOS

-   tabloul de distributie al clorului catre punctele de injectie compus din: sapte ejectoare de clor corespunzatoare celor sapte dozatoare, avand rolul de a crea vacuumul necesar functionarii instalatii; sapte conducte de apa din PVC care alimenteaza ejectoarele, zece conducte de PE care transporta apa cu clor la locurile de injectie.

Volumul si presiunea apei necesara functionarii ejectoarelor este asigurata de doua pompe WILO cu convertizor de frecventa adapostite in sala pompelor de ridicare a presiunii apei.

Datorita vaccumului existent posibilitatea de scapari de clor in aceasta sala sunt minime dar posibile, motiv pentru care, sala a fost dotata cu un senzor pentru detectarea clorului gazos din aer si ventilator.

Instalatia de neutralizare a scaparilor de clor in depozite, are capacitatea de neutralizare de 500 kg/h clor gazos, fiind declansata de detectorul de clor gazos la depasirea concentratiei admise. Instalatia pentru neutralizarea clorului din aer, este confectionata din polipropilena de inalta densitate, fiind rezistenta la efectele agresive ale substantelor chimice folosite in proces. Ea este alcatuita din urmatoarele componente:

-        coloana de neutralizare cu materialul de umplutura

-        ventilator pentru absorbtia aerului cu clor

-        pompa de vehiculare a solutiei de neutralizare

-        tubulatura de ventilatie cu electrovane pentru selectia depozitului de clor din care se absoarbe/refuleaza aerul cu clor in vederea neutralizarii clorului din aer

-        tablou electric de comanda.

Pentru neutralizarea pierderilor de clor se utilizeaza o solutie de 20% NaOH. Solutia este stocata intr-un bazin amplasat subteran sub turnul de neutralizare.

In depozit si in camera aparatelor de dozare s-au prevazut instalatii de detectare a concentratiilor de clor din aer (senzor de clor gazos si detector de clor gazos) care reactioneaza la o concentratie de clor in aer de 0,20 ppm pentru pornirea sistemului de ventilatie al depozitului cu butoaie cu clor in care s-au semnalat degajari de clor. Depasirea concentratiei de 0,35 ppm clor, declanseaza alarma sonora pentru atentionarea operatorului de la clorinare. Totodata detectorul de clor va trimite semnal mai departe la tabloul de comanda declansand automat instalatia de neutralizare. Ventilatorul va trage aerul cu clor gazos, din depozitul cu butoaie cu clor in care s-a semnalat degajarea de clor, si-l va trece prin turnul de neutralizare ascendent in contra curent cu solutia de NaOH. Aerul tratat va fi retrimis in depozitul de clor din care a fost aspirat prin gurile de evacuare amplasate la partea superioara a depozitelor de clor. Instalatia va functiona pana cand concentratia de clor gazos va scadea sub limita setata in detectorul de clor (0,35 ppm clor) cand va opri instalatia de neutralizare si va porni instalatia de ventilatie ce va evacua aerul cu urme de clor in atmosfera pana cand concentratia clorului in aerul din depozit va fi sub 0,20 ppm.

In sala operatorului se gaseste echipamentul SCC (sistem de comanda si control), un echipament a carui functionare se bazeaza pe existenta unui automat programabil optimal proiectat pentru supravegherea si controlul proceselor tehnologice. Fiind un echipament inteligent, functioneaza fie independent, fie sub controlul echipamentului de la SMA-Clorinare.

Echipamentul este dotat cu un puternic pachet software. Acest pachet software permite programarea fiecarui echipament local in concordanta cu functiile concrete specifice echipamentului respectiv in cadrul sistemului distribuit.

SCC Clorinare este dotat cu tastatura proprie si cu afisaj cu cristale lichide pe care se vizualizeaza oricare din parametrii ce sunt utilizati de SCC-Clorinare in procesul de monitorizare si control al procesului. Deasemenea SCC-Clorinare este conectat la calculator, pe care ruleaza aplicatia SCADA- Proces clorinare Statiei de Tratare a apei BEGA prin intermediul unui convertor de interfata RS485/RS232. Protocolul de comunicare cu SMA este de tip MODBUS.

Daca se intrerupe tensiunea de alimentare furnizata de TGD-Statie de clorinare intra imediat in functiune sursa neintreruptibila simultan cu emiterea unui semnal sonor de avertizare pentru a se lua masurile de rigoare pentru restabilirea alimentarii cu energie electrica in termen de maxim 45 minute de la aparitia semnalului sonor de avertizare.

In sala tabloului general de distributie sunt montate doua echipamente si anume: tabloul general de distributie montat pe perete si echipamentul AER 2x7.5. Pe pardoseala este montat un covor electroizolant din panza cauciucata.

Reglarea si controlul procesului se realizeaza prin patru bucle de automatizare-monitorizare bazate pe legea reglarii dupa abatere, marimile de comanda fiind clorul liber rezidual determinat dupa 30 de minute de contact si debitul de apa.

Prima bucla regleaza dozarea clorului in apa decantata iar a doua in coloanele de apa filtrata functie de valorile de referinta setate. Bucla a treia modifica valoarea de referinta a clorului liber rezidual, la coloanele de apa filtrata, functie de valoarea lui determinata la iesirea apei din rezervoare.

Bucla finala realizeaza o reglare de finete a concentratiei de clor in apa distribuita astfel ca aceasta se mentine constant la valoarea de referinta setata.

In locurile in care intre punctul de injectie si punctul de masurare nu este o distanta suficienta pentru realizarea timpului de contact, acesta s-a simulat prin intercalarea unei tevi, intre punctul de prelevare si analizor, astfel dimensionate incat timpul de parcurgere a ei sa fie egal cu timpul de contact necesar (30 minute).

Pentru siguranta traseele de transport a apei cu clor la coloanele cu apa filtrata (postclorinare) au fost dublate.

b) Camere de amestec

     

Fig. IV.8.                                                         Fig. IV.9.

Amestecul reactivilor cu apa bruta se realizeaza in cele doua camere de amestec (una in functiune, a doua fiind de rezerva).

Acestea sunt de tip static prevazute cu sicane si salt hidraulic, realizate din beton armat.

c) Camere de reactie

Fig. IV.10.

In camera de reactie are loc coagularea si formarea flocoanelor in urma reactiei dintre suspensiile coloidale din apa si reactivii adaugati.

    

Fig. IV.11.                                                Fig. IV.12.

    

Fig. IV.13.                                              Fig. IV.14.

Cele trei camere de reactie sunt de tip static longitudinal cu salt hidraulic, avand fiecare 6+1 sicane, cuplate constructiv intr-o baterie realizata monolit din beton armat. Acestea sunt dimensionate pentru asigurarea unei viteze a apei de 0,2-0,4 m/s, timpul de trecere al apei fiind

cuprins intre 15-30 minute, valori variabile functie de debitul de apa tratat.

Viteza de circulatie a apei in camera de reactie este reglata pentru a mentine in suspensie flocoanele formate in urma tratarii chimice, fara a fi insa distruse.

Intrarea apei din canalul de legatura dintre camera de amestec si camerele de reactie se asigura prin intermediul unor stavilare plate actionate manual ce permit selectarea sau izolarea lor dintr-o camera de distributie. Iesirea apei din camerele de reactie in decantoare este controlata cu acelasi tip de stavilare.

d) Decantoare

Decantarea este faza procesului tehnologic in care are loc limpezirea apei prin sedimentarea flocoanelor formate in camerele de reactie.

 

Fig. IV.15.                                               Fig. IV.16.

 

Fig. IV.17.                                                  Fig. IV.18.

Statia de Tratare a apei BEGA dispune de un numar de 27+6 decantoare dreptunghiulare de tip orizontal realizate din beton armat monolit.

Constructiv sunt realizate trei baterii, cuprinzand fiecare cate 9 decantoare asezate in linie si o baterie de 6 decantoare alaturata camerelor de reactie.

Alimentarea cu apa a decantoarelor se face dintr-un canal de sectiune dreptunghiulara prin intermediul stavilarelor de intrare.

Apa parcurge lungimea decantorului in 1-2 h, in functie de debitul captat.

Viteza orizontala a apei fiind mai mica decat viteza de sedimentare, permite limpezirea apei prin depunerea sub forma de namol, pe radierul decantoarelor, a materiilor in suspensie. Curba de sedimentare a flocoanelor prezinta un maxim a carei pozitie in lungul decantorului depinde de debitul de alimentare al acestuia (in general varful depunerilor de namol se situeaza in a doua treime a decantorului).

Fiecare decantor este prevazut cu instalatiile hidrotehnice necesare: vane, preaplin, perete semi-inecat pentru oprire plutitori si lama deversanta pentru reglare. La capatul aval al decantoarelor apa este colectata printr-un canal din beton armat conectat prin intermediul unor vane la conductele de transport a apei decantate spre bazinele de aspiratie ale Statiei de pompare treapta I-a.

 

  Fig. IV.19.                                                     Fig. IV.20.

