Impactul Asupra Mediului AL Sistemului DE Epurare AL Apelor Uzate

CUPRINS

CUPRINS

CAPITOLUL I. IMPORTANȚA APEI CA FACTOR DE MEDIU

1.1. Poluarea apei

1.1.1. Poluarea apelor de suprafață

1.1.2. Poluarea apelor subterane

1.2. Efectele principalelor materii poluante ale apelor

1.2.1. Materiile organice

1.2.2. Substanțele toxice

1.2.3. Materiile în suspensie

1.2.4. Substanțele toxice

1.2.5. Substanțele radioactive

1.2.6. Acizii și bazele

1.2.7. Culoarea

1.2.8. Energia calorică

1.2.9. Microorganismele

1.3. Efectul poluanților din apă asupra sănătății

1.4. Autopoluarea apei

1.5. Autopurificarea apei

1.6. Epurarea apelor uzate

1.7. Obiective

CAPITOLUL II. TEHNOLOGIA DE EPURARE A APELOR UZATE

2.1. Amplasare

2.2. Descrierea a componentelor stației de epurare

2.2.1. Stația de pompare

2.2.2. Prelucrarea mecanică

2.2.3. Grătarul

2.2.4. Sita fină

2.2.5. Deznisipatorul și separatorul de grăsimi

2.2.6. Epurarea biologică a apelor uzate

2.2.7. Decantorul secundar

2.2.8. Stația de pompare nămol activ în exces

2.2.9. Stația de suflante

2.3. Dimensionarea tehnologiei de epurare

2.3.1. Dimensionare stația de pompare apă brută

2.3.2. Dimensionare sită, deznisipator aerat cuplat cu separator de grăsimi

2.3.3. Dimensionare treapta de epurare biologică

2.3.4. Dimensionare decantor secundar

2.3.5. Stabilirea dimensiunilor geometrice ale modulelor treptei biologice:

2.4. Gospodăria de nămol

2.5. Valorificarea deșeurilor

2.6. Platformele de nămol

2.7. Gradul de epurare al stației

CAPITOLUL III. IMPACTUL PRODUS ASUPRA FACTORILOR DE MEDIU

3.1. Sursele de poluanți și protecția factorilor de mediu

3.1.1. Emisii de poluanți în ape și protecția calității apelor

3.1.2. Emisii de poluanți în aer și protecția calității aerului

3.2. Impactul produs asupra factorilor de mediu

3.2.1 Impactul produs asupra apelor

3.2.2 Impactul produs asupra aerului

3.2.3. Impactul produs asupra solului și subsolului

3.2.4. Impactul produs asupra așezărilor umane și a altor obiective

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

CAPITOLUL I. IMPORTANȚA APEI CA FACTOR DE MEDIU

În decursul istoriei sale oamenii căutau apele, le apreciau într-atât valoarea și importanța încât își ghidau activitatea și existența în funcție de ele. Strămoșii noștri au iubit și au protejat apele apele pentru că apele le-au fost leagăn și călăuză. Toate marile civilizații, așezări, primele state au fost legate și costituit pe firea apelor curgătoare. Indiferent dacă este gazoasă, lichidă ori solidă fie că este râu sau gheață este apă în cele trei stări de agregare.

Resursele de apă ale terrei nu sunt la dispoziția noastră în întregime: din tortalitatea apei existente pe glob, apele dulci reprezintă mai puțin de 3%, din cea mai mare cantitate ¾ este fixată sub formă de gheață în calota glacială.

Apa este cea mai răspândită substanță compusă, ocupând 3/4 din suprafața globului terestru. Suprafața pământului este acoperită în proporție de 78 % de apă.

Multă vreme apa a fost considerată drept un element, și anume până în anul 1783, când Lavoisier dovedește pe cale experimentală că apa este o substanță compusă, trecând vaporii de apă peste fier înroșit.

În natură apa se găsește sub toate stările de agregare: solidă (gheață, zăpadă, grindină), lichidă (apa de ploaie, apa subterană, oceane, mări, fluvii, râuri, etc.), gazoasă (vapori de apă din atmosferă). Se mai găsește în organismele animale și vegetale, precum și în cristalohidrați, sub formă de apă de cristalizare.

Deși suprafața lumii este acoperită în proporție de peste 70 procente cu apă, doar 2,5 procente din acesta apă este bună de băut. Conform unui raport al Comisiei pentru Dezvoltarea Durabilă al Națiunilor Unite, numai 0,007 procente din resursele totale de apă proaspătă ale Pământului sunt accesibile pentru necesitățile umane.

Rezervele de apă potabilă sunt localizate în ghețari- 24mln km3, lacuri- 230 mln km3 și atmosferă- 14 mln km3.

Din punct de vedere calitativ, din ansamblul hidrosferei 97% este apă sărată, restul fiind formată din ghețari și apa lacurilor și a fluviilor, apele subterane și din atmosferă.

Resursele de apă ale României sunt constituite din apele de suprafață – râuri interioare, lacuri naturale sau artificiale, fluviul Dunărea (apele Mării Negre nu sunt luate în considerare datorită dificultăților tehnice și economice de desalinizare) – și din apele subterane.

Fără apă nu ar putea exista viața. În organism apa intră în compoziția organelor, țesuturilor și lichidelor biologice. Ea dizolvă și transportă substanțele asimilate și dezasimilate; menține constantă concentrația sărurilor în organism și, evaporându-se pe suprafața corpului, ia parte la reglarea temperaturii.

Apa contribuie la fenomenele osmotice din plante și are o deosebită importanță în procesul de fotosinteză.

În jurul surselor de apă s-a dezvoltat o diversitate de biocenoze și chiar civilzația umană a fost atrasă de aceste zone.

Din datele Organizației Mondiale a Sănătății cantitatea minimă de apă necesară organismului uman este de 5 litri in 24 ore din care aproximativ 1.5-2 litri o reprezintă apa consumată ca atare.

La această cantitate care acoperă nevoile pur fiziologice se adaugă însă cantități mult mai mari de apă utilizate de om în diferite alte scopuri. Astfel, pentru nevoile individuale reprezentate de apa utilizată pentru curățenia corporală, omul folosește zilnic aproximativ 40 litri de apa, la care se adaugă nevoile gospodărești de pregătire a alimentelor, de întreținere a curățeniei locuinței și îmbrăcămintei etc.

La aceste utilizări se adaugă și acoperirea nevoilor industriale reprezentate de apa folosită ca materie primă, ca solvent sau ca separator pentru substanțe cu densitate diferită, la spălarea unor produse sau purificarea altora, la spălarea și întreținerea diverselor aparate și mașini-unelte, etc.

De asemenea, apa este folosită pentru alimentarea și îngrijirea animalelor, a adăposturilor pentru animale, pentru irigații, consumul fiind și în acest caz semnificativ.

O statistica a O.N.U. arata creșterea consumului de apă în lume, creștere care se produce în progresie geometrică, și care a determinat ca în unele zone ale pământului să se resimtă lipsa de apa.

În raport cu resursele de apă relativ limitate, cerințele de apă au cunoscut o creștere continuă, de la 1,4 miliarde m3 în anul 1950 – la circa 20,40 miliarde m3 în anul 1989, din care 11% apă potabilă pentru populație și domeniul public, 44% pentru industrie și 45% pentru irigații, zootehnie și piscicultură.

Creșterea de peste 15% a cerințelor de apă reflectă, în parte, dezvoltarea economico-socială, dar mai ales menținerea unor situații de utilizare nerațională și de risipă a apei. Acestea sunt generate atât de perpetuarea unor tehnologii de fabricație mari consumatoare de apă în industrie, în raport cu cele utilizate în alte țări, respectiv folosirea unor norme exagerate de apă la irigarea culturilor, de pierderi de apă în rețelele de distribuție și de risipă de apă, cât și de insuficiența dotării cu sisteme de măsurare a cantităților de apă prelevate și evacuate, ca și de lipsa unui sistem de pârghii economice.

Creșterea consumului de apă a fost însoțită de creșterea cantităților de apă uzată evacuată, fără a fi corelată cu execuția instalațiilor de epurare la capacitățile necesare. Astfel, în anul 1990, din totalul apelor reziduale evacuate, numai 22% s-au epurat corespunzător, circa 50% s-au epurat ineficient, iar aproximativ 28% s-au evacuat în receptorii naturali fără epurare.

Tendințele actuale duc la solicitarea exagerată a resurselor de apă, perturbând echilibrul acestor resurse, ceea ce ar avea, totodată, efecte nefavorabile asupra însăși dezvoltării economico-sociale a țării.

Elaborarea și implementarea eficientă a unei politici naționale pentru utilizarea rațională a resurselor de apă impune următoarele priorități:

– reducerea ritmului de creștere a consumului de apă în toate ramurile economiei naționale;

– raționalizarea și economisirea în utilizare în scopul reducerii la minim a necesarului de apă, a cerinței de apă proaspătă din sursă și consumul nerecuperabil de apă;

– recircularea și reutilizarea apei;

– protecția apei împotriva poluării;

– sistematizarea rețelelor de distribuție a apelor;

– legislație și administrație;

– participarea publicului.

1.1. Poluarea apei

Prin poluarea apei se înțelege degradarea proprietăților fizice, chimice și/sau biologice ale acesteia, produsă direct sau indirect de activitățile umane sau procesele naturale.

Autopoluarea apelor reprezintă un fenomen natural de modificare a compoziției apei.

Astfel, apa devine improprie pentru folosirea normală în scopurile anterioare apariției poluării.

1.1.1. Poluarea apelor de suprafață

Clasificarea poluării apelor de suprafață se poate face după mai multe criterii.

Astfel, după modul de producere al poluării putem deosebi:

poluare naturală – de exemplu la trecerea apei prin roci solubile, când se încarcă cu diferite săruri, sau la apariția fenomenului de înflorire a apei;

poluare artificială – datorită surselor de apa uzate;

poluare controlată sau organizată – provine din apele uzate transportate prin rețeaua de canalizare și evacuate în anumite puncte, stabilite prin proiecte;

poluare necontrolată – provine din surse de murdărie care ajung în emisari pe cale naturală, de cele mai multe ori prin intermediul apelor meteorice;

poluare normală – provine din surse de poluare cunoscute, colectate și transportate prin rețeaua de canalizare la stația de epurare sau direct în receptor;

poluare accidentală – poate fi rezultatul dereglării unor procese industriale, când cantități mari de substanțe nocive ajung în rețeaua de canalizare sau defectării unor obiecte din stația de epurare, etc.

poluare primară – este reprezentată de depunerea substanțelor în suspensie din apele uzate, evacuate într-un emisar, pe patul acestuia;

poluare secundară – începe imediat ce gazele rezultate în urma fermentării materiilor organice din substanțele în suspensii depuse, antrenează restul de suspensii și le aduc la suprafața apei, de unde sunt mai apoi transportate în aval de curenții de apă. (1).

În funcție de tipul de poluare putem întâlni:

poluare biologică, bacteriologică, virusologică și parazitologică – legată în mod direct de prezența omului;

poluare fizică – cu precădere cu substanțe radioactive, dar și termică sau determinată de elemente insolubile plutitoare sau sedimentabile;

poluare chimică – reprezentată de pătrunderea în apă a unor substanțe chimice.

Factorii care conduc la poluarea apei pot fi grupați în:

factori demografici – reprezentați de numărul populației dintr-o anumită zonă, poluarea fiind proporțională cu densitatea populației;

factori urbanistici – corespunzători dezvoltării așezărilor umane, care utilizează cantități mari de apă pe care le întorc în natură sub formă de ape uzate intens impurificate;

factori industriali sau economici – reprezentați de nivelul de dezvoltare economică și mai ales industrială al unei regiuni, în sensul creșterii poluării proporțional cu dezvoltarea industrială. (2)

Sursele de poluare a apei sunt multiple, dar cel mai frecvent ele sunt reprezentate de reziduurile menajere, industriale și agrozootehnice.

poluarea menajeră – este proporțională cu numărul populației. Apele uzate menajere conțin în principal materii organice putrescibile (glucide, proteine, lipide), care în majoritate sunt decantabile, rezultând straturi suprapuse de nămol organic. Dintre materiile anorganice caracteristice poluării menajere, fac parte sărurile dizolvate sub formă de ioni de calciu, magneziu, bicarbonați, sulfați, fosfați etc., elemente ce se găsesc în cantități mult mai reduse decât materiile organice.

poluarea industrială – este specifică zonelor dezvoltate industrial. În acest caz, poluanții sunt foarte variați, funcție de specificul industriei. Ei pot fi reprezentați de materiile prime, produșii intermediari sau produșii finali, de subprodu fermentării materiilor organice din substanțele în suspensii depuse, antrenează restul de suspensii și le aduc la suprafața apei, de unde sunt mai apoi transportate în aval de curenții de apă. (1).

