Specializarea: Ingineria și Protecția Mediului în Industrie [608848]

1
Universitatea Tehnică ”Gheorghe Asachi”, Iași
Facultatea de Inginerie Chimică și Protecția Mediului
Specializarea: Ingineria și Protecția Mediului în Industrie
Domeniul: Ingineria mediului

PROIECT DE DIPLOMĂ

Coordonator, Absolvent: [anonimizat],2017

2

Proiectarea unei instalatii de prelucrar e a
flotei epuizate din baile de vopsire textila

3
Cuprins

Capitolul 1 .Tema de proiectare ………………………….. ………………………….. …………………………. 5
Capit olul 2 .Memoriu tehnic ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 6
Capitolul 3 .Considerații generale privind epurarea soluțiilor uzate contaminate cu
coloranți sintetici. Alegerea tehnologiei. ………………………….. ………………………….. …………….. 7
3.1. Poluanți. Caracteristici. Impactul as upra mediului. ………………………….. …………………. 7
3.2. Condiții de calitate pentru factorul de mediu apă ………………………….. ……………………. 9
3.3. Metode de epurare a soluțiilor uzate contaminate cu coloranți sintetici ………………. 11
3.3.1. Metode de epurare specifice ………………………….. ………………………….. …………………… 11
3.3.2. Alegerea metodei de epurare ………………………….. ………………………….. ………………….. 13
3.4. Variante tehnologice pentru metoda de epurare aleasă – schimbul ionic …………….. 13
3.4.1. Variante de funcționare ………………………….. ………………………….. …………………………. 13
3.4.2. Tipuri de schimbători ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 14
3.4.3 Alegerea variantei optime ………………………….. ………………………….. ……………………….. 16
3.5. Elaborarea schemei bloc și a schem ei tehnologice. Descrierea procesului ……………. 16
tehnologic. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………………. 16
3.5.1. Elaborarea schemei bloc și a schemei tehnologice ………………………….. ……………….. 16
3.5.2 Descrierea procesului tehnologic ………………………….. ………………………….. …………….. 19
3.5.3 Materii prime su auxiliare ………………………….. ………………………….. ………………………. 20
Capitolul 4 .Analiza procesului și proiectarea utilajelor ………………………….. ………………… 21
4.1 Mecanismul procesului de schimb ionic.Curba de strapungere.Curba de
elutie.Reactia de schimb ionic. ………………………….. ………………………….. ………………………… 21
4.2 Regimul tehnologic optim ………………………….. ………………………….. ………………………….. 24
4.3 Proiectarea tehnologica ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 24
4.3.1 Proiectarea coloanei de schimb i onic ………………………….. ………………………….. ……….. 24
4.3.2 Proiectarea rezervorului de stocare ………………………….. ………………………….. …………. 27

4
4.4. Fișe tehnice ale utilajelor ………………………….. ………………………….. ………………………….. 30
Capitolul 5 .Exploatarea instalației ………………………….. ………………………….. ………………….. 32
5.1. Bilanțul de ma să al coloanei de schimb ionic ………………………….. ………………………….. 32
5.2. Consumul de materii prime, auxiliare și utilități ………………………….. ……………………. 33
5.3. Subproduse materiale și energet ice. Deșeuri. Valorificarea și reciclarea deșeurilor.
………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 34
5.4. Controlul, automatizarea și reglarea procesului tehnologic ………………………….. ……. 34
5.5. Traductoare și senzori ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 36
5.6. Protecția muncii și normele PSI ………………………….. ………………………….. ………………… 40
Capitolul 6 .Amplasament și plan general ………………………….. ………………………….. ………… 43
Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 47
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 48
Planse anexe

5

Capitolul 1
Tema de proie ctare

Proiectarea unei instalatii de prelucrare a flotei epuizate din baile de vopsire textila

Date initiale:
 Volumul solutiei uzate: 2m3
 Colorant model : Reactive Black 5
 Concentratia initiala a colorantului: 0,5 g/L
 Regim de lucru: semicontinuu
 Grad de epurare: 100%
 Temperatura: ambientala
 Concentratia solidelor: 100mg/l (20% in suspensie)

Utilaje proiectate:
 coloana de schimb ionic
 rezervor de stocare

Rezumat
In lucrare s -a propus o instalatie de epurare care cuprinde o treapta mai ampla de pre-
conditionare, urmata de o treapta de epurare propriu -zisa a apei uzate prin schimb
ionic. S -a proiectat o coloana de schimb ionic si un rezervor de stocare. Regimul de
lucru este continuu. Rasina schimbatoare de ioni este de tip anionic.