Spalarea decantoarelor se asigura prin izolarea si scoaterea lor din functie, unul cate unul dupa un program bine stabilit sau functie de necesitate, inchizand stavilarul de acces al apei si deschizand vana de golire pentru evacuarea gravitationala a apei si namolului acumulat pe radierul acestuia. Prin intermediul canalului de legatura dintre canalul de colectare namol si statia de pompare a namolului, ajunge in canalul Subuleasa. La fiecare spalare se pierde cel putin ½ din volumul de apa continut in fiecare decantor precum si apa utilizata la spalarea cu jet sub presiune a peretilor si radierului. La punerea in functie a decantorului, ½ din apa decantorului vecin care urmeaza sa fie spalat se recupereaza prin vana de comunicare amplasata pe peretele comun dintre decantoare.

e) Statia de pompare Treapta a I-a

De la captare pana la faza de colectare a apei decantate curgerea apei este gravitationala, incinta uzinei fiind sub nivelul apei din canalul Bega.

Transportul apei din canalul colector de apa decantata spre canalele de alimentare a filtrelor aflate la cca. 10-12m deasupra solului a impus realizarea unei trepte intermediare de pompare cu presiune redusa (1,2-1,4 bari) denumita Treapta I-a de pompare.

Una dintre electropompe este echipata cu convertizor static de frecventa preluand automat varfurile debitului de apa decantata prin semnalul dat de senzorul de nivel din puturile de aspiratie. Statia de pompare Treapta a I-a este complet automatizata numarul pompelor in functiune este variabil functie de debitul captat si nivelul apei in canalul de apa decantata.

Legatura dintre statia de pompare si statiile de filtrare in functiune la Statia de Tratare a apei BEGA_2, se realizeaza prin intermediul unei conducte de legatura, din otel in punctele obligate (partea supraterana, curbe, vane, debitmetru, etc) si tuburi HOBAS (portiunile subterane). Portiunile supraterane sunt termoizolate.

Conducta de legatura este echipata cu vane de separatie tip fluture, supape de aerisire automate, vane de golire si doua debitmetre ultrasonice KROHNE cu ajutorul carora se poate masura debitul de apa decantata directionat pe fiecare statie de filtre: de regula ½ Q la filtrele apartinatoare Statiei de Tratare a apei BEGA_4 si cate ¼ Q la filtrele etapei a III-a si  a IV-a (acestea sunt statii de filtrare construite in timp, ca etape de dezvoltare).

f) Statii de filtrare

Pentru filtrarea apei Statia de Tratare a apei BEGA dispune de trei statii de filtrare, toate in functiune.

Se utilizeaza filtre rapide deschise echipate cu nisip cuartos cu granulometria de 0,7-1,4mm.

Suprafata totala de filtrare este 1200 m2.

Pentru colectarea apei filtrate si spalarea in contra-curent cu apa si aer, patul drenant este realizat din placi din beton armat echipate cu crepine avand fanta de 0,4 mm.

Filtrele sunt realizate din beton armat monolit, asemanator constructive.

Statia de filtrare etapa a III-a. Statia de Tratare a apei BEGA_2.

-        echipata cu 8 filtre rapide deschise cu o singura cuva,

-        admisia apei in fiecare filtru se face prin intermediul unor vane stavilar dintr-un canal deschis cu sectiune dreptunghiulara;

-        spalarea filtrelor se face cu apa si aer in contracurent, de regula o data la 72 ore,

Statia de filtrare etapa a IV-a. Statia de Tratare a apei BEGA_2.

-        echipata cu 8 filtre rapide deschise cu o singura cuva;

-        admisia apei in fiecare filtru se face prin intermediul unor stavilare manuale dintr-un canal deschis cu sectiune dreptunghiulara

-        spalarea filtrelor se face cu apa si aer in contracurent de regula o data la 72 ore

Statia de filtrare corespunzatoare Statiei de Tratare a apei BEGA_4.

-        echipata cu 12 filtre rapide deschise cu doua cuve.

-        admisia apei in fiecare filtru se face prin intermediul unor stavilare manuale dintr-un canal deschis cu sectiune dreptunghiulara

-        spalarea filtrelor se face cu apa si aer in contracurent de regula o data la 72 ore

Mentinerea unui nivel minim de apa deasupra stratului filtrant se face automat prin reglarea unei electrovane fluture de pe coloana totala de apa filtrata prin intermediul traductorilor de presiune.

Toate statiile de filtrare sunt echipate cu instalatii hidrotehnice formate din: conducte din otel, vane cu clapa fluture manevrate manual sau pneumatic ( la Statia de Tratare a apei BEGA_4), instalatii de recoltare probe, etc.

Viteza de filtrare a apei este de 3-4m/h.

Se monitorizeaza in flux calitatea apei filtrate prin intermediul turbidimetrelor de proces 1720D de tip HACH (0-100NTU), montate pe coloana totala de apa filtrata.

Evacuarea apelor de spalare se face direct in canalul Subuleasa din imediata vecinatate a uzinei, ce se descarca in Canalul Bega, aval de nodul hidrotehnic.

REZERVOARE DE INMAGAZINARE

Volumul total de inmagazinare existent la Statia de Tratare a apei BEGA este de 38.500 m3 din care 1/3 reprezinta rezerva intangibila de incendiu. Acest volum este repartizat astfel: doua rezervoare a cate 3.500 m3, un rezervor de 7.000 m3 si doua rezervoare a cate 10.000 m3si un rezervor de 4.500 m3.

Rezervoarele de 3.500 m3 si 7.000 m3 sunt de tip semi-ingropat, executate din beton armat monolit, fiind prevazute cu sicane pentru circulatia apei. Termoizolatia este realizata prin acoperirea cu un strat de pamant de un metru grosime. Aceste rezervoare sunt alimentate cu apa filtrata de la statiile de filtrare etapa a III-a si etapa a IV-a prin intermediul unor conducte de otel cu diametru de 800 mm prevazute cu vane de izolare.

Cele doua rezervoare de 10.000 m3 sunt de asemenea semi-ingropate, cu sicane pentru circulatia apei, executate din beton armat prefabricat. Termoizolatia si hidroizolatia este realizata numai pentru acoperis si partea ingropata. Alimentarea acestor rezervoare se face de la statia de filtrare a Statiei de Tratare a apei BEGA_4 prin intermediul unor conducte de otel cu diametrul de 800 mm prevazute cu vane de izolare.

Rezervorul de 4.500 m3 este amplasat sub filtrele Statiei de Tratare a apei BEGA_4, fiind alimentate cu apa filtrata de la aceasta statie. Volumul de apa din acest rezervor constituie rezerva pentru spalarea filtrelor.

Toate rezervoarele sunt legate la o conducta unica de alimentare a putului de aspiratie a pompelor de distributie, asigurandu-se astfel exploatarea cu acelasi nivel de apa in toate rezervoarele. Inaltimea maxima a nivelului apei in rezervoare este de 4,5m, nivelul apei din

rezervoare fiind urmarit in flux prin intermediul traductoarelor de nivel ultrasonice montate in fiecare rezervor pe calculatorul operatorului de serviciu.

Asigurarea volumului intangibil necesar stingerii incendiilor, calculat pentru capacitatea de inmagazinare a apei existenta in toate cele trei statii de tratare a apei ( Statia de Tratare a apei URSENI, Statia de Tratare a apei BEGA si Statia de Tratare a apei RONAT),impune pastrarea unui nivel minim al apei in rezervoare, situat la cota pragului de deversare in puturile de aspiratie al pompelor de distributie.

Celor doua grupe de rezervoare (2 x 3.500 + 7.000 si 2 x 10.000) m3 le-au fost alocate initial statii proprii de pompare pentru distributie.

In prezent acestea sunt rezerve pentru noua statie de pompare. Dotarea acestor statii de pompare este descrisa la capitolul cu utilaje functionale de rezerva.

STATIA DE POMPARE A APEI POTABILE IN RETEAUA DE DISTRIBUTIE (TREAPTA A II-A)

Statia de pompare este echipata cu doua pompe LNN 500 WORTHINGTON (Q=5.000 m3/h, P=1.000kW, n=950 rot/min) alimentate pe 6kV si actionate prin intermediul unui convertizor static de frecventa care, prin variatia turatiei motorului, asigura in orice moment debitul si presiunea solicitata de sistemul de distributie al apei pe vatra municipiului.

Comanda de reducere sau marire a turatiei motorului este data de variatia presiunii in sistem, fata de o valoare de referinta, printr-un echipament de urmarire si comanda amplasat intr-un punct caracteristic de masurare a presiunii in retea, aflat in centrul municipiului.

Pe conductele de aspiratie si refulare sunt montate electrovane de Ф1.000 mm si armaturi specifice. Aceste pompe refuleaza in doua conducte din otel Ф1.600 mm care la cca. 200 m de uzina se ramifica  si alimenteaza reteaua radial-inelara de conducte ce alcatuieste sistemul de distributie a apei in municipiul Timisoara.

Intregul proces de distributie a apei este complet automatizat printr-un sistem de comanda si control supravegheat pe PC de operatorul de serviciu, pompele putand functiona cu sau fara convertizor.

     

Fig. IV.21.                                                              Fig. IV.22.




Sectia Apa Timisoara

Sector apa de suprafata – Statia de Tratare a apei Bega (Uzina de apa nr. 2+4)

IV.1. Statia de Tratare a apei URSENI (Uzina de apa nr. 1) – prezentare grafica

Sectia Apa Timisoara

Sector apa de adancime – Statia de Tratare a apei URSENI (Uzina de apa nr. 1)

IV.2. Statia de Tratare a apei RONAT (Uzina de apa nr. 5) – prezentare grafica

Sectia Apa Timisoara

Sector apa de adancime – Statia de Tratare a apei Ronat (Uzina de apa nr. 5)


V. CONSIDERATII PRIVIND UTILIZAREA REACTIVILOR DE COAGULARE – FLOCULARE IN TRATAREA APEI

Turbiditatea si culoarea unei ape sunt in principal cauzate de prezenta in apa a unor particule foarte mici, denumite particule coloidale. Aceste particule pot ramane in suspensie in apa pe durata foarte lunga de timp, pot deasemenea sa traverseze un filtru foarte fin si datorita acestei  stabilitati nu au tendinta de a se aglomera.