În funcție de tipul de poluare putem întâlni:

poluare biologică, bacteriologică, virusologică și parazitologică – legată în mod direct de prezența omului;

poluare fizică – cu precădere cu substanțe radioactive, dar și termică sau determinată de elemente insolubile plutitoare sau sedimentabile;

poluare chimică – reprezentată de pătrunderea în apă a unor substanțe chimice.

Factorii care conduc la poluarea apei pot fi grupați în:

factori demografici – reprezentați de numărul populației dintr-o anumită zonă, poluarea fiind proporțională cu densitatea populației;

factori urbanistici – corespunzători dezvoltării așezărilor umane, care utilizează cantități mari de apă pe care le întorc în natură sub formă de ape uzate intens impurificate;

factori industriali sau economici – reprezentați de nivelul de dezvoltare economică și mai ales industrială al unei regiuni, în sensul creșterii poluării proporțional cu dezvoltarea industrială. (2)

Sursele de poluare a apei sunt multiple, dar cel mai frecvent ele sunt reprezentate de reziduurile menajere, industriale și agrozootehnice.

poluarea menajeră – este proporțională cu numărul populației. Apele uzate menajere conțin în principal materii organice putrescibile (glucide, proteine, lipide), care în majoritate sunt decantabile, rezultând straturi suprapuse de nămol organic. Dintre materiile anorganice caracteristice poluării menajere, fac parte sărurile dizolvate sub formă de ioni de calciu, magneziu, bicarbonați, sulfați, fosfați etc., elemente ce se găsesc în cantități mult mai reduse decât materiile organice.

poluarea industrială – este specifică zonelor dezvoltate industrial. În acest caz, poluanții sunt foarte variați, funcție de specificul industriei. Ei pot fi reprezentați de materiile prime, produșii intermediari sau produșii finali, de subproduși sau coproduși.

poluarea agro-zootehnică – se datorează reziduurilor animale, îngrășămintelor (naturale sau sintetice), produșilor de eroziune ai solului etc.

poluare datorată apelor meteorice – apele meteorice antrenează diverse tipuri de ape uzate de pe suprafața solului, precum și deșeuri, îngrășăminte minerale etc.

După tipul lor, sursele de poluare pot fi:

surse de poluare punctiforme;

surse de poluare difuze.

1.1.2. Poluarea apelor subterane

Apele subterane se pot clasifica după mai multe criterii:

după mineralizare

ape subterane dulci – ce au un reziduu sub 1 g/l;

ape subterane minerale – ce au un reziduu peste 1 g/l.

după compoziția chimică

ape bicarbonate și carbonatate;

ape sulfatate;

ape clorurate

după poziția pânzei acvifere

ape din pânza freatică;

ape din pânza de medie adâncime;

ape din pânza de mare adâncime. (3)

Ca și în cazul apelor de suprafață, și pentru apele subterane există mai multe tipuri de poluare:

poluare fizică – apare atunci când apele subterane se încarcă cu particule solide, substanțe radioactive;

poluare chimică – datorată încărcării apelor subterane cu derivați ai carbonului și hidrocarburilor, sulfului, azotului, pesticide și alți compuși organici de sinteză, metale grele, materii organice fermentabile etc.;

poluare biologică – apare atunci când în apa subterană se infiltrează soluții cu un conținut ridicat în dejecții organice, agenți patogeni, bacterii și virusuri infecțioase etc. .

Clasificarea surselor de poluare a apelor subterane se poate face după următoarele criterii:

după dimensiune:

punctuale

dispersate

după poziția față de suprafața terenului:

supraterane

subterane

după durata de manifestare:

permanente

nepermanente

accidentale

după modul de descărcare:

directe

indirecte

după proveniență:

naturală

datorate activităților umane

Conform Oficiului de Evaluări Tehnologice din Statele Unite (US-OTA), există 33 de surse de poluare, care în funcție de activitățile principale care generează poluarea au fost grupate în 6 categorii majore:

Surse de poluare datorate lucrărilor destinate evacuării anumitor substanțe în mediul subteran;

Surse de poluare datorate unor lucrări proiectate pentru stocarea, tratarea și/sau depozitarea substanțelor;

Surse de poluare datorate lucrărilor proiectate pentru transportul unor substanțe;

Surse indirecte;

Surse de poluare datorate unor lucrări care favorizează descărcarea poluanților în subteran;

Surse naturale de poluare, a căror activitate este provocată de activități umane. (1).

Sursele naturale de poluare ale apelor subterane sunt reprezentate de zăcămintele minerale. Apa, când străbate subteranul, intră în reacție cu zăcămintele minerale producând compuși poluanți ce sunt antrenați de curentul subteran. Contactul apei subterane cu zăcămintele de minereuri conținând substanțe radioactive produce poluarea radioactivă, care este o poluare deosebit de periculoasă. Calitatea apei subterane reflectă tipul și cantitatea de substanțe solubile sau insolubile cu care apa a intrat în contact. Apa din stratele acvifere de adâncime se caracterizează prin proprietăți fizice și chimice aproape constante, atâta timp cât nu sunt supuse efectelor pompării sau altor acțiuni antropice.

Sursele de poluare artificială se datorează activităților umane . Dintre aceste activități, cele care prezintă un risc mare de poluare a apelor subterane, sunt:

Canalele sau conductele de transport a apelor uzate (menajere sau industriale) sau a produselor industriale;

Rezervoarele pentru înmagazinarea diferitelor lichide poluante;

Depozitele de reziduuri (menajere, industriale);

Bazinele de stocare a apelor uzate provenite din industrie sau agricultură;

Activități din agricultură (utilizarea pesticidelor, îngrășămintelor minerale, irigații cu ape uzate etc.);

Cisternele utilizate pentru transportul pe uscat a unor produse lichide poluante;

Puțurile de injecție;

Forajele de observație sau de exploatare;

Coșurile de fum;

Excavațiile pentru construcții;

Pomparea excesivă a apei în apropierea mării.

Sursele de poluare se împart din punct de vedere al modului de descărcare în emisari în:

Surse de poluare punctiforme (reprezintă cca. 35% din totalul surselor de poluare);

Surse de poluare difuze (reprezintă cca. 65% din totalul surselor de poluare).

Poluarea apelor subterane este deosebit de gravă, deoarece efectele poluării se resimt foarte multă vreme după dispariția sursei de poluare. (3)

1.2. Efectele principalelor materii poluante ale apelor

1.2.1. Materiile organice

Materiile organice se regăsesc în apele uzate atât în suspensie, cât și sub formă dizolvată.

Ele pot proveni din organismele animale și vegetale, iar în timpul descompunerii devin toxice, deoarece consumă oxigenul din apă într-o măsură mai mare sau mai mică funcție de cantitatea evacuată.

Oxigenul este un factor indispensabil vieții acvatice, cantitatea necesară de oxigen din apă variind între 4-6 mgf/dm3, funcție de categoria de folosință. De asemenea, oxigenul este necesar în procesele de epurare aerobă sau de autoepurare a apelor, respectiv bacteriilor aerobe. Lipsa oxigenului din apă ca urmare a consumului lui în procesele de descompunere a materiilor organice are influențe grave, provocând distrugerea fondului piscicol, și în general a tuturor organismelor acvatice.

1.2.2. Substanțele toxice

Materiile anorganice pot să apară în apele uzate atât în suspensie, cât și sub formă dizolvată. Ele sunt specifice în general apelor uzate industriale. Cele mai întâlnite sunt: combinații ale metalelor grele (Cr, Zn, Cu), clorurile, sulfații, fierul etc.

Sărurile anorganice conduc la mărirea salinității apei emisarului, iar unele dintre ele pot provoca creșterea durității. Apele cu duritate mare produc depuneri pe conducte, mărindu-le rugozitatea și micșorându-le capacitatea de transport. Apele dure interferează cu vopselele din industria textilă, înrăutățesc calitatea produselor de la fabricile de bere, zahăr, etc.

Clorurile peste anumite limite fac apa improprie pentru alimentări cu apă potabilă și industrială, pentru irigații, etc.

Fierul produce neplăceri în secțiile de albire din fabricile textile.

Metalele grele au acțiune toxică asupra organismelor acvatice, inhibând în același timp și procesele de autoepurare.

Sărurile de azot și fosfor determină dezvoltarea rapidă a algelor la suprafața apei, apărând fenomenul de înflorire a apei.

1.2.3. Materiile în suspensie

Materiile în suspensie pot fi de natură organică sau anorganică. Ele se depun pe patul emisarului formând bancuri care pot împiedica navigația.

Dacă sunt de natură organică, în procesele de descompunere pot duce la formarea de gaze urât mirositoare.

Materiile în suspensie plutitoare, ca de exemplu produsele petroliere, uleiurile, spuma datorată detergenților, conferă apei gust și miros neplăcut, împiedică absorbția oxigenului de la suprafața apei, se depun pe diferite instalații determinând obturarea sau murdărirea acestora, colmatează filtrele, sunt toxice pentru fauna și flora acvatică, împiedică folosirea apei pentru irigații și agrement, etc.

1.2.4. Substanțele toxice

Substanțele toxice pot fi da natură organică sau anorganică. În cantități foarte mici pot distruge flora și fauna receptorului, iar o parte din ele pot ajunge în sistemul digestiv uman producând îmbolnăviri.

1.2.5. Substanțele radioactive

Pot proveni din industria extractivă, din laboratoare, de la instalațiile de foraj etc.

Deși în apă ajung cantități mici de substanțe radioactive, ele se concentrează în organismele acvatice, și în acest mod radioactivitatea devine foarte periculoasă, deoarece concentrația în organisme poate ajunge de câteva mii de ori mai mare decât în apă.

Efectele radioactivității depind de concentrația radionuclizilor.

1.2.6. Acizii și bazele

Acizii și bazele evacuate cu apele uzate duc la distrugerea florei și faunei acvatice, la degradarea construcțiilor hidrotehnice, a vaselor și instalațiilor necesare navigației, fac improprie folosirea apei pentru agrement, irigații, alimentarea cu apă, etc.

1.2.7. Culoarea

Culoarea provenită mai ales de la fabricile de textile, hârtie, tăbăcării, etc. împiedică absorbția oxigenului și dezvoltarea normală a fenomenelor de autoepurare și fotosinteză.

Apa receptorilor colorată cu diferite substanțe evacuate de industrie, nu poate fi folosită pentru agrement (pescuit, canotaj, baie, etc.), alimentări cu apă potabilă și industrială etc.

1.2.8. Energia calorică

Energia evacuată cu apele calde de la termocentralele ce funcționează pe cărbuni sau cu substanțe radioactive, de la industrii, etc. produc neplăceri cum ar fi : dificultăți în exploatarea instalațiilor de alimentare cu apă potabilă și industrială, la folosirea apei pentru răcire, împiedică dezvoltarea normală a faunei piscicole, etc. De asemenea scade cantitatea de oxigen din apă.

1.2.9. Microorganismele

Microorganismele transportate cu apele uzate pot fi vătămătoare (bacterii patogene), inofensive (bacteriile banale) și utile (bacteriile aerobe și anaerobe).

Microorganismele provenite de la tăbăcării, abatoare, etc. sunt puternic vătămătoare, producând infectarea emisarului și făcându-l de neutilizat [1].