6

Capitolul 2
Memoriu tehnic

Titlul lucrarii: Proiectarea unei instalat i de prelucrare a flotei epuizate din baile de vopsire
textila.
In cadrul lucrarii s -a configurat o instalatie de epurare pe baza de schimb ioni c, care permite
indepartarea din apele uzate a uno r coloranti ionici precum Reactive Black 5, care provine
din industria textila. Rasina utilizata este de tip anionic. Dupa saturare, aceasta este regenerata
cu o solutie de Na OH 4% .
Lucrarea cuprinde 6 capitole:
 capitolul 1 – in care este prezentata tema de proiectare cu datele de proiectare ,
 capitolul 2 – in care este prezentat memoriul tehnic al proiectului ,
 capitolul 3 – unde sunt prezentate conditiile pentru factorul apa, metode de epurare a
solutiilor uzate contaminate cu coloranti sintetici, variant e tehnologice pentru metoda
de epurare aleasa, elaborarea schemei bloc si schemei tehnologice,
In cadrul capitolului 3 s -a selectat metoda de epurare prin schimb ionic, pentru care s -a
propus o varianta tehnologica.
 capitolul 4 – analiza procesului si pr oiectarea utilajelor, proiectarea tehnologica, fise
tehnice
In cadrul acestui capitol s -a proiectat coloana de schimb ionic, precum si rezervorul de
stocare al apei epurate.
 capitolul 5 – exploatarea instalatiei, bilantul de masa al coloanei de schimb ion ic,
consumul de mate rii prime auxiliare si utilitati, subproduse ,materiale si
energetice,deseuri,valorificarea si reciclarea deseurilor, controlul,automatizarea si
reglarea procesului tehnologic, notiuni despre traductori si senzori , protectia muncii si
normele P.S.I
 capitolul 6 – amplasament si plan general
 concluzii
Lucrarea contine de asemenea o lista bibliografica si are anexate 3 planse elaborate dupa
cum urmeaza: schema tehnologica pentru procesul de schimb ionic, schema tehnologica
automatizata pentr u procesul de schimb ionic si coloana de schimb ionic.

7
Capitolul 3
Considerații generale privind epurarea soluțiilor uzate contaminate cu coloranți
sintetici. Alegerea tehnologiei .

3.1. Poluanți. Caracteristici. Impactul asupra mediului.
Conform literaturii de specialitate, „poluarea este definită drept modificarea dir ectă sau
indirectă a compoziției sau stării apelor unei surse oarecare, ca urmare a activității omului, în
așa măsură încât ele devin mai puțin adecvate tuturor sau numai unora dintre utilizările pe
care le pot căpăta în stare naturală”.
(http://www.ctasachi.ro/e107_files/downloads/proiecte/sipa2010/D.%20Costache%20 –
%20Impactul%20colorantilor%20textili.pdf )
Dezvoltarea indus triei a atras dupa sine beneficii economice si cresterea nivelului de trai, dar
pe de alta parte a contribuit la periclitarea calitatii mediului prin fenomenul de poluare. Ca
urmare a constientizarii riscului asociat cu fenomenul de poluare tot mai accentu at, au fost
adoptate strategii care includ măsuri de protecție pentru menținerea echilibrului natural al
sistemului nostru ecologic și implicit a condițiilor de viață. In prezent, exista prevederi
legislative a caror scop este de a preveni/combate poluarea industriala, inclusiv a celei
asociate cu industria textilă, și finisarea chimică textilă.
(http://www.ctasachi.ro/e107_f iles/downloads/proiecte/sipa2010/D.%20Costache%20 –
%20Impactul%20colorantilor%20textili.pdf )
Lucrarea de fata abordeaza problematica de poluare datorata solutiilor uzate din baile de
vopsire textila, utilizand Reactive Black 5 (RB5) ca poluant model. Este vorba despre un
colorant anionic, foarte utilizat in cadrul proceselor de vopsire textila, a carui caracteristici
sunt sumarizate mai jos.