Pentru eliminarea acestor particule se recurge la procedeele de coagulare si floculare.

Coagularea consta in primul rand in destabilizarea suspensiei coloidale si apoi in agregarea particulelor in mici agregate sau flocoane.

Flocularea  este procesul de marire  si de  uniformizare a flocoanelor sub influenta unei agitari lente. Ea completeaza faza de coagulare si vizeaza sa asigure o mai mare coeziune a floconului si o viteza mai mare de sedimentare  ceea ce permite utilizarea decantoarelor la capacitate maxima.

V.1.Conditii necesare pentru realizarea unei bune coagulari

  

Fig. V.1.                                                        Fig. V.2.

Fig. V.3.

Mai multe variabile, nedisociabile, sunt de luat in considerare pentru optimizarea coagularii.

a)  Conditii fizice

Trebuie asigurata o amestecare rapida (cateva secunde) si energica a coagulantului cu apa, eventual prin injectarea intr-un loc agitat, turbulent, caracterizat de un gradient al vitezei important pentru a garanta intreaga sa eficacitate: 400 < gradient de viteza (G) < 1000 s-1.

b)  Conditii chimice

Cei doi parametrii principali de luat in considerare pentru obtinerea unei bune coagulari sunt doza de coagulant si pH-ul final al apei tratate.

  Coagulantul

Alegerea este in functie de caracteristicile ape brute, in principal turbiditatea si culoarea acesteia. In practica, dozele aplicate sunt superioare dizelor minime teoretice, pentru a asigura o precipitare abundenta a hidroxidului metalic si garantarea efectului de „baleiere” in desfasurare.

Alegerea coagulantului si concentratia optima de aplicare poate fi determinata prin incercari in laborator (Jar test).

pH-ul final

            Este o variabila foarte importanta.

            Rezultatul optim al unui compromis:

                        - reducerea considerabila a turbiditatii si / sau a culorii. Intr-adevar, pH-ul nu este neaparat acelasi pentru a avea efect maxim in privinta eliminarii turbiditatii si culorii. Se acorda in general o importanta mai mare reducerii turbiditatii. pH-ul uzual se situeaza aproape de 6,0 in cazul apelor cu turbiditate mica dar colorate si foarte aproape de 7,0 pentru apele foarte dure si cu turbiditati mari.

                       

                        - asigurarea unei precipitari adecvate a hidroxizilor formati din sarea metalica adaugata ca si coagulant, in asa fel incat produsii solubili de aluminiu sau fier din apa decantata sa fie practic inexistenti.

            Alti parametrii cum ar fi temperatura, prezenta sarurilor dizolvate, turbiditatea si culoarea pot in egala masura se influenteze coagularea.

V.2. Flocularea. Actiunea floculantilor

       

Fig. V.4.                                                        Fig. V.5.

Fig. V.6.

Floculantii au o actiune interparticulara, prin crearea de punti de legatura intre microflocoanele rezultate din etapa de coagulare.

Acestia sunt polimerii cu mase moleculare mari (sporind densitatea floconului) avand fie grupari polare adsorbabile de catre particule datorita fortei van der Waals, fie grupari reactive incarcate cu sarcini electrice inverse fata de suspensia de tratat.

V.3.Conditii necesare pentru realizarea unei bune floculari

Trei parametrii conditioneaza reusita acestei etape:

a) Floculantul

Exista o doza optima de floculant, care este determinata prin incercari de laborator (Jar test).

b) Temperatura

Ea va influenta etapa de floculare pericinetica sau microflocoanele de diametru <1 μm se vor intalni sub actiunea agitarii termice (miscare browniana).

Micsorarea numarului de particule in timpul aceste faze este influentata de temperatura. Se pleaca de la o expresie matematica, la o scadere a temperaturii scade numarul de ciocniri eficace dintre particule (microflocoane) si creste vascozitatea apei, deci se impiedici decantarea.

c) Agitarea mecanica

Agitarea mecanica caracterizata prin gradientul sau de viteza si durata sa, va conditiona desfasurarea procesului de marire a dimensiunilor floconului (floculare ortocinetica).

Obiectivul este utilizarea in timpul agitarii a unui gradient de viteza optim G pentru garantarea unei bune decantari (marime, densitate, coeziune) a floconului.

Deci, trebuie gasit un echilibru intre frecventa ciocnirilor dintre microflocoane si ruptura lor mecanica.

In general G este apropiat de 100 s-1 (aceasta este o functie crescatoare a vitezei de rotatie).

Tehnologiile clasice actuale in domeniul tratarii apei potabile si a apelor industriale uzate, folosesc ca reactiv de baza in faza de limpezire sulfatul de aluminiu – Al2(SO4)3.

Cresterea progresiva a consumului de apa, a determinat in cele mai multe situatii, o depasire a capacitatii de prelucrare a statiilor de preparare cu efecte negative asupra calitatii apei obtinute. O degradare tot mai accentuata a calitatii apei brute, in mod deosebit a apelor de suprafata, ce alimenteaza statiile de tratare a apei, a dus implicit la o crestere exagerata a consumului de sulfat de aluminiu, fapt remarcat de specialisti prin depasirea limitei admise a continutului de aluminiu rezidual.

Pentru motivele aratate, cat si conditiile specifice ce caracterizeaza fiecare din statiile de tratare, si ar fi suficient sa ne referim la tratarea apei la temperaturi scazute 4-10 °C, au determinat pe plan mondial orientarea producatorilor de apa catre noii reactivi si agenti de tratare in scopul eliminarii dezavantajelor pe care le prezinta sulfatul de aluminiu si imbunatatirea parametrilor de potabilitate a apei.

Dintre produsii noi utilizati se remarca, pentru performantele lor, polimerii din clasa poliacrilamidelor, aceste produse fiind avizate de Ministerele Sanatatii din tarile firmelor producatoare, precum si din tarile unitatilor beneficiare, inclusiv in Romania.

In schema tehnologica a statiilor de tratare a apei, coagularea-flocularea trebuie abordata ca un proces distinct, pentru ca de eficienta acestuia depind direct rezultatele obtinute in treptele de decantare.

Sintetizarea elementelor care formeaza complexul denumite coagulare-floculare se face dupa cum urmeaza:

- stadiul 1 – introducerea coagulantului, urmata de reactia cu apa prin ionizare, hidroliza si polimerizare;

- stadiul 2 – destabilizare determinata prin comprimarea stratului dublu de ioni, adsorbtia specifica a ionilor de coagulant la suprafata particulelor, incluziunea coloidului intr-un hidroxid si formarea legaturilor interparticulare ale diferitelor specii de coagulant;

- stadiul 3 – transport caracterizat prin miscare browniana (floculare pericinetica) si dispersia energiei (floculare ortocinetica).

Rolul coagularii-flocularii este sa asigure posibilitatea retinerii materiilor in suspensie si coloidale in etapele de decantarea si filtrare.

Eliminarea substantelor dizolvate necesita pentru fiecare specie un tratament specific cu sau fara treapta de coagulare-floculare.

Pentru a destabiliza o suspensie coloidala trebuie anulata bariera energetica Es; se cere deci, diminuarea fortelor de respingere electrostatice.

Exista numeroase teorii care analizeaza mecanismele diminuarii fortelor de respingere electrostatice, dintre care se mentioneaza:

Potentialul Zeta.

Electroforeza permite stabilirea potentialului Z (cand o particula este supusa unui camp electric, ea atinge practic instantaneu o viteza care conduce la stabilirea unui echilibru intre fortele electrice de atractie si cele de frecare date de vascozitatea mediului).

Anularea potentialului Z este echivalenta cu situatia optima la care se pot desfasura reactiile de coagulare-floculare.

Din cele de mai sus se pot defini:

Coagularea – reprezinta destabilizarea particulelor coloidale prin adaugarea unui reactiv chimic (coagulant).

Flocularea – reprezinta aglomerarea particulelor descarcate in microflocoane, urmate de formarea macroflocoanelor. Flocularea poate fi imbunatatita prin adaugarea unui floculant sau adjuvant de floculare.

In floculare apar doua etape:

- flocularea pericinetica, legata de difuzia browniana, caracterizata de ecuatia:

  

in care:

np = numarul de particule/unitatea de volum;

= gradientul coliziunilor in unitatea de timp;

= coeficient de probabilitate de ciocnire a particulelor;

k = constanta Boltzmann;

T = temperatura absoluta;

η = vascozitatea dinamica;

d = diametrul particulei.

- flocularea ortocinetica, este caracterizata in functie de structura miscarii in masa de apa:

        - miscare laminara;

          - miscare turbulenta.

Gradientul de viteza este un parametru important care actioneaza asupra probabilitatii de formare a macroflocoanelor; literatura recomanda valorile:

G = 400 s-1 in etapa de coagulare;

G = 1000 s-1 in etapa de floculare.