1.3. Efectul poluanților din apă asupra sănătății

Apa poate influența sănătatea populației atât prin cantitatea cât mai ales prin calitatea ei. O cantitate insuficientă de apă determină apariția stării de insalubritate, manifestată prin lipsa curățeniei corporale, a îmbrăcămintei, a locuințelor. Toate acestea pot provoca răspândirea unui număr mare de afecțiuni digestive (dizenterie, hepatită, etc.), de boli de piele (de exemplu acneea), sau afecțiuni transmise prin vectori (tifos exanctematic, febră recurentă, etc.). De asemenea, imposibilitatea acoperii nevoilor cantitative de apă pentru populație determină furnizarea apei de rețea în mod discontinuu, ceea ce permite pătrunderea în conducte a impurităților, contaminarea apei și favorizarea răspândirii bolilor epidemice.

Prin compoziția sa, apa influențează în mod direct sănătatea oamenilor. Astfel:

– gușa endemică sau distrofia endemică tireopată este o boală ce se datorează carenței de iod din apă. Deși apa nu acoperă decât o mică parte din nevoia de iod a organismului uman, un număr mare de cercetători susțin că apa este determinantă pentru apariția gușei endemice.

S-a constatat că gușa endemică poate fi prezentă și în unele zone în care iodul din apă este în cantitate suficientă. Acest lucru se datorează interacțiunii cu alte elemente minerale din compoziția apei care determină fie o absorbție redusă de iod (de exemplu calciul), fie o creștere a eliminării acestuia (de exemplu fluorul), fie o interferență în producerea hormonilor iodați (de exemplu manganul). Pentru aceste cazuri a apărut noțiunea de carență relativă.

– caria dentară – s-a demonstrat că responsabilă pentru apariția cariei dentare este și lipsa de fluor din apă. Fluorul din apă trebuie să asigure 2/3 până la 4/5 din necesarul organismului de fluor. Cu cât cantitatea de fluor este mai redusă, cu atât crește numărul persoanelor cu carii dentare, numărul de carii dentare la o persoană este mai mare, iar vârsta apariției cariilor dentare este mai mică.

S-a constatat că rolul fluorului este de prevenire a apariției cariei dentare, nu de provocare a apariției acesteia. Astfel, Organizația Mondială a Sănătății recomandă fluorizarea apei ca cea mai bună metodă de profilaxie a cariei dentare.

– fluoroza endemică – reprezintă excesul de fluor din apă. Cea mai răspândită formă de manifestare a acestui exces constă în apariția unor pete pe dinți, de mărime și intensitate variată, însoțită de creșterea friabilității dinților. Maladia se pare că este determinată de intervenția fluorului în calcifierea normală a smalțului dentar.

La concentrații foarte ridicate de fluor poate apare osteofluoroza care la început nu se manifestă clinic prin nici un simptom, dar mai apoi, la concentrații și mai mari apar focare de osteoscleroză și osteoporoză, apar anchiloze articulare, luxații și fracturi, curbarea oaselor lungi, etc.

– afecțiunile cardio-vasculare – sunt considerate ca fiind influențate de gradul de mineralizare al apei. Astfel, s-a demonstrat că există o relație inversă între duritatea apei și decesele prin boli cardio-vasculare.

– methemoglobinemia infantilă – este o intoxicație a organismului produsă de un aport crescut de nitrați în apa de băut.

Intoxicația cronică cu nitrați are efecte puternice asupra organismului infantil, influențând negativ dezvoltarea fizică atât ponderală cât și staturală, scăzând rezistența organismului la diferitele agresiuni biologice din mediu.

– intoxicația cu plumb – un fapt deosebit de important în intoxicația cu plumb îl reprezintă efectul cumulativ al acestuia, cu localizarea sa predominantă la nivelul sistemului osos, și creșterea concentrației în sânge și în urină.

Copiii sunt mai sensibili la intoxicația cu plumb, putând prezenta unele manifestări de arierație mintală.

– intoxicația cu cadmiu – a fost semnalată pentru prima dată în Japonia sub denumirea de maladia „Itai-Itai” în anul 1970. În mod natural cadmiul se găsește în cantități foarte mici în apă, dar concentrația sa poate crește datorită poluării industriale. Cadmiul se acumulează în organism cu precădere în rinichi și ficat, determinând eliminarea puternică a calciului din organism.

– intoxicația cu mercur – în apele naturale mercurul este absent sau se găsește în concentrații foarte mici. Creșterea concentrației de mercur în apă se datorează atât poluării industriale cât și agricole.

Principalele leziuni provocate de intoxicația cu mercur apar în sistemul nervos, organele de simț, aparatul renal și digestiv. Mercurul se acumulează în organism cu precădere în rinichi și creier, în globulele roșii și mai ales în păr.

intoxicația cu crom – mai ales cu crom hexavalent, este deosebit de periculoasă, acțiunea toxică manifestându-se cu precădere asupra ficatului, rinichilor și organelor hematopoetice.

intoxicația cu arsen – a fost semnalată pentru prima dată la sfârșitul secolului trecut. În unele zone arsenul din apă poate avea proveniență naturală, dar în majoritatea cazurilor el ajunge în apă datorită poluării industriale și agricole, arsenul fiind utilizat ca antidăunător.

Acțiunea sa se manifestă mai ales asupra pielii, dând melanodermie dar și cancer cutanat.

– intoxicația cu cianuri – este una dintre cele mai grave intoxicații și se manifestă prin blocarea oxidațiilor celulare acționând în primul rând asupra fermenților respiratori.

Se caracterizează prin fenomene de asfixie internă și tulburări nervoase.

– pesticidele – dintre pesticide organo-cloruratele ocupă primul loc datorită degradării lor biologice încete și remanenței prelungite în apă.

Acțiunea lor este complexă, și se manifestă asupra ficatului, sistemului nervos, asupra unor glande endocrine, asupra unor enzime etc. De asemenea fac parte din categoria substanțelor cancerigene.

– detergenții – sunt substanțe tensioactive larg utilizate în industrie, gospodării, etc. cei mai răspândiți fiind cei anionici.

Efectele poluării cu detergenți sunt foarte ușor sesizate la organismele acvatice, asupra omului efectele toxice manifestându-se doar la concentrații foarte mari.

– hidrocarburile – se întâlnesc din ce în ce mai des în apă. Cele ce prezintă interes din punctul de vedere al acțiunii lor asupra organismelor sunt hidrocarburile policiclice aromatice.

Acțiunea lor cea mai importantă este cea cancerigenă. (2)

1.4. Autopoluarea apei

Autopoluarea reprezintă un fenomen natural și constă, cel mai frecvent în distrugerea masivă a florei și faunei apei, mai ales după perioadele de înflorire a apei.

Ca urmare a acestui fenomen apa își crește conținutul în substanțe organice în descompunere, cu un consum mare de oxigen. Apar și unele fenomene de putrefacție și degradare.

Tot ca o formă de autopoluare a apei poate fi considerată și antrenarea prin intermediul apelor de șiroire a unor cantități crescute de suspensii de pe sol. (2)

Nu se consideră ape poluate acele ape care prin caracteristicile lor naturale sunt improprii utilizării lor în diferite scopuri.

1.5. Autopurificarea apei

Fenomenul de autopurificare a apei constă în diluția poluanților în masa apei și scăderea concentrației lor, în depunerea elementelor insolubile și scoaterea lor propriu-zis din apă și în degradarea substanțelor organice și transformarea lor în produși minerali cu ajutorul microorganismelor din apă.

La aceasta se adaugă diversele reacții fizico-chimice care au loc între diferitele substanțe poluante sau între acestea și cele care fac parte din compoziția naturală a apei ca oxidări, reduceri, precipitări, adsorbții, etc. care scad concentrația poluanților.

Aceste fenomene se produc mult mai intens în apele de suprafață comparativ cu cele subterane. Cu cât crește frecvența poluării unei ape, se reduce timpul necesar aducerii apei respective la caracteristicile inițiale.

Stabilirea originii și a caracteristicilor calitative ale apelor uzate necesită cunoașterea sursei pentru o proiectare judicioasă a stațiilor de epurare. Deci este necesară cunoașterea originii principalilor afluenți și caracteristicilor lor principale pentru definirea modului de epurare. Reducerea debitelor de apă uzată necesită utilizarea unor tehnologii noi. Principalele substanțe nocive ale apelor uzate sunt substanțele organice (exprimate prin CBO5), substanțele în suspensie, substanțele toxice.

Recuperarea substanțelor valoroase din apele uzate are ca scop valorificarea acestora și reducerea substanțelor nocive evacuate. Încărcarea organică a apelor la stațiile de epurare poate provoca deranjamente în funcționarea acestora, deoarece oxigenul este necesar proceselor aerobe, respectiv bacteriilor aerobe, care oxidează substanța organică. Substanțele în suspensie plutitoare (țiței, uleiuri) împiedică absorbția de oxigen pe la suprafața apei și deci autoepurarea, colmatează filtrele pentru tratarea apei. Substanțele în suspensie care se depun pe fundul receptorului (a bazinului de acumulare) îngreunează tratarea apei. Acizii și alcalii conduc la distrugerea faunei și florei acvatice, a vaselor pentru navigație.

Sărurile anorganice conduc la mărirea salinității apei și, uneori, pot provoca creșterea durității, care produc depuneri pe conducte mărindu-le rugozitatea și micșorând din capacitatea de transport, de transfer a căldurii la boilere. Ca de exemplu sulfatul de magneziu, bicarbonații și carbonații solubili.

Culoarea apei împiedică absorbția oxigenului și fenomenul de fotosinteză în autoepurare.

1.6. Epurarea apelor uzate

Stațiile de epurare reprezintă ansamblul de construcții și instalații în care apele uzate sunt supuse proceselor tehnologice de epurare, care le modifică în așa mod calitațile, încât să îndeplinească condițiile prescrise de primire în emisar și de îndepărtare a substanțelor reținute din aceste ape.

Stațiile de epurare orășenești primesc spre epurare ape uzate menajere, industriale, meteorice, de drenaj,de suprafață în proporții variabile. Stațiile de epurare industriale tratează numai ape uzate industriale.

Epurarea în comun a apelor uzate și industriale este avantajoasă uneori, atunci când apele industriale sunt în cantități mult mai mari decât cele care intră în apele uzate orășenești.

Dintre aceste avantaje amintim:

desfășurarea optimă a procesului de epurare, datoriă substanțelor nutritive conținute în unele ape uzate industriale;

existența unei singure stații de epurare, duce la reducerea costului de producție al epurării apei și la o cooperare mai eficientă între industrie și centrul populat, în vederea epurării apelor uzate;

existența unui singur responsabil pentru epurarea apelor uzate de pe întreg teritoriul centrului populat, ceea ce asigură o eficiență mai mare a exploatării.

În vederea epurării apelor uzate și a micșorării costului de epurare, în afară de măsurile luate prin împiedicarea existenței unor substanțe inhibitoare în suspensie din apele uzate care pot fi îndepărtate în stații de preepurare, mai trebuie avut în vedere:

folosirea la irigații a apelor uzate orășenești sau industriale, procedeu de epurare care duce la sporirea recoltelor;

recircularea apelor uzate epurate, care au ca rezultat reducerea investițiilor aferente stațiilor de tratare și epurare a apelor;

reținerea și refolosirea unor substanțe valoroase, antrenate de apele uzate sau rezultate la epurarea apelor;

înlocuirea unor substanțe greu degradabile, care fac parte din procesul tehnologic al unor industrii cu altele mai ușor degradabile, pentru simplificarea procesului de epurare și reducere a costurilor de epurare;

folosirea capacități de autoepurare a emisarilor, în scopul reducerii poluanților

Orice comunitate produce atât reziduri lichide, solide precum și emisii de aer.