Reactive Black 5 (RB5) – Caracteristici fizico -chimice
Nume chimic: Reactive Black 5
Structura moleculara: dubla c lasa azoic
Adsorbția maximă λmax=597 nm
Greutatea moleculara: 991.82
Punct de topire: >300 ℃
(http://www.worlddyevariety.com/reactive -dyes/reactive -black -5.html )

8
Structur a chimica a acestui colorant este redata in continuare.

.
Figura 3.1 Structura colorantului RB5( www.chemicalbook.com )

Impactul asupra mediului
Circuitul apei in natura poate fi descris astfel: apa de suprafat a – din râuri, lacur i fluvii, mări și
oceane – se evaporă și trece în atmosferă sub formă de vapori, rezultand apa atmosferică. La
contactul cu zone mai reci, aceasta condenseză și cade la suprafața solului sub forma de apă
meteorică.( http://www.ct –
asachi.ro/e107_files/downloads/proiecte/sipa2010/D.%20Costache%20 –
%20Impactul%20colorantilor%20textili.pdf )
In cazul in care colorantul studiat aju nge voluntar sau accidental in apele de suprafata, poate
provoca o serie de dezechilibre, cu colorarea compartimentului acvatic, afectarea faunei si
florei acvatice si alte neajunsuri care decurg de aici.
Prin urmare, sunt necesare metode de preventie, r espectiv de epurare a solutiilor contaminate
cu coloranti, inainte ca acestea sa fie evacuate in emisari sau reteaua de canalizare.
Metodele utilizate pentru eliminarea poluantilor din apel uzate provenite din industria textila,
sunt de regula particulari zate pentru fiecare situatie in parte, aceste ape avand un caracter
complex din cauza prezentei unor poluanti diferiti in amestecuri. Sunt astfel propuse cheme
tehnologice dependente de compozitie si structura poluantilor, precum si de conditiile de
mediu aferente.(Industria textila 2009,vol 60,nr5)
Apa ca mediu vulnerabil la contaminarea cu coloranti si/sau alti compusi nedoriti, prezinta
urmatoarele implicatii, care pot determina o sporire a impactul acestora:
-poate dizolva multe substanțe nocive, care capătă astfel mobilitate;
-poate vehicula și materiale mai dense, care în aer s -ar depune ușor;
-prezintă condiții favorabile pentru concentrarea agenților poluanți;

9
– poluarea apei poate afecta semnificativ lanțurile trofice.
(http://www.ctasachi.ro/e107_files/downloads/proiecte/sipa2010/D.%20Costache%20 –
%20Impactul%20colorantilor%20textili.pdf )

3.2. Condiții de c alitate pentru factorul de mediu apă
Evaluarea calitatii apelor se realizeaza pe baza indicatorilor de calitate corelați cu diferitele
utilizări ale apei, in conformitate cu legislația în vigoare.
(http://www.biotehnologii.usamv.ro/images/pdf/ecologie.pdf )
Monitorizarea indicatorilor de calitate joaca un rol important in caracterizarea apelor din
punct de vedere fizic, chimic, biologic și microbiologic. Acest proces implica analiza,
interpretarea și comunicarea datelor obtinute, în funcție de nevoile locale, naționale sau
internaționale. Programele de monitorizare a calității apei joaca un rol deosebit de important
în procesul de luarea deciziilor.( http://www.biotehnologii.usamv.ro/images/pdf/ecologie.pd )
Astfel, se pot cita urmatoarele obiective generale ale monitorizării calității apei:
– îmbunătățirea structurii datelor și informațiilor în sensul facilitării une i caracterizări cât mai
complete a stării de calitate a apei;
– obținerea unei baze de date referitoare la interdependența stării de calitate a apei de ceilalți
factori de mediu, care să poată fi cuprinsă într -un sistem de monitoring integrat al mediului;
– dezvoltarea unui suport informațional necesar fundamentării deciziilor în gospodărirea apei
pe principiile dezvoltării durabile;
– creerea unei baze de date necesare respectării legislației naționale și internaționale;
– realizarea unei informări a p opulației în legătură cu starea maselor de apă.
(http://www.biotehnologii.usamv.ro/images/pdf/ecologie.pdf )

10

Figura 3.2 Circuitul apei în natură. (http://www.ct –
asachi.ro/e107_files/downloads/proiecte/sipa2010/D.%20Costache%20 –
%20Impactul%20colorantilor%20textili.pdf )