Pe baza celor de mai sus rezulta ca procesul de neutralizare a sarcinii electrostatice a coloidului este complex si este determinat de:

- calitatea apei: turbiditate, alcalinitate, pH, temperatura, natura si sarcina coloidului;

- conditiile de disociere a coagulantului pentru obtinerea celor mai favorabile situatii din punct de vedere al imbracarii invelisului acestuia.

Insumarea acestor factori poate fi definita ca amprenta de tratabilitate a unei cantitati de apa. Aceasta este unica chiar pentru sectiuni diferite ale aceluiasi curs de apa.

V.4. Elemente generale privind coagulantii pe baza de aluminiu

Substantele existente in apele de suprafata se pot prezenta sub diferite forme cum ar fi: ioni, complecsi anorganici, complecsi organici naturali, complecsi organici de sinteza, coloizi hidrofili, coloizi hidrofobi si substante in suspensie gravimetrica.

In urma interactiilor dintre compusi si componenta vie a mediului acvatic, apa bruta va prezenta anumite caracteristici care privite global reprezinta matricea minerala, organica si microbiologica a acesteia.

Cei mai raspanditi coagulanti folositi in tratarea apelor de suprafata sunt:

- suflatul de aluminiu hidratat Al2(SO4)3 · nH2O, unde n = 14; 16; 18 – este dozat sub forma uscata sau prehidrolizata;

- clorura de aluminiu sub forma lichida AlCl3

- aluminatul de sodiu NaAlO2

- polimeri ai aluminiului de tipul Aln(OH)p(Cl)q(SO)z cu un raport molar (OH)/(Al) cuprins intre 0,4 – 3; retetele de preparare si compozitia exacta constituie patente.

Utilizarea sarurilor de aluminiu isi gaseste o explicatie in regula valentei potrivit careia coagularea se produce intotdeauna cu ioni de semn contrar sarcinii solului, iar pragul de coagulare scade foarte mult si brusc cu cresterea valentei ionului coagulant. Dupa cum se va arata insa, aluminiul poate interveni in reactiile de destabilizare a substantelor prezente in apa, nu numai ca aluminiu trivalent.

La anumite concentratii ale solilor, pragul de coagulare este dependent de activitatile ionilor coagulanti si este independent de natura lor.

Sarurile de aluminiu ca si cele pe baza de fier prezinta o anomalie a coagularii numita dubla coagulare care consta in redizolvarea precipitatului coagulat prin adaugarea unei cantitati mari de electrolit si coagularea lui din nou, daca continua adaugarea electrolitului.

Explicatia acestui fenomen consta in reincarcarea particulelor coagulate cu sarcini de acelasi semn cu cele ale ionilor coagulanti.

Observatiile legate de o comportare mai buna a polimerilor de aluminiu la un anumit tip de incarcare coloidala a apei au condus cercetarile in directia obtinerii unor solutii de tipul policlorurii bazice de aluminiu. Aceasta se poate obtine prin incorporarea intr-o solutie de 0,05 AlCl3 a hidroxidului de sodiu NaOH cu o viteza de 0,05 moli (OH) pentru fiecare mol de aluminiu/minut. Conditiile de amestec sunt deosebit de importante, necesitand turatii de ordinul a 250 rotatii /minut. La viteze mai mari de incorporare a ionilor (OH) se observa aparitia precipitatului.

Astfel pentru diferite r = (OH)/Al se constata:

- la r = 1,84 precipitarea se produce dupa 116 zile;

- la r = 2,47 precipitarea se produce dupa 500 ore;

- la r = 2,76 precipitarea se produce dupa 24 ore.

V.5. Recomandari pentru utilizarea polimerilor (floculanti) in exploatarea statiilor de tratare

Date generale

Terminologia de polielectroliti este adoptata in domeniul ingineriei sanitare pentru polimerii organici de sinteza utilizati in calitate de ajutatori de coagulare (sau adjuvanti). La nivel european se foloseste termenul de “floculanti”.

Adaosul polielectrolitilor organici in completarea sarurilor de aluminiu sau fier ce sunt utilizate in calitate de coagulanti primari in procesul de destabilizare a suspensiilor coloidale, permite accelerarea procesului de decantare si diminuarea dozelor de coagulant, in functie de calitatea fizico-chimica si biologica a apei tratate.

Studiile toxicologice efectuate in diferite tari au permis autorizarea unui numar de floculanti neionici, anionici sau cationici de catre Agentiile de Protectie a Mediului (EPA) pentru tratarea apei in scop potabil. Cei mai utilizati polimeri in tratarea apei sunt cei pe baza de monomer de acrilamida. Masa moleculara a polimerilor utilizati este de ordinul 106 – 107.

Un exemplu cu structura unui polimer anionic (copolimer acrilamida – acrilat de sodiu) se prezinta in continuare:

          CH2 CH – …………………………        CH2  CH –


                                                          

                        C = 0                                                              C = 0

                                                          

                         NH2                                                             

Dozele de polimeri, recomandate de literatura de specialitate pentru apa de baut pe baza a numeroase cercetari, sunt sub 1mg/l (ppm), doze uzuale de 0,1 - 0,2 mg/l apa.

Polimerii floculanti se livreaza sub forma solida (granule sau praf) sub forma de granule cu o anumita concentratie in substanta activa.

In cazul polimerilor solizi, prepararea solutiilor de lucru este anevoioasa (dizolvare in 1-3 ore) cu respectarea unor conditii de lucru stricte. Cei lichizi suporta numai dilutie.

Alegerea floculantului adecvat tratarii surselor de apa cat si stabilirea dozelor optime de floculant se face prin teste de laborator de tip JAR-TEST cu adaos de cantitati crescande de reactiv (coagulant si floculant), amestecare un anumit timp, sedimentare si analizarea calitatii apei limpezite din punct de vedere al principalilor parametrii de calitate ai apei (turbiditate, culoare, pH, substante organice, coagulant si floculant rezidual etc.).

Aplicarea floculantilor anionici se face de obicei dupa reactia coagulantului primar (sulfat de aluminiu, sulfat feros sau alt coagulant) in floculator sau la intrarea in filtre (dupa un bun amestec al coagulantului).

Floculantii cationici pot fi aplicati odata cu sulfatul de aluminiu fara a modifica conditiile mecanice.

Stabilitatea solutiilor diluate de polimeri este diferita functie si de concentratia lor. Exista date care arata ca pentru concentrat de 0,3-0,5 % (circa 3-5 g/l) conservarea dureaza 2-5 zile, functie de tipul polimerului.

 Dizolvarea polimerului

Avand in vedere ca polimerii solizi nu sunt usor solubili si pentru a evita o serie de neplaceri, atat la o faza industriala cat si in laborator, trebuie respectate conditiile de dizolvare indicate de producator. Practica utilizarii acestor polimeri indica o buna dizolvare, o agitare suficienta pentru mentinerea granulelor in suspensie, evitarea unui amestec energic pentru a nu permite degradarea mecanica a polimerului. Este necesara o foarte buna dispersie. Se evita adaugarea dintr-o data a intregii cantitati cantarite, deoarece granulele au tendinta de a se aglomera si de a forma o masa gelatinoasa (conglomerat) care apoi se dizolva foarte greu (4-5 ore fata 1-2 ore).

Pentru efectuarea testelor de floculare sunt necesare solutii de concentratie 0,1-0,2%; de obicei solutiile foarte diluate sunt foarte vascoase. In instalatii nu se lucreaza cu solutii sub 0,1%.

Mod de lucru:

- intr-un pahar cilindric de capacitate 500-1000 cm3 se introduce apa de dizolvare (recomandabil apa filtrata, fara clor activ), se adapteaza la un agitator mecanic cu palete sau magnetic;

- se porneste agitatorul si se regleaza turatia astfel incat sa se formeze un vortex suficient pentru a mentine granulele in suspensie, dar nu foarte energic ca sa degradeze produsul. Apoi se da drumul la cantitatea de polimer, treptat (putin cate putin) pana la inglobarea totala. Se amesteca pana la completa dizolvare (solutie omogena, vascoasa, fara particule vizibile). Solutiile dizolvate sunt utilizabile 24 ore, dupa acest timp pierzandu-si din activitate. Testele de laborator stabilesc timpul de utilizare functie de concentratia solutiei.

Deoarece polimerii organici de sinteza sunt produse cu caracter toxic-iritant pentru piele in concentratii mari, se va evita contactul direct cu pielea. Trebuie instituite reguli de protectia muncii pentru personalul care opereaza cu astfel de produse. Solutiile concentrate imprastiate pe sol sunt foarte alunecoase.

In cazul aplicarii polimerilor livrati sub forma solubilizata (solutii) este necesara numai o diluare la concentratia optima de dozare in instalatie (0,1-0,5%) astfel incat sa se obtina solutii cu vascozitate satisfacatoare in fluxul tehnologic.

Recomandari pentru efectuarea JAR-TESTELOR.

Concentratiile solutiilor de polimeri pentru efectuarea JAR-TESTELOR sunt 0,1-0,2 % mg/l.

Se calculeaza cantitatea de solutie functie de doza prestabilita.

Testul de floculare pentru inceput poate fi efectuat cu dozele 0; 0,1; 0,25; 0,5; 0,75 si 1 mg/l. Se repeta testul cu doze pe domeniul claritatii. Se pot utiliza si doze sub 0,1 mg/l.