Apele reziduale pot fi definite ca o combinație de lichid sau reziduuri înlaturate de la locuințe, instituții și clădiri comerciale și industriale împreună cu ape de suprafață și apele pluviale. Când apele reziduale netratate se acumulează, descompunerea materiilor organice va conduce la condiții neplăcute, producerea gazelor urât, mirositoare, apele netratate conținând numeroase microorganisme patogene care trăies La stabilirea posibilităților de evacuare a apelor de scurgere se vor studia în mod obligatoriu următoarele măsuri:

micșorarea cantităților de ape de scurgere provenite de la industrii, prin neutralizarea acestor ape în procesul tehnologic la aceeași industrie sau la unități industriale vecine;

reducerea gradului de impurificare a apelor de scurgere industriale prin adoptarea procedeelor tehnologice perfecționate sau raționalizarea celor existente; prin utilizarea în proceselor tehnologice a substanțelor care conduc la o nocivitate cât mai redusă a apelor de scurgere, care rezultă din aceste procese; prin recuperarea substanțelor valorificabile din apele de scurgere și prin folosirea posibilitățiilor de neutralizare reciprocă la aceeași unitate industrială sau la întreprinderi industriale vecine;

valorificarea apelor de scurgere prin utilizarea lor în irigații;

uniformizarea debitelor și a concentrațiilor mari ale apelor de scurgere în scopul evitării șocurilor la evacuarea în cursurile de apă.

apele de suprafață se împart în cinci categorii de calitate conform Normativului privind obiectele de referință pentru clasificare calității apelor de suprafață (înlocuiește STAS 4708/880)

Din aceste motive înlăturarea imediată și fără probleme a apelor reziduale de la sursa lor de generare, colectarea printr-un sistem de canalizare, tratare, refolosire sau dispersia în mediu este necesară pentru protejerea sănătații publice și a mediului înconjurător.

Necesitatea epurării apelor uzate orășenești a fost inițial legată de îndepărtarea materiilor în suspensie (sedimentabile sau floculente) realizată prin ceea ce numim epurare primară sau mecanică, apoi de reducerea substanțelor organice în treapta biologică sau secundară .

Odată cu dezvoltarea cunoașterii specifice a elementelor poluante găsite în apa uzată, precum și disponibilitatea unei baze informaționale extinse, provenită din studiile de monitorizare a mediului, cerințele impuse pentru calitatea efluentului epurat descărcat în emisari au devenit tot mai stricte.

1.7. Obiective

Uneori apele uzate nu pot fi evacuate în râuri deoarece chiar dacă ar fie epurate cu randamentul maxim posibil, din punct de vedere tehnic nu se pot îndeplini condițiile calitative de evacuare, fie pentru că apele uzate brute au o încărcare deosebit de ridicată sau pentru că debitul de diluție al râului receptor este foarte scăzut, fie din cauza existenței la mică distanță în aval a unor folosințe cu exigență ridicată față de calitatea apei.

Apele uzate care se evacuează în resursele de apă nu trebuie să conțină:

substanțe poluante cu grad ridicat de toxicitate

materii în suspensie care ar putea produce depuneri în albii minore ale cursurilor de apă sau în cuvetele lacurilor

substanțe care pot conduce la creșterea turbidității, formarea de suspensii sau schimbarea proprietăților organoleptice ale resurselor de apă față de starea naturală a acestora;

apele uzate provenite din spitalele de boli infecțioase, instituții de pregătire a preparatelor biologice(seruri, vaccinuri) de la unitățile zootehnice și abatoare nu pot fi evacuate în cursurile de apă fără o prealabilă dezinfectare

Procesul de epurare constă în îndepărtarea din apele uzate a substanțelor poluante în scopul protecției calității apelor și în general a mediului înconjurător. Epurarea constituie unul din aspectele poluării apelor. Epurarea apelor uzate se efectuează în construcții și instalații grupate într-o anumită succesiune tehnologică în cadrul unei stații de epurare. Mărimea stației de epurare va depinde de cantitatea și calitatea apelor uzate și ale receptorului și de condițiile tehnice de calitate care trebuie să le îndeplinească amestecul dintre apa uzată și a receptorului în aval de punctul de deversare a apelor uzate, astfel încât folosințele din aval să nu fie afectate. Metodele și schemele tehnologice de epurare diferă după proveniența apelor uzate, respectiv după calitatea lor care exprimă concentrația lor în diferite substanțe poluante.

Lucrarea are ca și obiectiv studiul tehnologiei de epurare a apelor uzate generate în orașul Aiud, monitorizarea principalilor parametri impuși de legislația în vigoare și impactul asupra mediului al acesteia.

CAPITOLUL II. TEHNOLOGIA DE EPURARE A APELOR UZATE

2.1. Amplasare

Situat în culoarul depresionar axat pe cursul mijlociu al Mureșului, la întâlnirea celor trei zone geografice: CâmpiaTransilvaniei, la nord-est, Podișul Transilvaniei, la sud-est, Munții Apuseni, la vest, municipiul Aiud este așezat pe ambele maluri ale Văii Aiudului, precum și pe terasele Mureșului. Coordonatele geografice sunt paralela 46o 10’ latitudine nordicã si meridianul 23o 43’ longitudine esticã. Față de nivelul Mării Negre, municipiul Aiud se află la altitudinea de 250 m în Piața Gării, 258 m în centrul orașului, 270 m pe culmea dealului Cocoșu și 367,7 m pe dealul de strajă. Așezat de o parte și de alta a DN 1 și a E 81, pe malul drept al râului Mureș, municipiul Aiud este mărginit de comunele Livezile și Miraslău, la nord, Rădești, la sud-est Râmeț, la vest, Lopadea Nouă, la est Stremț, la sud și de orașele Ocna-Mureș la est și Teiuș la sud.

Orașul Aiud are o suprafață de 142,2 km2. Populația acestui oraș este de cca 28 934de locuitori având un sistem de alimentare cu apă potabilă în sistem divizor.

Dezvoltarea orașului a necesitat și extinderea sistemului de alimentare cu apă, acesta fiind format din:

dren de captare cu diametrul de 300 mm, cameră de captare, stație de pompare, cu capacitate de 60 l/sec.

Rețele de distribuție principale și secundare

Rezervoare de înmgazinare cu volum de 1000 m3, respectiv 500 m3

Sistemul de canalizare s-a dezvoltat în paralel cu sistemul de alimentare cu apă și este compus din colectoare menajere executate din TB Dn 300-500 mm și colectoare pluviale TB Dn 300-500 mm și OV 30-45-6090, care colectează și transportă apele uzate menajere la stația de epurare, respectiv, asigură colectarea și evacuarea apelor meteorice.

Stația de epurare este amplasată pe malul drept al râului Mureș, fiind construită în anul 1970 și având următoarele utilaje:

grătar cu curățire manuală;

deznisipator longitudinal tip ESSen;

decantoare primare tip IMHOFF(2);

stație de pompare nămol;

platforme pentru deshidratarea nămolului;

grup de exploatare.

Capacitatea stației de epurare inițiale a fost de 14 l/s. .

Caracteristicile geofizice ale terenului din amplasament:

zona seismică de calcul: F

KS = 0,08

TC = 0,7 sec

– Terenul de fundare: pietriș mare și mic, 0,5 –4,0 m

– Nivelul apei subterane: Nh = -1,80 m ascendent

În corelare cu extinderea rețelei de alimentare cu apă, în 1977 s-a proiectat extinderea capacității stației de epurare, având următoarele utilaje:

decantoare primare tip IMHOFF, patru cuve

stație de pompare ape epurate mecanic

bazin de aerare

stație clorinare

bazin amestec și contact

platforme pentru deshidratarea nămolului

decantor secundar

În anul 2002 a fost necesară construirea unei stații de epurare cu o capacitate de 70 l/s, astfel încât să asigure funcționarea și pentru următorii 25 de ani a stației de epurare.

Principalii parametri urmăriți la intrarea apelor uzate menajere în stația de epurare:

MTS = 170 – 230 mg/l

CBO5 = 72 – 99 mg/l

Azot exprimat în NH4= 18,25 4 – 25,107mg/l

pH= 7-8

2.2. Descrierea a componentelor stației de epurare

În vederea atingerii eficiențelor de epurare se propune realizarea unei variante de epurare mecano-biologică cu eliminare pe cale biologică a nutrienților (nitrificare-denitrificare).

Fluxul tehnologic propus este compus din următoarele obiecte:

Linia apei

Stație de pompare apă brută;

bloc de epurare mecanică cu următoarele funcții:

sită automată;

deznisipator aerat;

separator de grăsimi.

bloc de epurare biologică combinat compus din:

bazin de aerare cu nămol ctiv, cu bule fine, cu nitrificare, denitrificare și stabilizarea nămolului;

decantor secundar;

stație de nămol activat recirculat și în exces;

stație de suflante.

Linia nămolului

Linia biologică de tratare a nămolului realizează îngroșarea și deshidratarea nămolului în exces și este compusă din următoarele etape:

rezervor nămol activ, recirculat și în exces;

instalație de îngroșare și deshidratare mecanică a nămolului stabilizat compusă din:

instalație de preparare dozare coagulanți organici;

presă nămol cu două funcții(îngroșare și deshidratare);

stație de pompare apă de spălare presă;

dulap de comandă.

2.2.1. Stația de pompare

Stația de pompare constă din existența unui cheson deschis cu diametru interior de 4,00 până la cota – 7,40 față de nivelul terenului amenajat. Radierul este amenajat la cota –5,85.

Chesonul cu înălțime totală de 8,30 m este realizat din două tronsoane (tronsonul I cu înălțimea de 5,30 și tronsonul II cu înălțimea de 3,00 m) și va avea grosimea peretelui de 50 cm și respectiv 60 m pe zona cuțitului.

Stația de pompare este necesară pentru alimentarea utilajelor cu apă uzată. Aceasta este compusă din pompe orizontale autoamorsante, fiabile cu etanșări și randamente bune care permit trecerea solidelor cu Φ > 75 mm. Pompele sunt cu acționare automată cu asigurarea schimbării automate a ordinii de prioritate la pornire pentru a sigura un număr egal de ore de funcționare. Sistemul de pompare este prevăzut cu 2+1 pompe, fiecare cu debit de 50l/s și înălțimea de pompare H = 6 m, P = 7,5 kW.

Volumul bazinului de aspirație este de 36 m3 și asigură înmagazinarea debitului timp de 6 minute.

Apa uzată este transportată la treapta de epurare mecanică care cuprinde:

grătare;

sită fină;

deznisipator;

separator de grăsimi.

Tabel 2.1.

Caracteristici apă uzată la intrare în stația de epurare

Figura 2.1. Caracteristicile apei uzate la intrare în stația de epurare

Figura 2.2. Caracteristicile apei uzate la intrare în stația de epurare

2.2.2. Prelucrarea mecanică

Epurarea mecanică foloseste grătare, site, care îndepărtează într-o primă etapă materialele grosiere (mai mari de 1 milimetru), apoi prin decantarea gravitatională în așa numitele deznisipatoare micșorează viteza de circulație a apei la 0,3-0,4 metri/secundă, determinând depunerea nisipului pe parcursul a 2-3 minute. Apa trece apoi prin decantoare primare unde se depun restul de suspensii mai fine și o parte din substanțele aflate în stare coloidală. În decantoarele primare apa este reținută între 1 si 3 ore.

Apele reziduale sunt transferate din camera de admisie către stația de pompare de admisie.

În cazul unor condiții improprii, intrarea în unitate poate fi oprită incluzând vana cu motor instalată în această cameră și prin deschiderea vanei de deviere cu motor din fața conductei de deviere (DN800mm) apa reziduală va fi direcționată către râul Zalău.

Sunt prevăzute pompe de admisie pentru a ridica apa reziduală la un nivel care permite o cădere liberă a apelor reziduale prin etapele primare de tratare cu ajutorul gravitației până la camera de colectare.

2.2.3. Grătarul

Grătarele sunt alcătuite din bare metalice și sunt de două tipuri:

– grătare rare;

– grătare dese.

După forma lor în plan pot fi:grătare plane, grătare radiale și grătare curbe .

Grătarul reține corpurile și murdăriile plutitoare aflate în suspensie în apa uzată (cârpe, hârtii,cutii, fibre). Materialele reținute de către grătar sunt transportate pe o bandă până la container. De aici reziduurile sunt transportate la deponia municipală.

Pentru protecția utilajelor din aval este prevăzut un filtru fin cu acțiune automată cu transportator de filtru pentru evacuarea reziduurilor.

Reziduurile deshidratate sunt colectate în containere pentru evacuarea ulterioară.

Deși este prevazută construcția a două linii de filtare și a două vane de izloare în amonte și în aval de filtrele fine, doar o linie este prevăzută cu filtre fine pentru etapa 1.

Un canal de deviere și un filtru manual de deviere sunt prevăzute pentru orice operație de întreținere a filtrelor.