Directive si alte regl ementar i privind calitatea apei
 Apa uzata
Directiva 91/271/CEE are ca obiectiv protectia mediului de efectele negative ale evacuarilor
de ape uzate orasenesti si de ape uzate din anumite sectoare industriale.Directiva stabileste o
serie de cerinte referito are la sistemele de colectare,epurarea si evacuarea apelor uzate
din aglomerarile urbane,precum si a celor biodegradabile provenite de la anumite sectoare
industriale.
NTPA 001/2002 privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanți a ap elor uzate industriale
și orășenești la evacuarea în receptori naturali si NTPA 002/2002 privind condițiile de
evacuare a apelor uzate în rețelele de canalizare și direct în stațiile de
epurare.( http://www.rowater.ro/Documente%20Repository/Directiva%20apa%20uzata/PLAN
IM1.PDF )

 Apa de suprafata
ORDIN nr. 161 din 16 februarie 2006pentru aprobarea Normativului privind clasificarea
calității apelor de suprafața în v ederea stabilirii stării ecologice a corpurilor de apa.
(http://www.rowater.ro/dacrisuri/Documente%20Repository/Legislatie/gospo darirea%20apel
or/ORD.%20161_16.02.2006.pdf )

Normativul din 16.02.2006, Ministerul Mediului și Gospodăririi Apelor privind clasificarea
calității apelor de suprafață în vederea stabilirii stării ecologice a corpurilor de apă din

11
16.02.2006 ( http://legestart.ro/legislatie -din-ultimii -10-ani/legislatie -din-2006/normative -din-
2006 -pagina -1/)

3.3. Metode de epurare a soluțiilor uzate contaminate cu coloranți sintetici
Industria textilă implica printre cele mai mari consumuri de apa la nivelul diferitelor sectoare
industriale, fiind poziționată între primii zece consumatori la nivel mondial. Datorita
acestor consumuri, rezulta o cantitate foa rte mare de fluxuri lichide contaminate, de exemplu
în urma procesării fibrelor textile , care trebuie sa fie pre -epurate inainte de a fi deversate în
sistemul public de canalizare. Metodele de epurare a apelor uzate, pot fi clasificate în patru
categorii, după natura procesului in baza caruia are loc îndepărtarea poluantului:
-metode fizice: sedimentare, filtrare, distilare, adsorbtie fizica
-metode chimice: precipitare, neutralizare, schimb ionic, oxidare, reducere, cataliza,
-metode biologice: procese aerobe, procese anaerobe, procese cu fungii
-metode fizico -chimice: coagulare, floculare, adsorbtie pe carbune
activ,spumare,incinerare,osmoza,electroliza.
(http://we bbut.unitbv.ro/teze/rezumate/2011/rom/CarcelRaduAdrian.pdf )

3.3.1. Metode de epurare specifice
Metode de concentrare prin evaporare si cristalizare
Cristalizarea – este una din cele mai folosite tehnici de separare și purificare a substanțelor
sub forma solida. Metoda se bazează pe proprietatea celor mai multe substanțe de a fi mai
solubile la cald decât la rece, care permite separarea lor sub forma solida in momen tul
schimbarii (scaderii) de temperatura cand practic se produce asa numita cristalizare. Soluția
saturată la cald cu produsul de purificat, se filtrează la cald (fierbinte) pentru a îndepărta
impuritățile solide, apoi se lasa sa se răcească, timp in care cristalizează substanța, de regulă
într-o formă mai pură. Operația se poate repeta de mai multe ori până la stabilizarea
proprietăților fizice. (http://teclu.chem.uaic.ro/mang alagiu/files/2013/03/recristaliz.pdf )
Un astfel de proces este potrivit, de exemplu, pentru cristalizarea unei parti din colorantul
continut de solutia uzata de la baile de vopsire, rezultand o solutie de concentratie mai scazuta
in colorant, care mai dep arte poate fi epurata suplimentar prin alte metode, in functie de
cerintele tehnologice. Metoda prezinta avantajul recuperarii colorantului sub forma de
cristalizata.