Se introduc cantitatile de reactiv calculate, cat mai repede posibil, in fiecare pahar al JAR-TESTULUI. Concentratiile solutiilor trebuie sa fie astfel calculate incat volumul solutiilor adaugate in fiecare proba sa fie in jur de 2-3 ml. Se utilizeaza pipete sau seringi speciale.

Se stabilesc de catre laborator timpii de amestec optim si turatia optima similara conditiilor de amestec din statia de tratare.

Daca JAR-TESTUL cuprinde etapa amestec rapid si amestec lent, sunt recomandabile pentru amestec rapid turatii de 100-600 turatii/minut timp de 4-5 minute si amestec lent cu 30-40 turatii/minut, timp de 10-20 minute.

Probele se lasa sa decanteze un timp de cel putin 10 minute.

Dupa decantare se extrag probe de la suprafata (circa 2 cm sub suprafata) pentru masurarea parametrului turbiditate, fara a perturba flocoanele decantate. Inaltimea de extragere a probelor pentru determinarea turbiditatii trebuie sa fie aceiasi pentru toate probele. Dupa determinarea turbiditatii se vor determina si alti parametrii importanti (culoare, pH, substante organice, coagulant rezidual, floculant rezidual).

Se noteaza conditiile efectuarii JAR-TESTULUI: temperatura de lucru, turbiditatea initiala (apa bruta), pH initial etc.

Echipamentul necesar efectuarii testelor de coagulare-floculare.

                           

Fig. V.7.                                                            Fig. V.8.

             

Fig. V.9.                                                             Fig. V.10.

Fig. V.11.

Pentru testarea dozelor de polimeri (floculanti) se utilizeaza un dispozitiv obisnuit JAR-TEST, folosit pentru stabilirea dozelor de coagulant. Se poate utiliza daca sunt posibilitati de dotare si un echipament automatizat-computerizat pentru floculare.

Dupa ce se masoara parametrii initiali ai apei brute: turbiditate, pH, culoare, substanta organica, se introduce apa de tratat in paharele JAR-TESTULUI si se adauga solutie de coagulant in fiecare pahar, conform dozelor trecute in caietul JAR. Se regleaza amestecul la turatia stabilita si se mentine 5-10 minute (sau alt timp) agitare rapida; apoi 5-10 minute (sau alt timp) se mentine agitarea lenta. Dupa trecerea timpului afectat flocularii se opreste flocularea si se lasa probele sa decanteze. Un timp minim de 10 minute poate fi suficient pentru separarea in pahar.

Se scot probe cu pipeta automata sau seringa de la suprafata apei pentru determinarea turbiditatii. Se evita tulburarea probelor, iar din restul supernatantului se vor determina: pH, culoare, substante organice, coagulant rezidual, etc.

Se noteaza care este doza considerata ca optima din punct de vedere al turbiditatii si a celorlalti parametrii.

In instalatie se regleaza dozele pentru obtinerea de date similare.

Teste de stabilire a dozelor

Testul de stabilire a dozei de floculant.

Se introduce apa bruta in toate paharele dispozitivului, adaugand in fiecare pahar aceeasi doza de coagulant. Se amesteca rapid 5 minute (sau alt timp), se adauga apoi doze crescande de polimer (0,1-1 mg/l) mentinand o proba numai cu coagulant primar.

Se reduce turatia corespunzatoare amestecului lent pentru a permite flocularea si sedimentarea.

Dupa trecerea timpului de amestec lent se lasa la decantare. Se extrag probe pentru determinarea turbiditatii mai intai, apoi se efectueaza si celelalte determinari.

Se noteaza care este doza optima de floculant.

Testul pentru reducerea dozei de coagulant.

Se repeta testul de floculare, cu doze de coagulant reduse cu 10, 20, 30, 40% fata de testul initial de stabilire a dozei de coagulant, adaugand doze crescande de polimer pentru fiecare caz.

Se examineaza probele ca si la testele precedente si se stabilesc dozele optime.

In instalatii se aplica doze apropiate acestor valori pentru obtinerea unei ape cu parametrii satisfacatori.

Experimentarile cu polielectroliti se efectueaza utilizand o instalatie JAR-TEST de laborator cu 6 posturi.

Modul de lucru:

Pentru efectuarea determinarilor JAR-TEST este necesar a fi pregatita, solutia de sulfat de aluminiu, de o concentratie corespunzatoare plajei de turbiditati a apei brute, ce urmeaza a fi tratata. Se pregatesc, de asemenea solutiile de polielectroliti, de concentratie 1 g/l (0,1%).

La pregatirea solutiilor de lucru, de polielectrolit, se recomanda a se respecta cu rigurozitate modul de preparare, adaugarea substantei solide in apa trebuie facuta astfel incat sa se evite aglomerarea particulelor, agitarea pe toata durata pregatirii sa se faca lent, pentru a evita ruperea lantului molecular, iar in final solutia obtinuta trebuie sa fie omogena.

Temperatura de lucru este cea ambianta si nu se recomanda sa se depaseasca o valoare de 40-60 °C.

Instalatia JAR-TEST de laborator se compune dintr-un numar variabil de pahare, recomandabil de 1 l (4-6-8), prevazute cu agitare reglabila in trepte sau continuu cu sau fara cuantometru.

Metoda de lucru recomandata de specialistii in domeniu este in principiu aceeasi, putand prezenta insa unele variatii de parametrii (durate de timp) de la o firma la alta.

In principiu, efectuarea unei determinari in JAR-TEST consta in prelevarea unui volum de apa bruta cu caracteristici determinate, dozarea cu instrumentar adecvat a solutiei de sulfat de aluminiu, urmata de o agitare usor turbulenta, dozarea polimerului ce urmeaza a fi testat urmat de o agitare lenta.

Dupa realizarea acestor etape, sistemul se lasa sa sedimenteze (agitarea oprita), 30 minute, timp in care se fac observatii asupra sistemului, urmarind marimea flocoanelor formate (daca acestea se formeaza) aspecte legate de viteza de sedimentare, claritatea solutiei limpezite etc.

In final se preleveaza din portiunea limpezita (supernatant) proba pentru efectuarea determinarilor pe care cercetatorul le considera necesare (pH, turbiditate sau analiza completa inclusiv biologica).

V.6. Tipuri de polielectroliti in potabilizarea apei

Consideratii preliminare

Apa contine trei categorii de compusi, clasificati astfel:

- materii in suspensie de origine minerala (nisipuri, argile) sau organica (rezultate din descompunerea materiilor vegetale sau animale, acizi unici sau fulvici); la acesti compusi se adauga microorganisme: bacterii, plancton, alge si virusi. Aceste substante dau turbiditate si culoare.

- materii coloidale (cu dimensiuni mai mici de 1μ); au aceiasi origine ca si cele precedente, dar marimea mult mai redusa si determina o decantare excesiva de lenta.

- materii dizolvate, in general cationi sau anioni de natura minerala sau chiar organica; se gasesc de asemenea gaze (oxigen, dioxid de carbon si hidrogen sulfurat) in stare dizolvata sau libera.

Complexitatea fenomenelor de coagulare-floculare, schimbarile permanente in calitatea apei brute, datorate atat factorilor climatici cat si interventiei omului,  determina corectii si modificari permanente ale proceselor de tratare, precum si o continua cautare a combinatiilor de reactivi care corespund cel mai bine tipurilor de ape brute utilizate in productia de apa potabila.

Rolul coagularii-flocularii este sa asigure posibilitatea retinerii materiilor in suspensie si coloidale in etapele de decantare si filtrare.

In general, coloizii sunt supusi la doua tipuri de forte:

-  forte de atractie van der Waals, determinata de structura si forma coloidului si de natura mediului;

- forte de respingere electrostatice, determinata de sarcina superficiala a coloidului.

Stabilitatea unei suspensii coloidale depinde de bilantul fortelor de atractie si de respingere. Pentru a destabiliza o suspensie coloidala trebuie anulata bariera energetica Es; se cere deci diminuarea fortelor de respingere electrostatica.

Reactivii utilizati in procesele de coagulare-floculare au cunoscut o diversificare si o dezvoltare extrem de mare in ultimii ani. Mecanismele de lucru ale coagulantilor si adjuvantilor nu sunt insa pe deplin lamurite, fapt care implica necesitatea unor studii consistente de tratabilitate pentru identificarea reactivilor care conduc la cele mai bune rezultate in situatiile particulare ale fiecarei surse de apa bruta.

In alegerea coagulantului se tine seama de o serie de considerente ca:

- natura coloizilor prezenti in apa, care in marea lor majoritate sunt incarcati electric negativ;

- coagulantul sa aiba o viteza si o capacitate de coagulare cat mai mare;

- coagulantul sa formeze flocoane mari, consistente, grele, care sa asigure marimea hidraulica cu un efect de limpezire cat mai bun si o eliminare cat mai completa a culorii;

- efectul coagulantului sa depinda cat mai putin de natura apei, deoarece practic nu exista doua ape care sa se comporte identic la coagulare.

In tara noastra cei mai folositi agenti de coagulare sunt sarurile de aluminiu si fier, fiecare clasa prezentand avantaje si dezavantaje in procesul de potabilizare. Din practica coagularii s-a observat ca are loc o imbunatatire substantiala a procesului prin utilizarea adjuvantilor de coagulare, substante care prin natura lor maresc eficienta coagulantilor, diminueaza dezavantajele acestora, necesitand cheltuieli minime.