Pentru a evita descompunerea nisipului sau a solidelor de descompunere viteza de curgere în această parte nu trebuie să fie mai mică de 0,5 m/s.Vârful filtrului fin este potrivit pentru a îndepărta solidele de anumite dimensiuni și tipuri care ar putea creea disfuncții în etapele de tratare din aval.

2.2.4. Sita fină

Sita fină este un utilaj executat din oțel inoxidabil cu curățire mecanică, asigurând îndepărtarea din apa uzată a materiilor grosiere. În funcție de pierderea de sarcină amonte de sită se face curățirea acesteia prin ridicarea automată cu câte o treaptă. Reținerile de pe sită se descarcă cu ajutorul unei hidroprese care permite evacuarea lor la un container amplasat în apropierea sitei. Capacitatea sitei este de Q = 40-120 l/s, având interspațiile dintre barele sitei de d = 6 mm. Sita și presa, construite din oțel inoxidabil au motoare de antrenare separate de câte 1,5 kW, funcționarea lor fiind complet automată putând fi comandate și manual.

2.2.5. Deznisipatorul și separatorul de grăsimi

Deznisipatorul și separatorul de grăsimi asigură separarea nisipurilor cât și grăsimilor din apele uzate menajere. Se folosește echipament (pod raclor)automat din oțel zincat și inox, care asigură colectarea și evacuarea grăsimilor și a nisipului. Funcționarea echipamentului este controlat printr-un sistem de automatizare.

Caracteristicile deznisipatorului și separatorului de grăsimi: are lungimea de 18 cm, lățimea de 2,8 cm și adâncimea apei în deznisipator de 3 m.

Deznisipatoarele sunt folosite în prezent în mod curent pentru apele uzate provenite din rețelele dimensionate atât în sistem difuzor cât și unitar. Deznisipatoarele care tratează ape uzate provenite din sistemul unitar sunt folosite numai pentru debite care depășesc 3000m³/zi.

Particulele reprezentate de nisip, zgură sau alte materiale grele se depun dacă viteza de scurgere este redusă până la 0,03-0,06 m/s. Astfel îndepărtarea nisipului este proiectată pentru camera de nisip aerisit cu camera de sedimente grase în care viteza necesară este prevăzută prin introducerea cu mijloace excentrice a aerului, prin crearea unei spirale de curgere ce permite depunerea nisipului și pătrunderea în suspensie a materiei organice. Astfel variația încărcării hidraulice introduse prin debitul de drenaj natural este eliminat pentru proprietățile de depunere din această etapă de tratare.

Nisipul depus este transportat în pâlniile situate în partea din față a camerelor de nisip cu ajutorul racletelor unei punți de transport. Grăsimile, uleiul și alte materii sunt introduse forțat în camera de sedimente groase prin mișcarea în spirală a apei și plutesc la suprafață.

Sunt construite două camere de nisip longitudinale cu filtre și sedimente grase (din beton) care funcționează în paralel. Fiecare din acestea poate fi izolată în capătul din față cu ajutorul vanelor.

Pentru evacuarea nisipului și a sedimentelor grase, o cameră de nisip este prevăzută cu raclete de punte unică pentru etapa1. Funcționarea este controlată (automat/manual) de o cabină de control montată pe punte. Este asigurat transferul semnalului către sistemul de control.

Sistemul de aerisire al camerei de nisip constă din conducte de distribuție a aerului (tuburi) instalate de-a lungul camerelor de nisip precum și a suflantelor, una pentru fiecare cameră de nisip. Sunt prevăzute trei suflante de aer(din care una este în așteptare)în incinta suflantei de agregare.

Reziduurile nisipoase din pâlniile de colectare a nisipului sunt pompate cu ajutorul pompelor cu motor submersibile rezistente la uzură printr-o pompa de reziduuri nisipoase către sistemul de sortare a nisipului.

Nisipul separat este deversat în containere pentru o evacuare ulterioară cu ajutorul camioanelor, în timp ce apa tulbure se scurge înapoi în gura de intrare a camerei de nisip prin acțiunea gravitației.

Sedimentele grase sunt retrase discontinuu cu ajutorul unor lame separate ale racletelor și sunt evacuate peste o rampă în bazinul de colectare a sedimentelor grase.

Grăsimea colectată este transferată în bazinul de sedimente grase cu ajutorul unei găuri prevăzute pentru două camere.

De acolo grăsimile trebuie preluate cu ajutorul unor cisterne pentru a fi evacuate ulterior în afara centralei. Apele reziduale sunt transferate către orificiul de admisie al camerei de nisip cu ajutorul pompei de sedimente grase.

Apele reziduale din camera de nisip și de sedimentare curg către bazinul de decantare primar prin sistemul de distribuție gravitațional.

Pentru divizarea debitului a două părți egale, sunt prevăzute două vane cu acționare automată în camera de distribuție, iar fiecare bazin de decantare primară poate fi izolat separat prin intermediul acestora.

Decantoarele primare realizează sedimentarea materiilor în suspensie fine, sedimentabile, rămase în apele uzate după parcurgerea deznisipatoarelor și separatoarelor de grăsimi și uleiuri Deși doar unul din rezervoare este echipat cu mecanism cu pod raclor sunt prevăzute două bazine de decantare primare (pentru 2 etape) care funcționează în paralel.

Rezervorul de decantare primar este construit sub formă de bazin circular cu sistem mecanic de îndepartare a reziduurilor și spumei. Apele reziduale intră în incinta bazinului printr-un sifon inversat. Apa limpezită primar este purjată în V-notch prin gravitație și colectată printr-o camera prin canalul de colectare. Camera de colectare a primului bazin este conectată la a doua, iar apa limpede este transferată în camera de colectare prin gravitație pentru pompare.

Reziduurile (nămolul primar) decantate sunt deversate în pâlniile de deșeuri din bazin, cu ajutorul lamei de curățare a podului raclor rotativ. Din pâlniile de deșeuri, reziduurile(nămolul primar)sunt transferate către sistemul de îngroșare gravitațional cu trei pompe primare de deșeuri (una din ele în așteptare).

Acumularea spumei pe suprafața bazinelor este îndepărtată prin acționarea lamelor racletelor și prin deplasarea lamei de colectare fixate pe puntea racletei și transferată în stația de pompare primară a spumei cu ajutorul gravitației.

Amestecul apă/spumă este transferat în nisipul cu gravitație mare și prundiș pentru separarea apei și a spumei în secțiunea de pompare primară a spumei. Suprafața superioară a nisipului grosier și a pietrișului este curățată ocazional, iar perioada este determinată în timpul funcționării.

Apa filtrată este transferată în sistemul de îngroșare al tobei cu ajutorul a două pompe de spumă primare. Bazinele de decantare primară cu pod raclor pentru evacuarea reziduurilor decantate și a spumei.

Deznisipatorul este de tip aerat și este cuplat cu separatorul de grăsimi, ambele obiecte fiind parte a monoblocului de epurare mecanică.

Cele două utilaje sunt dimensionate petru Qc = 70 l/s, Qu = 100 l/s. Deznisipatorul este de tip longitudinal, format din două compartimente de secțiune specială, aproximativ trapezoidală, având B = 1,16 m, b = 0,4 m, H = 4,82 m, L = 12,1 m.

Datorită introducerii de aer comprimat de la stația de suflante sau de la sursa proprie, se realizează în deznisipator o circulație elicoidală care garantează menținerea în suspensie și sedimentarea nisipului > 0,2 mm în proporție de 93 %.

Aerul comprimat este introdus în deznisipator printr-o rețea de conducte și armături din materiale necorosive. Difuzia aerului se face prin țevi speciale de difuziune de oțel inoxidabil.

Nisipul sedimentat este colectat si transportat în contracurent de un curațitor special, amplasat pe fundul denisipatorului facând curse dute-vino continuu pentru evacuarea nisipului reținut. Evacuarea nisipului se realizează pneumatic și se evacuează pe platforma de deshidratare special amenajată de–a lungul deznisipatorului. Aceasta este prevăzută cu un canal de drenare cu filtru invers pentru evacuarea apei din deznisipator. Deznisipatorul este prevăzut cu stavile pentru separarea celor două compartimente. Nisipul colectat este transportat și evacuat direct în containerul de nisip.

Separatorul de grăsimi este un bazin îngropat cu dimensiunile în plan la partea superioară de 5,30 x 10,70 și adâncimea de 4,75 m, fiind compus din două compartimente longitudinale despărțite între ele de un perete cu grosimea de 25 cm. În secțiune transversală bazinul are formă tronconică lățimea reducându-se de la 5,30 la partea superioară la 2,93 la partea inferioară. Pereții exteriori au grosime variabilă între 20 și 25 cm, iar radierul are o grosime de 35 cm. Construcția este executată din beton armat la interior fiind prevăzută cu o tencuială specială impermeabilă din mortar. La exterior s-a prevăzut o spoială în bitum în două straturi.

Unitatea dispune de două separatoare de grăsimi, care fac parte comună cu deznisipatorul și au rolul de a reține grăsimile din apele uzate influente în stație.

Separarea de deznisipatoare se realizează prin pereți semipermeabili, creând compartimentele de liniștire care permit separarea prin flotație a grăsimilor. Eficiența separării se datorează și insuflării de aer comprimat. Grăsimile sunt colectate cu un sistem special cu aer comprimat, raclate și evacuate în bașa de grăsimi. Din bașa de grăsimi, acestea sunt preluate de pompa de grăsimi și trimise în fața sitei, de unde prin recirculări succesive sunt evacuate cu materialul reținut pe site. Separatorul de grăsimi a fost dimensionat pentru debite Qc = 70l/s și Qu = 100l/s, conținutul de grăsimi al apelor uzate este între 11-79 mg/l.

Admisia apei se realizează prin intermediul unui cămin de vane în amonte prin câte o conductă Dn 400 mm pentru fiecare compartiment în parte prevăzute cu organe de închidere și reglaj. Evacuarea apei în aval se face prin două conducte Dn 400 mm.

Sistemul de insuflare este montat sub radier și este format din două conducte Dn 500mm în fiecare compartiment, alimentate fiecare în două puncte. Canalele de insuflare aer sunt acoperite cu plăci din beton poros și un strat de pietriș. Debitul necesar flotării grăsimilor mai ușoare decât apa este de 0,3 m3/m3, Qnec = 75 m3/h și este asigurat prin grupul motoare suflante.

Întreaga treaptă mecanică este condusă automat, asigurând funcționarea automată, programabilă a întregii etape mecanice.

2.2.6. Epurarea biologică a apelor uzate

Pentru realizarea epurării biologice s-a realizat un bloc de epurare biologică compus din:

bazin de nămol activat și aerare cu bule fine cu nitrificare și denitrificarea simultană și stabilizarea nămolului;

decantor secundar;

stația de nămol activat și exces;

stația de suflante.

Deoarece apele uzate au o încărcare a CBO5 = 151,5 mg/l, s-a considerat a nu fi necesară construirea unui decantor primar, epurarea mecanică a apelor uzate realizându-se prin trecerea apei printr-o sită foarte deasă, deznisipator, separator de grăsimi. Apele uzate epurate mecanic sunt introduse în treapta biologică, formată din bazin de activare, dimensionat pentru Qzi max = 70 l/s, Qorar max = 100 l/s. Eficiența acestui bazin de activare urmărește reducerea încărcării organice a apelor de la CBO5 = 72 – 99 mg/l mg/l, la evacuarea în emisar, asigurând un grad de epurare de 92%.

Cantitatea de nămol activat din bazin este de GN = 3054 kg. Dimensionarea bazinului s-a făcut conform STAS 11566-91 CN = 2,5 –4, pentru CN = 3, volumul bazinului de aerare V = 1018 m3.

Oxigenul necesar procesului tehnologic s-a determinat conform STAS 1566-91, fiind necesar Qn = 941,25 kg/zi, capacitatea de oxigenare CO = 1730,84 kg/zi. Având în vedere că stația de epurare se ia în calcul pentru o funcționare de 20 ore/zi, pentru aerare cu bule fine prin elemenți circulari, având capacitatea specifică de aerare Co = 9,1 g/m3.m adâncime și adâncimea de imersie H = 4,6, necesarul de aer va fi 1723 m3/h.

Capacitatea de aerare a unui element poros este 3 m3/h, fiind necesari 576 elemenți de aerare, care sunt montați în 12 panouri de aerare(câte 6 pe fiecare compartiment) cu câte 48 elemenți de aerare fiecare.