Adjuvantii de coagulare in functie de natura lor pot fi anorganici (silice activa, argile bentonitice), organici naturali sau modificati (amidon, compusi celulozici, colagen, polizaharide cu grupe active) si organici sintetici, denumiti si polielectroliti.

Polielectrolitii se obtin prin polimerizare, au mase moleculara mare si poarta grupe functionale ionizabile. Mecanismul de actionare al acestora depinde de compozitia lor chimica si de caracterul ionic al grupelor active (cationice, anionice sau neionice).

      

     

   

  Fig. V.12.                                                      Fig. V.13.

Fig. V.14.

Produsele Floerger

Dupa ce suspensiile coloidale au fost destabilizate de coagulant, polimerii floculanti sunt in mod frecvent folositi ca sa mareasca performanta proceselor de limpezire. Acesti polimeri floculanti unesc microfloculele formate in timpul coagularii pentru a produce flocule mari.

Folosind doar cantitati mici din acesti floculanti care urmeaza coagularii se mareste dimensiunea floculelor, se accelereaza formarea floculelor si se produce o formare de flocule mai dense si mai rapida.

Folosirea floculantilor in acest mod limiteaza de asemenea doza de coagulant la o cantitate minima ceruta ca sa destabilizeze suspensia coloidala pentru ca excesul de coagulant nu are nevoie sa produca o suspensie care sa se stabilizeze.

Floculantii pot ajuta la:

- imbunatatirea calitatii apei coroborata cu scaderea timpului de retinere si surplusul de impuritati este eliminat;

- marirea performantei de filtrare a sistemului;

- scaderea tratamentului cu namol si reducerea problemelor de functionare si a costurilor.

Polimeri anionici si neionici

SNF Floerger produce o mare varietate de polimeri floculanti pentru folosirea lor in aplicarea tratamentului pentru potabilizarea apei.

Serile de polimeri floculanti pot fi cationice, anionice si neionice. Sunt la dispozitie sub forma de praf intr-o forma larga de densitati si mase moleculare.

Polimeri neionici

FLOPAMTM

AH 912 PWG – FA 920 PWG

Acesti floculanti au la baza homopolimer acrilamida. Ei sunt produsi prin polimerizarea monomerului acrilamida. Valenta lor este zero, nu au incarcare negativa sau pozitiva.

Polimeri anionici

FLOPAMTM

AN 900 PWG

Acesti floculanti sunt produsi prin copolimerizarea acrilamidei si a monomerului de acrilat de sodiu in proportii variate. Cantitatea grupului functional determina folosirea fiecarui produs in serii pentru flocularea particulelor in suspensie.

Poliacrilamida:

- are solubilitate mare in apa

- masa moleculara ridicata

- se utilizeaza la flocularea apelor reziduale.

Poliacrilamida se poate transforma usor prin reactii polimer anaogice intr-o serie de compusi macromoleculari care au pe lant diferite grupe functionale polare.

Proprietatile fizice ale poliacrilamidei in stare solida:

- poliacrilamida este un polimer de culoare alba, liniar si cu structura cap-coada

- daca temperatura de polimerizare este mai mare de 50 °C se obtin si catene ramificate

- poliacrilamida cu masa moleculara mai mare de 105 este un compus macromolecular dur, rigid, sticlos cu densitatea la 23 °C de 1,302 g/cm3 si care se inmoaie in intervalul de temperatura 200-210 °C.

- la temperaturi mai mari de 220-300 °C poliacrilamida pierde NH3 si apa, iar la temperaturi cuprinse intre 440-500 °C pierde 60% din greutate.

Dizolvarea poliacrilamidei:

- timpul de dizolvare si vascozitatea solutiei cresc cu cresterea masei moleculare

- viteza de dizolvare a poliacrilamidei in apa scade la cresterea masei moleculare, scaderea temperaturii si reducerea agitarii.

Studiul solutiilor de poliacrilamida a aratat ca aceasta prezinta o instabilitate in timp  care consta in scaderea vascozitatii si in micsorarea capacitatii de floculare sau de reducere a frecarilor in curgerea turbulenta.

Stabilitatea depinde de mai multi factori:

- masa moleculara si concentratia polimerului

- viteza de forfecare

- temperatura

- pH-ul

- prezenta unor substante straine.

POLIMERI ANIONICI DE TIP FLOERGER

AN 910

AN 923

AN 934

AN 945

AN 956

Masa moleculara

Foarte mare

Foarte mare

Foarte mare

Foarte mare

Foarte mare

Marimea ochiului sitei

Maxim 2

Maxim 2

Maxim 2

Maxim 2

Maxim 2

Densitatea aparenta

0,8

0,8

0,8

0,8

0,8

Concentratia de operare recomandata (g/l)

3

3

3

3

3

Concentratia maxima de operare (g/l)

5

5

5

5

5

Stabilitatea solutiei (zile)

1

1

1

1

1

Temperatura de depozitare (°C)

0-35

0-35

0-35

0-35

0-35

Durata limita de depozitare (luni)

24

24

24

24

24

Produsele Fitpol sunt floculanti polimerici, avand in compozitia lor unul sau mai multi polimeri ai acidului acrilic cu diferiti monomeri acrilici sau vinilici.

Acestia sunt polimeri de masa moleculara medie, posedand sarcini electrice si/sau grupe polare (polielectroliti), total miscibili cu apa, care prin diluare la concentratii de 0,1-0,5 % se folosesc la tratarea apelor ca floculanti sau adjuvanti de coagulare, inlocuind total sau partial reactivii clasici (sulfatul de aluminiu, clorura ferica, sulfatul feros) utilizati curent. Tehnologia de obtinere a produselor Fitpol consta in polimerizarea in solutie apoasa a monomerilor (acid acrilic, acrilamida, acetat de vinil si anhidrida maleica), in prezenta de cantitati infime de persulfat de potasiu, drept initiator de polimerizare. Concentratiile de initiator, sub 0,01 % si clasa de risc redus (WGK = 1) fac neglijabila aceasta substanta in evaluarea riscului de poluare a apei.

Experimente aprofundate pe numeroase ape de suprafata au aratat ca produsele Fitpol au o eficienta considerabila in cresterea vitezei de limpezire la doze foarte mici, sub 0,5 mg/l cu o reducere considerabila a dozei de sulfat de aluminiu, la sub 50 % din doza optima necesara la tratarea apei fara polielectrolit.

Alaturi de aceste efecte are loc o imbunatatire si a altor parametrii de calitate ai apei, de exemplu, scaderea continutului de substante organice, micsorarea incarcarii algale, accelerarea adsorbtiei poluantilor din apa bruta, precum si a produsilor de reactie secundari (produsi ai clorului), care pledeaza pentru introducerea acestor produse in tehnologiile curente de tratare in Uzinele de apa.

Polimerii sunt de regula substante inerte, lipsite de nocivitate daca nu contin monomer rezidual; in practica, acestia contin intotdeauna urme ale monomerilor din care provin.

Pornind de la aceste premise, riscul de poluare al apei tratate cu polielectroliti se elimina total, daca acestia respecta urmatoarele conditii:

- sa fie obtinuti din monomeri cu risc de poluare redus sau mediu

- sa prezinte un continut scazut de monomer rezidual

- sa fie eficienti la utilizare in doze cat mai mici.

S-a dovedit experimental ca produsele Fitpol sunt eficiente la doze mai mici decat 1 mg/l,  doza recomandata in literatura de specialitate. Cu aceste doze extrem de mici, polimerul se dilueaza in apa la concentratii sub 10-6 mg/l (ppm), iar monomerul respectiv la sub 10-8 mg/l (ppm), concentratii care nu sunt detectabile prin analiza chimica.

Polimerul desi este un produs netoxic in sine, se recomanda la tratarea apei potabile in doze sub 1 mg/l. In procesul de coagulare polimerul se consuma practic total deoarece participa la formarea flocoanelor si se elimina odata cu acestea la etapa de filtrare.

Prin respectarea conditiilor de compozitie si dozare a polimerului la tratarea apei, rezulta ca apa tratata are pentru concentratiile maxime, urmatoarele valori:

polimer – sub 0,2 ppm; monomer – sub 0,01 ppm.

VI. PARTEA EXPERIMENTALA

VI.1. Introducere

Obiectivele urmarite in timpul efectuarii experimentelor au fost:

- stabilirea dozei optime de coagulant

- stabilirea dozei optime de polielectrolit

- stabilirea timpului optim de adaugare a polielectrolitului

- stabilirea procentului de reducere a dozei de sulfat in urma utilizarii polielectrolitului

Experimentele s-au desfasurat la Uzina de apa nr. 2-4 din cadrul Regiei Autonome de Apa si Canal “Aquatim” Timisoara, utilizand in acest scop apa bruta din raul Bega.

Pentru a se pastra scazuta temperatura probelor de apa determinarile jar-testelor s-au efectuat in incinta Statiei Pilot din cadrul uzinei unde se asigurau conditii de mediu asemanatoare cu cele din exterior. Ca si coagulant s-a folosit solutie de sulfat de aluminiu tehnic de concentratie …. S-a preparat o solutie de polielectrolit de 1% cu ajutorul unui agitator magnetic. Inainte de intrebuintare solutia de polielectrolit a fost diluata pentru utilizare.

La efectuarea jar-testelor s-au utilizat un aparat de tip JAR-TEST cu 6 posturi si turatie variabila, iar pentru controlul eficientei procesului un turbidimetru de tip Nephla, un pH-metru si un spectrofotometru de tip SQ 118 pentru determinarea culorii si a aluminiului rezidual.

Modul de lucru

Jar-testul 1 stabileste doza minima de coagulant necesara pentru destabilizarea suspensiilor coloidale din apa bruta ce urmeaza a fi tratata precum si excesul de coagulant care este necesar pentru o viteza de sedimentare satisfacatoare daca a fost folosit numai un coagulant.

Alegerea coagulantului primar si dozarea:

Pasul 1: se masoara temperatura, pH-ul si turbiditatea apei brute ce va fi tratata

Pasul 2: se umple fiecare pahar cu 1 litru de apa bruta ce va fi tratata

Pasul 3:           se adauga coagulantul organic – curat sau ca si solutie preparata – in cantitati variabile in fiecare pahar

Pasul 4:           faza agitarii rapide – hidroliza (140 rotatii/minut – 3 minute)

Pasul 5:           faza agitarii lente – formarea floculelor (40 rotatii/minut – 20 minute)

Pasul 6:           faza fara agitare – sedimentarea (30 minute)

Pasul 7:           prelevarea probelor din supernatant.

Jar-testul 2 stabileste floculantul si doza necesara pentru a obtine viteza de sedimentare necesara fara a mai fi nevoie de alimentare cu coagulant in exces. Alegerea floculantului si dozarea:

Pasul 1: se masoara temperatura, pH-ul, si turbiditatea apei brute ce va fi tratata

Pasul 2: se umple fiecare pahar cu 1 l de apa bruta ce va fi tratata

Pasul 3: se adauga coagulant pe baza rezultatelor obtinute la  jar-testul 1

Pasul 4: faza agitarii rapide – hidroliza (140 rotatii/minut – 3 minute)

Pasul 5: se adauga solutia de floculant, masurata in cantitati diferite, in fiecare pahar

Pasul 6: faza agitarii rapide – amestecarea floculantului

Pasul 7: faza agitarii lente – marirea floculelor (40 rotatii/minut)

Pasul 8: faza fara agitare – sedimentarea (30 minute)

Pasul 9: prelevarea probelor din supranatant.

In timpul experimentelor s-au respectat urmatoarele conditii de lucru:

- agitarea rapida timp de 3 minute (140 rotatii/minut)

- agitare lenta timp de 20 minute (40 rotatii/minut)

- decantare in pahar timp de 30 minute

In continuare prelevarea probelor s-a realizat prin sifonare prelevandu-se 100 ml proba din supernatant.

Criterii de evaluare:

- marimea floculelor

- turbiditatea

- culoare

- pH

- aluminiu rezidual.

                           

                                                     Fig. VI.1.

VI.2. Rezultate experimentale

VI.2.1. Stabilirea dozei optime de coagulant – sulfat de aluminiu

Conditii de lucru:

Agitare rapida = 140 rot/min = 3 minute

Agitare lenta = 40 rot/min = 20 minute

Decantare = 30 minute

Tabelul 3.1 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

3.42

26.0

28.0

30.1

32.0

34.2

35.9

t=11 °C

ml sol. AS

-

7.6

8.2

8.8

9.4

10.0

10.5

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

6.5

6.7

6.7

6.8

7.0

7.0

7.6

Turbiditate (NTU)

1.6

1.3

1.1

1.1

1.2

1.1

64.2

Tabelul 3.2 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

3.42

0.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

t=12 °C

ml sol. AS

-

0.0

2.3

2.9

3.5

4.1

4.7

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

7.6

7.3

7.2

7.2

7.1

7.0

7.6

Turbiditate (NTU)

14.8

8.3

2.7

1.7

1.2

1.1

19.4

Tabelul 3.3 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

3.42

0.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

t=9 °C

ml sol. AS

-

0.0

2.3

2.9

3.5

4.1

4.7

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

7.6

7.3

7.2

7.1

7.1

6.9

7.6

Turbiditate (NTU)

13.9

2.4

1.5

1.3

1.2

1.1

15.8

Tabelul 3.4 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

4.62

0.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

t(Bega)=

8°C

ml sol. AS

-

0.0

1.7

2.2

2.6

3.0

3.5

t(proba)=10 °C

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

7.7

7.1

7.0

7.0

6.9

6.8

7.7

Turbiditate (NTU)

11.5

4.0

1.5

0.9

0.9

0.9

12.9

Tabelul 3.5 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

8.10

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

12.0

t=10 °C

ml sol. AS

-

0.0

0.2

0.5

0.7

1.0

1.5

t(proba)=14 °C

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

-

-

-

-

-

-

7.7

Turbiditate (NTU)

12.51

12.82

12.54

10.88

2.12

0.92

13.4

Culoare

(HZ)

24.0

25.0

25.0

21.0

7.0

5.0

24.0

Al-Total

(mg/l)

0.03

0.12

0.28

0.35

0.23

0.18

-

Al-Dizolvat

(mg/l)

0.00

0.08

0.07

0.07

0.04

0.03

-

Tabelul 3.6 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta



Doza AST(mg/l)

8.10



0.0

2.0

4.0

6.0

7.0

8.0

t=7 °C

ml sol. AS

-

0.0

0.2

0.5

0.7

0.9

1.0

t(proba)=11 °C

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

PH de floculare

-

-

-

-

-

-

7.7

Turbiditate (NTU)

12.80

12.64

12.99

13.92

3.98

1.98

15.6

Culoare

(HZ)

25.0

27.0

27.0

27.0

13.0

9.0

27.0

Al-Total

(mg/l)

0.10

0.26

0.47

0.73

0.43

0.33

-

Al-Dizolvat

(mg/l)

0.06

0.12

0.12

0.10

0.06

0.03

-

Tabelul 3.7 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

8.10

8.0

10.0

11.0

13.0

14.6

16.0

t=7 °C

ml sol. AS

-

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

t(proba)=11 °C

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

PH de floculare

-

-

-

-

-

-

7.7

Turbiditate (NTU)

2.00

1.60

1.23

0.96

0.68

0.82

15.6

Culoare

(HZ)

7.0

8.0

8.0

7.0

8.0

6.0

27.0

Al-Total

(mg/l)

0.31

0.27

0.25

0.26

0.24

0.26

-

Al-Dizolvat

(mg/l)

0.11

0.09

0.07

0.08

0.07

0.06

-

Tabelul 3.8 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

8.10

0.0

2.0

4.0

5.0

6.0

7.0

t=7 °C

ml sol. AS

-

0.0

0.2

0.5

0.6

0.7

0.9

t(proba)=12 °C

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

PH de floculare

-

-

-

-

-

-

Turbiditate (NTU)

7.91

8.36

7.37

3.50

1.81

0.94

7.9

Culoare

(HZ)

17

29

15

13

9

8

18

Al-Total

(mg/l)

0.05

0.29

0.36

0.36

0.31

0.26

-

Al-Dizolvat

(mg/l)

0.07

0.16

0.19

0.13

0.09

0.10

-

Tabelul 3.9 Stabilirea dozei optime de coagulant –sulfat de aluminiu.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

8.10

0.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

t=6 °C

ml sol. AS

-

0.0

1.0

1.2

1.5

1.7

2

t(proba)=10 °C

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

PH de floculare

-

-

-

-

-

-

7-7.5

Turbiditate (NTU)

42

44.7

23.1

8

4.9

2.74

43.9

Culoare

(HZ)

77









VI.2.2. Concluzii

Doza optima de coagulant se  poate determina in functie de turbiditatea reziduala, aluminiul rezidual (total sau dizolvat), culoare.

Ø     Din Tabelul 3.2 si Fig.1 rezulta ca la o turbiditate a apei brute de 19.4 NTU, t=12oC si pH= 7.6 doza optima este de 16mgSA/l , cand rezulta o turbiditate reziduala de 1.1 NTU.

Ø     Din Tabelele 3.3,3.4,3.5 , 3.6 si Fig.2,3,4,5 rezulta ca la o turbiditate a apei brute cuprinsa intre (12.9-15.8) NTU, t=(7-10)oC si pH= 7.6 doza optima este de 14mgSA/l , cand rezulta o turbiditate reziduala de 0.9 NTU.

Ø     Din Tabelul 3.8 si Fig.7 rezulta ca la o turbiditate a apei brute de 7.9 NTU, t=7oC si pH= 7.6 doza optima este de 12mgSA/l , cand rezulta o turbiditate reziduala de 0.94 NTU.

Ø     Din Tabelul 3.9 si Fig.8 rezulta ca la o turbiditate a apei brute de 43.9 NTU, t=6oC si pH= 7.5 doza optima este de 20mgSA/l .

In concluzie cresterea dozei de coagulant duce la scaderea turbiditatii reziduale,la scaderea culorii (conform Tab.3.5 ,Tab3.6 , Tab.3.7 si Tab.3.8).Aluminiul total creste cu cresterea dozei de coagulant pana la doza critica dupa care scade cu cresterea dozei de coagulant, in schimb aluminiul dizolvat scade cu cresterea dozei de coagulant.