Volumul necesar pentru bazinul de aerare este de 1000 m3 pentru epurarea întregului debit influent în stația de epurare.

În viitor a fost prevăzută și realizarea denitrificării și a desforizării parțiale biologice.

Pentru obținerea unor bule cât mai fine, în bazinul de activare se folosesc tuburi difuzoare cu membrane elastice din silicon. Omogenizarea întregului bazin se realizează cu ajutorul unor mixere.

Sursa de aer comprimat sunt suflantele cu turație variabilă. Pe baza comenzilor transmise de echipamentul de automatizare cu senzori de oxigen dizolvat, cantitatea necesară de oxigen este reglată în funcție de încărcarea organică din bazinul de activare, ținându-se cont atât de încărcarea organică, cât și de variația de debit în cursul zilei sau nopții.

Bazinul este o construcție îngropată cu două compartimente longitudinale cu dimensiunile în plan de 11,05 x 24,30 m și adâncimea de 5,35 m, realizat din beton armat.

Atât pereții perimetrali cât și peretele de compartimentare longitudinal au o grosime variabilă între 35 cm și 20 cm; radierul are grosimea de 35 cm.

2.2.7. Decantorul secundar

Decantorul secundar este o construcție din beton armat și are rolul de a reține nămolul provenit din instalația precedentă fiind compus din două compartimente având următoarele dimensiuni: L x b x hu = 24 x 5 x 2,40, fiind construit coaxial cu bazinul de activare.

Alimentarea se realizează periferic, asigurându-se o distribuție uniformă și optimă a debitului. Evacuarea apei limpezi se face tot periferic, controlându-se în același timp nivelul lichidului din bazinul de decantare.

Decantorul secundar este echipat cu pod raclor submersibil construit din oțel zincat. Podul este amplasat pe un braț special din material neoxidabil, acționarea realizându-se cu un grup de acționare fix, exterior, eliminându-se funcționarea podului de intemperii și eliminând alimentarea mobilă cu energie electrică. Podul raclor este echipat cu lame culegătoare de spumă. Aceasta se evacuează prin pompare.

Decantorul existent s-a verificat și s-a constatat că face față decantării provenite din proces conform STAS 4162-2-89, astfel:

înărcarea superficială de verificare Vsv = 1,46<2,2;

încărcarea superficială cu materii în suspensie Iss = 105,5 kg-m2xzi< 200;

timpi de decantare Tdv = 1,97.

debitul de verificare pentru decantorul secundar este Qc= 250 m3/h.

Evacuarea nămolului reținut secundar se realizează prin stația de pompare nămol din capătul amonte al decantorului.

2.2.8. Stația de pompare nămol activ în exces

Nămolul recirculat și în exces este extras cu sifoane prin gurile de aspirație, prin interiorul grinzii podului și este condus în bazinul de colectare. De aici, este aspirat de pompele de nămol activ în exces și este pompat pentru recirculare în bazinul de activare.

Nămolul în exces este preluat prin vane și trimis într-un bazin tampon de nămol în exces.

Pompele sunt amplasate la parterul clădirii în care este amplasat și deznisipatorul cuplat cu separatorul de grăsimi. Pompele sunt cu ax orizontal, cu autoamorsare, fiind cu randament ridicat.

2.2.9. Stația de suflante

Aerul necesar pentru aerarea deznisipatorului și pentru aerarea bazinului de nitrificare se asigură cu ajutorul unor suflante(una este rezervă) amplasate în subsolul blocului de epurare mecanică, lângă pompele de apă uzată, asigurându-se o protecție fonică adecvată.

Pentru obținerea unui debit variabil de aer s-a prevăzut o suflantă cu turație variabilă, cu convertizor de frecvență. Întregul bloc de suflante este comandat de un echipament de automatizare cu senzori de oxigen dizolvat.

Stația de suflante asigură aerul necesar procesului de aerare din bazinele cu nămol activat și pentru separatorul de grăsimi, astfel:

pentru bazinul de aerare Qaer = 1723 m3/h conform STAS 11566-91

pentru separatorul de grăsimi Qaer = 75,6 m3/h, conform STAS 12264-84

debitul total, Qtotal = 1800 m3.

Pentru asigurarea volumului de aer este necesar 2+1 suflante de căte 900 m3 fiecare suflantă de bază având următoarele caracteristici:

Q = 900 m3/h, p = 50 kW, Pm = 30 kW, P2 = 23,7 kW, N = 3500 rot/min.

Suflantele sunt dotate cu toate elementele necesare funcționării în siguranță: tablou de comandă, atenuator de zgomot, supapă antiretur, supapă de siguranță, element de filtrare.

Suflantele sunt astfel:

2+ 1 bucăți suflante cu motor cu două turații;

1 bucată variator de turație comutabil pentru oricare din cele trei suflante.

Suflanta care va intra prima în funcțiune va fi suflanta cu variator de turație, când aceasta ajunge la 90% din capacitate intră în funcțiune cea de –a doua suflantă la capacitate maximă, iar cea de-a doua își va reduce debitul și va sigura surplusul de debit pănă la valoarea necesară a debitului de aer insuflat.

2.3. Dimensionarea tehnologiei de epurare

Eficiențele de epurare necesare:

Se stabilesc cu ajutorul formulei generale:

ηf = (Ci – CiLMA)Ci x100

unde :

ηf – eficiența de epurare necesară pentru un poluant “I”

Ci – concentrația poluantului “I”

CiLMA – concentrația limită maximă admisibilă a poluantului “I” în apa epurată(mg/l)

A. Calcule de dimensionare pe obiecte a stației de epurare:

2.3.1. Dimensionare stația de pompare apă brută

Debitele de calcul a stației de pompare apă uzată brută (STAS 1846-90)

Qc = Quz.max.oră = 100 l/s = 360 m3/h

Volumul bazinului de aspirație a stației de pompare existente trebuie să asigure înmagazinarea debitului de calcul pe o durată de 2-10 minute. Se alege t= 6 minute

Vspab = Qc x t/1000 = 100 x 6 x 60/1000 = 36 m3

Se proiectează un cheson dreptunghiular cu dimensiuni 4x3x3 m petru pompe cu autoaspirație Hasp = 3 m, Href = 3 m.

Pentru protejarea pompelor, intrarea apei brute în cheson se va face printr-un cămin echipat cu un grătar rar cu curățire mecanică, având fante de trecere de e = 40 mm.

2.3.2. Dimensionare sită, deznisipator aerat cuplat cu separator de grăsimi

Aceste utilaje prezintă următoarele caracteristici:

sită cu interspații între lamele e = 2 mm cu presă pentru materialul reținut;

deznisipator aerat cu presă pentru deshidratarea nisipului;

separator de grăsimi cu sistem de colectare a acestora;

pompă de grăsimi;

suflantă.

Caracteristici tehnice principale:

debitul nominal Q = 2 x 100 l/s

interspații între lamele e = 2 mm

umiditate rețineri evacuate urez= 60%

volumul reținut pe sită(10 dm3/an.om)

Vr = 10 x 15117 =151 m3/an = 414 dm3/zi

Masa reținerilor pe sita deasă:

Ma = γ x Vr = 0,9 x 414 = 373 kg/zi

Volumul de nisip evacuat pe zi(conform P 28-84 se consideră 40 dm3/1000 m3)

Vnisip = 40 x Quz zi.max = 40 x 6048/1000 = 242 dm3/zi = 88 m3/an

Cantitatea de nisip (pnisip = 1,5 kg/dm3)

Mnisip = 1,5x 242 = 363 kg/zi = 133 t/an

Concentrațiile poluanțiilor în apa uzată efluentă, treapta mecanică:

CTMMTS = CMTS x (1- ηMMTS) = 270 x (1 – 0,50) = 135 mg/l

CCBO5TM = C CBO5 x (1- ηMMTS) = 151 x (1-0,33) = 101,17 mg/l

Cantitățile de poluanți la intrarea în treapta biologică:

MTS = 6048 x 135/1000 = 814,48 kg MTS/zi

CBO5 = 6048 x 101,17/1000 = 611,875 kg CBO5 /zi

NH4 = 6048 x 10,52/1000 = 63,6 kg NH4/zi

2.3.3. Dimensionare treapta de epurare biologică

Treapta de epurare biologică este dimensionată conform normelor legale naționale, condițiile impuse fiind cele de mai jos:

MTS = 35 mg/l

CBO5 = 25 mg/l

Nt = 10 mg/l

Pt= 1 mg/l

Varianta aleasă este: bazin de aerare cu nitrificare și denitrificare simultană și stabilizarea nămolul. În procesul de epurare biologică a apei uzate sunt necesare pentru fiecare kg de CBO5 redus, 0,05 kg azot (5%) și 0,01 kg fosfor (1%) pentru obținerea biomasei sau nămolului activ.

O parte a acestor cantități se evacuează cu nămolul în exces, iar o altă parte este retrimisă în bazinul de aerare cu nămol recirculat.

Balanța azotului este următoarea:

Azot în procesul de epurare 72,7 kg/zi

Azot din nămolul recirculat 15,2 kg/zi

azot organic în efluent Norg.e. (2 mg/l) 12,2 kg/zi

azot în nămol în exces 30,4 kg/zi

amoniu în efluenți N-NH4 12,1 kg/zi

azot care se oxidează 33,3 kg/zi

nitrați în efluent N(NO3) 5,5 kg/zi

azot pentru denitrificare Nd 0 kg/zi

Capacitatea de denitrificare:

Cd = Nd/L5B = 0/612 = 0, ne indică că nu este necesară o denitrificare

În varianta bazinelor cu nămol activ și aerare prelungită(stabilizare) a nămolului, vârsta nămolului este Vn = 25 zile.

Producția de nămol pentru un raport MTS/CBO5 > 1,2 la intrarea în treapta biologică este :

Nex = 1 kg /kg CBO5 x 612 kg CBO5 = 612 kg/zi

Volumul bazinului de aerare cu nitrificare:

Debit de calcul Qc = Quz.zi max = 70 l/s

Cantitatea de poluanți biodegradabili L5b = CBO 5TM = QC x QCBO5TM = 612 kg/zi

Încărcarea organică a nămolului ION = 0,045 kg/kg.zi

Concentrația nămolului în bazinul de aerare, Cn = 4 kg/m3

Încărcarea organică a bazinului de aerare IOB = 0,18 kg/m3.zi

Volumul bazinului VBA = 3400 m3

Din balanța de azot rezultă că nu necesită nitrificare

Volumul zonei anaerobe pentru defosforizare

VNF = (Q + QR) x 0,75 h =378 m3

Volumul total al bazinului cu zona aerobă și anaerobă: VT = 3400 + 378 = 3778 m3

Oxigenul necesar se calculează cu relația:

ONC = [0,144 .Vn. F/(1+ VN.0,08.F)] + 0,5 = 1,7 O2 kg.CBO5

unde:

F =1 pentru Vn = 25 zile

t = 15oC

Și oxigenul necesar pentru oxidarea compușilor de N

ONN = [4,6 (N)NO3) – Ne) + 1,7(N(NO3-ND)] / LSB = 0,25 kg O2/kg CBO5

Capacitatea de oxigenare :

Co = 1/ aCS/ (CS /Cx)(ONC fC + ONN fx)

fc = 1,23; fn = 2,81; Cs = 10,1; Cx = 2,0

rezultă:

Co = (1/a)x 3,48 kg.O2/kg CBO5

A – este ales în funcție de sistemul de aerare a = 0,7, deci:

Co = 4,976 kgO2/ kg CBO5 = 3045 kg.O2/zi = 126,88 kg O2/h

Necesarul de aer

Q aer = Co.103/c.ha = (126,88 x 103)/(22,8 x 5,8) = 960 m3/h

c = 22,8 g/m3.m – capacitatea de oxigenare specifică

ha = 5,8 – înălțimea apei deasupra sistemului de aerare

Sa = Qaer /qaer = 960/10 = 96 m2

qaer = 10 –14 m3/m2.h – se adopta qaer = 10 m3/m2.h

numărul de panouri de 0,9 x 5,12 cu 13 furtune

Np = 96 x 6,12 = 15,68 – se adoptă 16 panouri

Gradul de acoperire:

GA = SA/SB = (6,12 x 16)/567 = 0,1728 = 17,28%

SBA = VBA/h = 3400/6 = 567 m2

La un grad de acoperire sub 20% sunt necsare mixere pentru menținerea nămolului în suspensie; se aleg 4 bucăți mixere orizontale și 2 + 1 suflante DITL 50 T cu Q = 520 m3/h, Pi = 18,5 kW:

Debitul de nămol recirculat:

QR = R.Qc = 1 x 252 = 252 m3/h

R – coeficient de recirculare

R = CN/(CR – CN) = 4/(8-4) = 1

CR = 8 kg/m3 – concentrația nămolului recirculat

În cazul decantoarelor secundare cu sucțiune:

CR = (1000/ISV)t1/3E.0,6 = 8 kg/m3

unde:

ISV = 80 – 100 kg/l;

tE = 1,8 – timp.

2.3.4. Dimensionare decantor secundar

Debitul de calcul:

Qc = Qu.zi max = 252 m3/h

Debitul de verificare:

QV = Qu.zi max + QR.max = 252 m3/h + 252 m3/h = 504 m3/h

Se alege un decantor radial cu diametrul nominal D = 20 m;

Suprafața orizontală de decantare: A0 = 264 m2;

Încărcările hidraulice superficiale sunt:

La debitul de calcul uSC = QC/A0 = 252/264 = 0,95 m/h < 1,2 m/h;

La debitul de verificare uSV = Qv/A0 = 654/264 = 1,9 m/h < 2,2 m/h;

Încărcarea superficială cu materii în suspensie:

ISS = CN x (QC + QR) x 24/A0 = 183 kg/m2.zi < 200 kg/m2.zi conform STAS 4162/2-89

Adâncimea decantorului se determină conform ATV 131. Adâncimea totală se compune din patru zone distincte:

Zona de siguranță (h1);

Zona de sedimentare (h2);

Zona de înmagazinare (h3)

Zona de îngroșare (h4).

Se determină încărcarea superficială volumică de nămol:

QSV = (QC/A0) x CN x IVN = (252/264) x 4 x 100 = 380 < 450 dm3/m2.h

Zona de sedimentare: h2 = 1,60 m

Zona de înmagazinare:

h3 = 0,45 QSV x (1+ R)/500 unde QSV = 390 l/m2.h

h3 = 0,45 x 380(1 + 1)/500 = 0,7 m

zona de îngroșare

h4 = QSV x (1+ R) x ti/ (500 + 300 x h)

h4 = 380 x (1+ 1) x 1,8/(500 + 300 x 1,8) = 1,32

Htot = h1 + h2 + h3 + h4 = 0,5 + 1,6 + 1,32 + 0,7 = 4,12 m

Timpii de decantare corespunzători debitelor de calcul și de verificare sunt:

tdc = Htot/uSC = 4,2/0,95 = 4,42 ore

tdS = Htot/uSV = 4,2/1,9 = 2,2 ore

2.3.5. Stabilirea dimensiunilor geometrice ale modulelor treptei biologice:

Modulul de treaptă biologică se compune dintr-un bazin decantor secundar radial în jurul căruia este dipus sub formă de inel bazinul de aerare cu nitrificare și denitrificare.

Dimensiunile bazinului de aerare:

DBA = 2{ VBA/[(3,14 x ha) + (D2DS/4)1/2]} = 2 { 3778/[(3,14 x 6) + (20,42/4)1/2]} = 34,90 m

Ha = 6 m – apa în bazinul de aerare;

DDS = 20,4 m – diametrul exterior al decantorului secundar;

Stația de pompare nămol recirculat extern:

Debitul de dimensionare:

Qc = Qrmax = Qu.zi.max = 252 m3/h;

Capacitatea de înmagazinare: ti = 5 min;

Se proiectează un cheson dreptunghiular cu Vu = ti x Qc = 5/252 x 60 = 21, 0 m3.

2.4. Gospodăria de nămol

În cursul procesului de epurare se obține nămol biologic în exces care trebuie prelucrat în vederea depozitării finale. Prelucrarea acestui nămol se face prin îngroșare și deshidratare mecanică cu presă de tip melc după o prealabilă condiționare chimică cu agenți de floculare de tip polielectroliți organici.

Cantitatea de nămol biologic în exces care trebuie prelucrată este:

Nex = L5B x NEX = 612 x 0,9 = 551 kg/zi

L5B = 612 kg CBO5/zi – încărcarea biologică a treptei biologice

Nex = 0,9 kg nămol kg CBO5 – producția specifică de nămol în exces

Volumul de nămol biologic în exces cu 0,7 S.U.

Vn.ex.= NT/ρ x 100/(1001 –99,3) = 78,63 m3/zi

ρ = 1001 kg/m3;

umiditate = 99,3%.

Pentru prelucrarea nămolului se prevede o instalație automată cu două funcții succesive: îngroșare și deshidratare nămol în exces. Îngroșarea nămolului se face până la 5% S.U., operație care se va face în fiecare zi.

Volumul nămolului îngroșat la 5% S.U:

VN.ext = (551/1001) x [(100/100 – 95)] = 11 m3/zi

După îngroșare, nămolul se va depozita în bazinul de nămol îngroșat cu un VNi = 30 m3, de unde se va prelua și deshidrata odată la 3 –4 zile.

În urma procesului de deshidratare, concentrația nămolului este de 25 – 30 % SU.

Volumul nămolului deshidratat aferent unei zile este:

VNex.D = 2 m3/zi = 730 m3/an

2.5. Valorificarea deșeurilor

În urma procesului de epurare a apelor brute se obțin următoarele categorii de deșeuri:

deșeuri reținute pe site, formate din substanțele grosiere de la curățirea grătarului, sitei care sunt transportate la paturile de uscare, iar după deshidratare sunt transportate la rampa de gunoi a orașului;

nisip, nămol și materii granulare din deznisipator care sunt transportate la platformele de nămol, iar după deshidratare sunt duse la rampa de gunoi a orașului;

nămol din decantoarele secundare, care după deshidratare sunt transportate fie la halda de gunoi a orașului, fie pe terenurile agricole.

Tabel 2.1

Valorificarea deșeurilor

FFigura 2.3. Cantitatea maximă de deșeuri

În cursul procesului de epurare se obține nămol biologic în exces. Prelucrarea acestui nămol se face prin îngroșare și deshidratare mecanică cu o presă tip melc, după o prealabilă condiționare chimică cu agenți de floculare de tip polielectroliți organici.

Prelucrarea nămolului se realizează cu ajutorul unei instalații automate cu două funcții succesive: îngroșare și deshidratare nămol în exces.

Îngroșarea nămolului se face până la 3-4% SU, operațiune realizată în fiecare zi. Pompa instalației absoarbe nămolul în exces din bazinul tampon și-l introduce într-o instalație automată Tip RoS3 modificată.

Instalația este construită din oțel inoxidabil și materiale anticorozive.

Nămolul îngroșat este stocat într-un bazin tampon de nămol îngroșat, de unde cu aceleași pompe este pompat din nou în instalație. Nămolul deshidratat până la 24 – 30 % S.U. este descărcat direct în containerele de transport.

Instalația cuprinde inclusiv stația hidrofor pentru apa de spălare și transportor elicoidal pentru evacuare nămol deshidratat. Instalația este montată în clădirea blocului de epurare mecanică încălzită, dotată cu mijloace de ridicare.

Concentrația nămolului la intrare: 0,5 -0,9% S.U.; Q nămol exces = 36 m3/zi, P= 10kW, cu funcționare în spațiu închis, la temperatura de 10oC.

2.6. Platformele de nămol

Sunt construcții executate pentru deshidratarea nămolului, reducerea umidității nămolului scos de la site, deznisipator și decantor. Platformele de nămol sunt construite din parcele în număr de 4 bucăți cu L = 30 m, parcelele fiind despărțite între ele prin pereți de beton armat monolit.

Radierul acestor platforme este format dintr-un strat de pietriș și piatră peste care este așezat un strat de nisip de 10-15 cm.

În axul platformei în stratul de pietriș la cca 0,5-0,75 m sunt introduse tuburi de beton(drenuri) găurite de Φ = 200 mm, care colectează apa care se drenează din nisip și o evacuează în treapta biologică a stației de epurare.

Suprafața utilă a acestor platforme este de 300 m2 pe platformă, în total fiind 4 platforme, suprafața este de 1200 m2.

Nămolul este introdus pe platformă într-o grosime de 20-25 cm și se evacuează la 20-25 zile după ce a atins umiditatea de 50-55%.

Substanțele grosiere(de la site), cele plutitoare de la decantoare, precum și suspensiile granulare de la deznisipator după deshidratare se duc la rampa de gunoi a orașului.

Îndepărtarea nămolului se realizează cu furci de forma unor lopeți cu bară și transportat pe terenurile agricole sau halda de gunoi a orașului.

După evacuarea stratului de nămol și a celorlalte deșeuri dehidratate, stratul de nisip de deasupra trebuie afânat, greblat și curățat.

2.7. Gradul de epurare al stației

Monitorizarea s-a realizat pe o perioadă de 12 luni; în tabelele următoare sunt gradele de epurare calculate în raport cu următorii parametri:

Tabel 2.2.

Gradul de epurare calculat în perioada ianuarie – decembrie 2014

Figura. 2.4. Gradul de epurare pentru perioada anului 2014

Tabel 2.3.

Gradul de epurare calculat în perioada ianuarie – mai 2015

Figura 2.5. Gradul de epurare calculat în perioada ianuarie – mai 2015

CAPITOLUL III. IMPACTUL PRODUS ASUPRA FACTORILOR DE MEDIU

Strategia de mediu aferentă arealelor urbane se referă la următoarele aspecte:

poluarea aerului;

poluarea apelor;

poluarea solului;

gestionarea deșeurilor.

În strategia de dezvoltare a regiunii o prioritate o constituie asigurarea unui mediu înconjurător sănătos pentru toți locuitorii, pe fondul armonizării legislației specifice cu cea a Uniunii Europene. Sporirea perormanței de mediu nu poate fi concepută fără o gestionare eficientă a factorilor de mediu.

3.1. Sursele de poluanți și protecția factorilor de mediu

3.1.1. Emisii de poluanți în ape și protecția calității apelor

Concentrațiile poluanților în apa uzată la intrarea în stația de epurare sunt:

6363

CMTS = ——————— × 1000 =153,91mg/l

41.341,71

5454,01

CCBO5 = —————×1000 = 131,92mg/l

41.341,7

CNH4=15mg/l

999,9

CNT = ———————×1000 = 24,19mg/l

41.341,71

181,80

CPtot = ——————×1000 = 4,39mg/l

41.341,71

Condiții de evacuare din emisar:

CMTS = 35 mg/l

CCBO5 = 25 mg/l

CNT =10 mg/l

CPtot =1mg/l

Concentrațiile poluanților în apa uzată după treapta mecanică de epurare:

CMTS = CMTS×(1-MTS) = 186,17 ×0,5 = 76,95 mg/l

CCBO5 = CBO5×(1-CBO5) = 131,92×0,75 = 98,94 mg/l

CNT = CNTx (1-NT) = 24,19×0,91 = 22,01 mg/l

CPtot = CP×(1-Ptot ) = 4,39×0,92 = 4,03 mg/l

Cantitatea totală de poluanți în apa uzată după treapta mecanică de epurare:

MTS = 41.385,6 × 76,95×10¯³ = 3.184,62 kg/zi

CBO5 = 41.385,6 × 98,94×10¯³ = 4.094,69 kg/zi

NT = 41.385,6 × 22,01×10¯³ = 910,9 kg/zi

Ptot = 41.385,6 × 4,03×10¯³ = 166,78 kg/zi

Cantitatea totală de poluanți în apa uzată după treapta biologică:

MTS = 41.385,6 x 12,31×10-3 = 509,45 kg/zi

CBO5 = 41.385,6 × 4,95×10 -3 = 204,8 kg/zi

NT = 41.385,6 × 0,66×10 -3 = 27,31 kg/zi

Ptot = 41.385,6 × 0,32×10-3 = 13,24kg/zi

Extinderea stației de epurare, construirea unor bazine cu nămol activ performante, reduc sursele de poluare a apelor.