VI.2.3. Stabilirea dozei optime de polielectrolit – A.N.910

Tabelul 3.10 Stabilirea dozei optime de polielectrolit.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

3.42

35.9

35.9

35.9

t=11 °C

ml sol. AS

-

10.5

10.5

10.5

Doza AN-910 (mg/l)

0.1

0.05

0.10

0.15

ml sol. AN-910

-

0.5

1.0

1.5

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

PH de floculare

-

-

6.8

7.6

Turbiditate (NTU)

1.1

1.1

1.1

60.0

Tabelul 3.11 Stabilirea dozei optime de polielectrolit.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

3.42

16.0

16.0

16.0

t=10 °C

ml sol. AS

-

4.7

4.7

4.7

Doza AN-910 (mg/l)

0.1

0.05

0.10

0.15

ml sol. AN-910

-

0.5

1.0

1.5

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

PH de floculare

7.1

7.2

7.2

7.6

Turbiditate (NTU)

0.6

0.7

0.8

16.3

Tabelul 3.12 Stabilirea dozei optime de polielectrolit.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

3.42

6.2

6.2

6.2

t=10 °C

ml sol. AS

-

1.8

1.8

1.8

Doza AN-910 (mg/l)

0.1

0.00

0.05

0.10

ml sol. AN-910

-

0.0

0.5

1.0

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

PH de floculare

7.0

7.1

7.1

7.6

Turbiditate (NTU)

1.0

1.1

1.0

7.6

Tabelul 3.13 Stabilirea dozei optime de polielectrolit.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

3.42

6.2

6.2

6.2

6.2

6.2

6.2

t=9 °C

ml sol. AS

-

1.8

1.8

1.8

1.8

1.8

1.8

Doza AN-910 (mg/l)

0.1

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

ml sol. AN-910

-

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

7.4

7.1

7.2

7.2

7.3

7.3

7.6

Turbiditate (NTU)

1.3

1.4

1.3

1.2

1.2

1.1

7.1

Tabelul 3.14 Stabilirea dozei optime de polielectrolit.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

4.62

10.2

10.2

10.2

10.2

10.2

10.2

t(Bega)=

9 °C

ml sol. AS

-

2.2

2.2

2.2

2.2

2.2



2.2

t(proba)=10 °C

Doza AN-910 (mg/l)

0.10

0.00

0.02

0.05

0.08

0.10

0.15

ml sol. AN-910

-

0.0

0.2

0.5

0.8

1.0

1.5

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

7.1

7.2

7.2

7.1

6.9

6.8

7.7

Turbiditate (NTU)

1.5

1.0

1.2

1.4

1.4

1.4

12.7

Culoare

9.0

7.0

6.0

8.0

8.0

8.0

-

Al-Total

0.19

0.12

0.17

0.15

0.13

0.14

-

Tabelul 3.15 Stabilirea dozei optime de polielectrolit.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

8.10

16.0

16.0

16.0

16.0

16.0

16.0

t=10 °C

ml sol. AS

-

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

t(proba)=14 °C

Doza AN-910 (mg/l)

0.10

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

ml sol. AN-910

-

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

-

-

-

-

-

-

7.7

Turbiditate (NTU)

3.12

1.96

1.29

1.13

1.09

1.08

13.4

Culoare

7

4

5

5

4

4

24

Al-Total

(mg/l)

0.27

0.17

0.17

0.15

0.15

0.11

-

Al-Dizolvat

(mg/l)

0.03

0.03

0.01

0.01

0.02

0.02

-




VI.2.4. Concluzii

Ø     In cazul utilizarii polielectrolitului de tip AN-910 pentru o turbiditate a apei brute de (7.1-13.4) NTU, t=(9-10)oC , pH=7.6-7.7 si doza optima de coagulant de (12-16)mgSA/l  doza optima de polielectrolit este de 0.05mg/l.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VI.2.5. Stabilirea timpului optim de adaugare a polielectrolitului

Tabelul 3.30 Stabilirea timpului optim de adaugare a polielectrolitului.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

8.10

25.0

25.0

25.0

25.0

25.0

25.0

t=6 °C

ml sol. AS

-

2.7

2.7

2.7

2.7

2.7

2.7

t(proba)=10 °C

Doza AN (mg/l)

3.1

3.1

3.1

3.1

3.1

3.1

ml sol. AN

13.3

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

Doza “zero”

20.0

20.0

20.0

20.0

20.0

20.0

20.0

Doza AN 910 (mg/l)

0.1

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

ml sol. AN 910

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

Timp de adaugare polielectrolit

1

2

3

3+2

3+4

3+6

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

-

-

-

-

-

-

7-7.5

Turbiditate (NTU)

1.39

1.53

1.49

2.13

1.8

1.54

43.9

Culoare

77

Tabelul 3.31 Stabilirea timpului optim de adaugare a polielectrolitului.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

8.10

16.0

16.0

16.0

16.0

16.0

16.0

t=10 °C

ml sol. AS

-

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

t(proba)=14 °C

Doza AN 910 (mg/l)

0.10

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

ml sol. AN 910

-

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

Timp de adaugare polielectrolit

min.

1.00

2.00

3.00

3+2

3+4

3+6

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

-

-

-

-

-

-

7.7

Turbiditate (NTU)

0.91

0.76

0.93

0.86

0.73

0.66

13.4

Culoare

5

5

5

5

6

5

24

Al-Total

(mg/l)

0.14

0.10

0.15

0.14

0.14

0.15

-

Al-Dizolvat

(mg/l)

0.00

0.00

0.02

0.04

0.03

0.03

-

VI.2.6. Concluzii

Din Tabelul 3.31 rezulta ca pentru o turbiditate a apei brute de 13.4 NTU, t=100C pH=7.7 ,doza de coagulant 16mgSA/l si doza de AN-910 0.05mg/l timpul optim de adaugare al polielectrolitului AN-910 este dupa trei minute de agitare rapida si cinci minute agitare lenta cand turbiditatea reziduala a fost de 0.6 NTU.

VI.2.7. Procente de reducere a sulfatului

Tabelul 3.33 Procente de reducere a sulfatului.

REACTIVI

Conc.(g/l)

DOZE DE TRATARE  (mg/l)

Apa bruta

Doza AST(mg/l)

8.10

8.0

9.6

11.2

12.8

14.4

16.0

t=10 °C

ml sol. AS

-

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

t(proba)=14 °C

Doza AN-910 (mg/l)

0.10

0.00

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

ml sol. AN-910

-

0.0

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

CALITATEA APEI DECANTATE DUPA 30 min

pH de floculare

-

-

-

-

-

-

7.7

Turbiditate (NTU)

-

2.16

1.21

1.04

0.94

0.90

13.4

Culoare

-

6

7

5

6

6

24

Al-Total

(mg/l)

-

0.10

0.08

0.10

0.25

0.09

-

Al-Dizolvat

(mg/l)

-

0.07

0.03

0.02

0.05

0.04

-


VI.2.8. Concluzii

Din Fig.20 rezulta ca pentru  o turbiditate a apei brute de 13.4 NTU, temperatura de 10oC, pH=7.7 si o doza de polielectrolit AN-910 de 0.05mg/l la un timp de adaugare al polielectrolitului de 3+6 minute, doza de coagulant (sulfat de aluminiu) se poate reduce pana la 40%   obtinandu-se o turbiditate reziduala de 2 NTU ,turbiditate acceptabila dupa treapta de decantare.

BIBLIOGRAFIE:

1.    ANTONESCU,C.S. -- Biologia Apelor, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti,1967

2.    GHIMICESCU,G. ; HINCU,I.Chimia si Controlul Poluarii Apei, Editura tehnica, Bucuresti,1974

3.    MALACEA,I. – Biologia Apelor Impurificate, Editura Academiei, Bucuresti, 1969

4.    MANESCU,S. – Microbiologie Sanitara, Editura Medicala, Bucuresti, 1989

5.    PATROESCU,C.; GANESCU,I. – Analiza Apelor,Scrisul Romanesc, Craiova, 1980

6.    PORA,A.; OROS,I. – Limnologie si Oceanologie, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti,1974

7.    UJVARI,I. – Geografia Apelor Romaniei, Editura Stiintifica, Bucuresti, 1972

8.    VELCEA, VALERIA – Raurile Romaniei, Editura Stiintifica, Bucuresti, 1967

9.    ZERNOV,S.A. – Hidrobiologie Generala, 3 volume, Colectia Institutului de Studii romano- sovietice, Bucuresti, 1956

10. STAS 4706-91: Calitatea Apelor de Suprafata

11.  Manual de Microbiologie Merck, 2009

12.  Ordinul 161/ 2006 pentru aprobarea Normativului privind clasificarea apelor de suprafata in vederea stabilirii starii ecologice a corpurilor de apa.

 ALTE SURSE:

-http://regielive.ro/laboratoare/controlul_microbiologic_al_apei-76216.html

 

-http://www.com/biologie/NOTIUNI-GENERALE-DESPRE-MICROB35814.php

-http://referate.educativ.ro/cautare-referat-microbiologia-apei.html

-http://www.tcd.ie/Microbiology/water_analysis/index.php

-http://www.greenagenda.org/eco-aqua/potabil.htm

- http://www.tratarea-apei.ro/

- http://www.clean-water.ro/

- http://finantare.businesslive.ro/tag/tratarea-apei-potabile/

- http://www.clubafaceri.ro/produsehot/tratarea+apei+potabile/

- http://www.coolinaria.ro/popular/metode+tratare+apei+potabile

- http://www.inservaqua.ro/

- http:// www greenagenda. org /eco- aqua

 - http:// ro.wikipedia.org/ wiki/ Bega

 - http:// cartiere.ro/timis/20315-timisoara_date_geografie

         








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