Eficiențele preconizate după treapta mecanică sunt:

µMMTS = 50%

µMCBO5 = 25%

µMNT = 9%

µMPT = 8%

Concentrațiile poluanților în apa uzată după treapta biologică de epurare:

CMTS = CMTS×(1-MTS) = 76,95×(1- 0,84) = 12,31 mg/l

CCBO5 = CBO5×(1-CBO5) = 98,94 × (1-0,95) = 4,95 mg/l

CNT = CNTx (1-NT) = 22,01 × (1-0,97) = 0,66 mg/l

CPtot = CP×(1-Ptot ) = 4,39 × (1 – 0,92) = 0,32 mg/l

Apele evacuate vor corespunde atât normelor impuse de legislația impusă la nivel național, cât și celor europene.

3.1.2. Emisii de poluanți în aer și protecția calității aerului

Tabel 3.1.

Concentrațiile care rezultă în timpul lucrăriilor de modernizare a stației de epurare

Indicele de poluare pentru aer:

Ipaer = Cmax 30 min./CMA admis 30 min

particule în suspensie: Ip = 0,914

pentru gaze de eșapament:

particule Ip = 0,063

SOx Ip = 0,005

NOx Ip = 0,195

CO Ip = 0,007

Notele de bonitate sunt următoarele:

Tabel 3.2.

Note de bonitate

3.2. Impactul produs asupra factorilor de mediu

3.2.1 Impactul produs asupra apelor

Deversarea în emisar, Mureșul, a unor efluenți care depășesc limitele admise de normativul NTPA – 001/2002, poate afecta negativ ecosistemul acvatic. Acest fapt este posibil când este evacuată apa de la iazurile biologice, care nu a fost în prealabil tratată în treapta biologică a stației de epurare. La ora actuală există această situație, care se va întinde pe durata retehnologizării stației de pompare a apei decantate în treapta biologică. În astfel de momente, efluentul evacuat în emisar de la iazurile biologice, depășește la anumiți parametri limitele maxime admise de normativul NTPA 001/2002. Aceste depășiri sunt proporționale cu caracteristicile climatice fiind mai mari în perioadele cu temperaturi scăzute.

Deoarece limitele admise la evacuare nu sunt foarte mult depășite, gradul de afectare a ecosistemului acvatic nu este major. De altfel, în zonă nu sunt specii deosebite protejate, sau rezervații naturale.

O altă sursă de poluare a ecosistemului acvatic, o constituie deversarea în Mureș a unor cantități de apă uzată prin anumite puncte de descărcare a canalizării pluviale. Acest fapt este posibil datorită racordării la canalizarea meteorică a unor surse de ape uzate.

Pentru protejarea ecosistemelor, a biodiversității și a ocrotirii naturii, sunt necesare măsuri pentru eliminarea surselor de risc arătate mai sus, respectiv mărirea capacității de pompare a apei.

3.2.2 Impactul produs asupra aerului

Principalele componente ale emisiilor în atmosferă de la centrala termică stației de epurare – comparativ cu limitele maxime admise sunt următoarele:

CO – 0.075 mg/mc admis STAS 12574/87;

CO2 -19,5 mg/mc admis STAS 12574/87;

NO – 0,11 mg/mc admis STAS 150 mg/mc;

SO2 – 0,15 mg/mc admis STAS 250 mg/mc;

particule 0,07 mg/mc admis STAS 50 mg/mc.

Acestor surse de poluare pentru aerul atmosferic se mai adaugă emisiile de gaze de la depozitul de carburanți amplasat în incinta atelierelor de reparații și de intervenție.

A. Condițiile de măsurare a emisiilor

Prin canalul de fum se pot evacua în atmosferă poluanți: CO, NOX, eventual SO2 și hidrocarburi nearse. Măsurătorile de emisie s-au desfășurat la data de 17 iunie 2007, între orele 10 -13, în condiții de încărcare medie, de ardere continuă a biogazului și de funcționare automată a cazanului. Debitul de gaz apreciat a fost de 40 mc/h.

Au fost măsurate continuu și înregistrate tipurile de poluanți, precum și caracteristicile gazelor de ardere(conținutul în O2, CO2, temperatura, P dinamică).

Condițiile meteorologice în timpul efectuării măsurătorilor au fost optime: Patm-1008 mbar, temperatura mediului 297°K, umiditatea relativă 55%.

B. Rezultatele măsurătorilor

Caracteristicile medii ale gazelor de ardere trecute prin secțiunea de măsură:

Tabel 3.1

Caracteristicile medii ale gazelor de ardere

Concentrațiile substanțelor poluante măsurate în secțiune analizată, exprimate atât în concentrații medii (mg/mc) cât și în emisii (kg/h) sunt:

Tabel 3.2

Concentrațiile substanțelor poluante

Sursele de zgomot și vibrații sunt utilajele în funcțiune (pompe, compresoare, turbosuflante etc), existente în incinta obiectivelor analizate (stații de captare-pompare, stația de epurare).

Cu excepția suflantelor, care sunt prevăzute cu atenuatoare de zgomot, nu există alte dotări, amenajări sau măsuri de protecție împotriva zgomotului, deoarece obiectivele sunt situate la distanțe mari față de zonele de locuit, care trebuie protejate, respectiv 0,8 —1,2 km. Nivelul de zgomot, la limita incintelor obiectivelor este de 58 dBA, sub limita admisă de STAS.

3.2.3. Impactul produs asupra solului și subsolului

Calitatea solurilor pe amplasamentul stației de epurare:

Nămolul fermentat sau parțial fermentat și depozitată pe paturile de uscare;

apa stocată în iazurile biologice;

scurgerile de ape uzate din canalele colectoare degradate sau deteriorate;

scurgerile de ape uzate din obiectivele tehnologice ale stației de epurare (cămine, canale etc) platforma de nisip colectat din deznisipatoare;

grăsimile și uleiurile împrăștiate în urma operațiunilor de evacuare – descărcare;

scurgerile de uleiuri de la utilajele de deservire a uzinelor și a stației de epurare.

O altă posibilitate de poluare a solului este împrăștierea uleiului și a produselor petroliere colectate în separatoare de la stația de epurare.

Obiectivele nu sunt dotate cu amenajări speciale pentru protecția solului și subsolului, deoarece nu există factori de risc deosebiți în acest sens. Ca măsuri de protecție împotriva ipotezelor arătate la alineatul precedent, arătăm că stratul drenant al platformelor de

uscare a nămolului, după uzare, este îndreptat și transportat la groapa de gunoi a orașului. Uleiul și produsele petroliere colectate în separatoare sunt recoltate periodic și sunt arse în locuri special amenajate, sau transportate la groapa de gunoi a orașului.

3.2.4. Impactul produs asupra așezărilor umane și a altor obiective

Obiectivul studiat (stația de epurare) este amplasat la extremitățile localității, la distanțe de 0,8-1,2 km. Nu există dotări sau măsuri pentru protecția așezărilor umane, datorită distanțelor mari față de acestea, cât și datorită faptului că activitățile desfășurate nu prezintă pericole.

CONCLUZII

O metodă simplă de evaluare a gradului de poluare a mediului pentru o zonă geografică sau un amplasament, o reprezintă indicele global de poluare.

În general, se consideră că se poate aprecia starea mediului dintr-o zonă și la un moment dat prin:

Calitatea aerului;

Calitatea apei;

Calitatea solului;

Starea de sănătate a populației;

Poziția populației față de problema studiată;

Deficitul de specii de plante și animale înregistrat.

1. Calitatea aerului

Viitoarea stație de epurare se va amplasa în afara localității, avînd în zonă niște factori naturali favorabili capabili să influențeze o bună dispersare a poluanților

2. Calitatea apei

Poluarea apei de suprafață este exclusă prin modernizarea stației de epurare, stație ce va fi echipată cantitativ și calitativ cu toate construcțiile, echipamentele și instalațiile necesare realizării gradului de epurare solicitat. Deci sub aspectul protecției apelor de suprafață, se va obține o puternică reducere a impactului activităților umane, industriale desfășurate în oraș asupra factorului de mediu analizat, reducându-se cantitatea zilnică de suspensii și substanțe organice în emisar.

Fiecare dintre acești factori se caracterizează prin indicatori de calitate reprezentativi pentru aprecierea gradului de poluare și pentru care există stabilite limite admisibile. În funcție de înscrierea în limitele normate, se acordă note de bonitate.

Notele de bonitate pentru fiecare factor de mediu, în perimetrul analizat, sunt folosite pentru trasarea unei diagrame care oglindește efectul sinergic produs de poluanți asupra mediului înconjurător.

Convențional s-a stabilit o scară, numerotată de la 1 la 6, indicele poluării globale după cum urmează:

IPG = 1 – mediu natural neafectat de activitatea umană;

1<IPG<2 – mediu supus efectului activității umane în limite admisibile;

< IPG < 3 – mediu supus efectului activitatii umane provocând stare de disconfort formelor de viață;

< IPG < 4 – mediu afectat de activitatea umană provocând tulburări formelor de viață;

< IPG < 6 – forme grav afectate de activitatea umană, periculoase formelor de viață;

IPG > 6 – mediu degradat, impropriu formelor de viață.

Stația de epurare a orașului Aiud nu afectează negativ mediul înconjurător.

BIBLIOGRAFIE

1. Anderson G. K., Donnelly T., G. Matlock – New Process of waste of water treatment and Recovery, London, Ed. Horwood, 1978

2. Antoniu R., – Epurarea apelor uzate industriale, vol.I, Ed. Tehnică, București, 1987

3. Bara, V., – Igiena mediului înconjurător, Editura Universității din Oradea, 1998

4. Dima, M., meglei V., Dima B., Badea Cecilia, – Bazele epurării biologice a apelor uzate, Editura Tehnopress, Iași, 2002

5. Ianculescu, O., Ionescu GH., Racovițeanu Raluca, -Epurarea apelor uzate, Editura Matrix Rom, București, 2001

6. Luțenco G.N., – Epurarea fizico-chimică a apelor uzate orășenești, Ed. Constr., Moscova, 1984

7. Negulescu M. Antoniu R., Negulescu M., – Epurarea apelor uzate industriale, Editura Tehnică, București, 1987

8. Negulescu M., – Protecția calității apelor, Ed. Tehnică, București

9. Negulescu, M., Secară, B., – Exploatarea instalațiilor de epurare a apelor uzate, Ed. Tehnică, București, 1977

10. Ognean, T., Vaicum, L. M., – Modelarea proceselor de epurare biologică, editura Academiei, R.S.R., București, 1987

11. Documentația tehnică stația de epurare Aiud

12*** – Legea apelor 107/1995

13 *** – Legea Mediului 137/1996

14. *** – NTPA 001/2002

BIBLIOGRAFIE

1. Anderson G. K., Donnelly T., G. Matlock – New Process of waste of water treatment and Recovery, London, Ed. Horwood, 1978

2. Antoniu R., – Epurarea apelor uzate industriale, vol.I, Ed. Tehnică, București, 1987

3. Bara, V., – Igiena mediului înconjurător, Editura Universității din Oradea, 1998

4. Dima, M., meglei V., Dima B., Badea Cecilia, – Bazele epurării biologice a apelor uzate, Editura Tehnopress, Iași, 2002

5. Ianculescu, O., Ionescu GH., Racovițeanu Raluca, -Epurarea apelor uzate, Editura Matrix Rom, București, 2001

6. Luțenco G.N., – Epurarea fizico-chimică a apelor uzate orășenești, Ed. Constr., Moscova, 1984

7. Negulescu M. Antoniu R., Negulescu M., – Epurarea apelor uzate industriale, Editura Tehnică, București, 1987

8. Negulescu M., – Protecția calității apelor, Ed. Tehnică, București

9. Negulescu, M., Secară, B., – Exploatarea instalațiilor de epurare a apelor uzate, Ed. Tehnică, București, 1977

10. Ognean, T., Vaicum, L. M., – Modelarea proceselor de epurare biologică, editura Academiei, R.S.R., București, 1987

11. Documentația tehnică stația de epurare Aiud

12*** – Legea apelor 107/1995

13 *** – Legea Mediului 137/1996

14. *** – NTPA 001/2002