Evaporarea – prin definitie, este o metoda care se bazeaza pe trecerea in stare de vap ori a
unei faze lichide care in industrie este indusa controlat sub actiunea temperaturii. Practic este
o metoda de concentrare a unei solutii, prin evaporarea de exemplu a apei sub forma de

12
vapori. In cazul evaporarii, unul din componentii amestecului, fi ind nevolatil, vaporii rezultati
sunt formati dintr -un singur component.
(http://www.scrigroup.com/tehnologie/merceologie/Evaporareaconcentrarea –
Instala1 4334.php )

Alte metode
Adsorbția – este cunoscuta drept operația de separare a unui component sau a unui flux
de componenți dintr -un amestec gazos sau dintr -o soluție prin reținerea acestora pe
suprafața unui solid (numit adsorban t).
(http://www.tehnopress.ro/webfiles/books_documents/pdf_extras/28_interior_transfer.pdf )
Adsorbția poate fi de mai multe feluri:
 Adsorbție fizică – acest tip de adsorbtie se datorează acțiunii forțelor Van der Waals
de atracție dintre moleculele adsorbantului și adsorbitului, ceea ce determina
acumularea sau dispersarea poluanților la interfața lichid -solid.
 Adsorbția chimică – acest tip de adsorbtie se mai numeste si chemosorbție, fiind
reprezentativa pentru cazurile în care moleculele de poluant nu sunt atrase către toata
suprafața adsorbantului, ci doar de către centrele active, realizându -se legături care
implică transfer electonic. (Corina Musteret,2 015)
In particular, se poate sublinia ca procesul de adsorbtie este considerat ca fiind eficient si
economic pentru decolorarea apelor uzate din industria textila. Dintre factorii care ar putea
influenta performanta procesului de adsorbtie se mentioneaza: tipul de interactiune dintre
colorant si sorbent, suprafata specifica a sorbentului, dimensiunea particulelor sorbentului,
temperatura, pH -ul si timpul de contact.(Industria textila.2009,vol.60,nr.5)

Schimbul ionic – este o operatie de separare bazata pe i nteractiunea unei specii ionice aflata
intr-o solutie apoasa de electrolit cu un material solid (numit schimbator de ioni).
Prin disocierea gruparilor functionale se formeaza doua tipuri de ioni:
 ioni ficsi – legati puternic de matrice, care nu pot migra d in faza in care sunt localizati
intr-o alta faza; prezenta lor determina incarcarea electrostatica, pozitiva sau negativa,
a matricei;
 ioni mobili sau ioni de schimb (contraioni) – care compenseaza sarcina ionilor ficsi, si
care pot fi inlocuiti cu ioni de aceeasi sarcina din solutia exterioara.
(http://www.scrigroup.com/educatie/chimie/Procese -de-schimb -ionic –
adsorb71372.php )
Clasificarea schimbatorilor de ion i:
-dupa modul de obtinere a schimbatorilor de ioni
-dupa natura matricii

13
-dupa semnul sarcinii contraionilor
-dupa natura contraionilor
-dupa forma exterioara si gradul de dispersie
-dupa porozitate ( http://www.scrigroup.com/educatie/chimie/Procese -de-schimb -ionic –
adsorb71372.php )

Separare prin membrana – sunt procese de separare prin intermediul unor
membrane;epurarea apelor uzate colorate,generate de industri a textila, prin aceasta metoda
permite separarea colorantilor cu reducerea simultana a coloratiei si a valorilor indicatorilor
CBO5/CCO.(Suteu -Industria textila,2009)

Oxidarea chimica este o metoda de epurare a apelor uzate colorate folosind agenti oxidan ti
cum sunt azotul,hipocloritul de sodiu,clorul gazos,permanganatul de potasiu sau reactiv
Fenton,in lipsa sau in prezenta radiatiilor ultraviolete sau chiar a radiatiilor solare. (Suteu –
Industria textila,2009)

Electrocoagularea este o alta metoda de epur are care a fost aplicata cu succes in epurarea
apelor uzate generate in industria textila,Este un proces eficient de indepartare a culorii si a
carbonului organic total,chiar la valori mari ale pH -ului,eficienta procesului este insa puternic
influientata d e alti parametri de operare precumdensitatea curentului si de durata
reactiei.(Suteu -Industria textila,2009)

3.3.2. Alegerea metodei de epurare
Metoda de epurare aleasa pentru analiza in cadrul acestei lucrari este schimbul de ioni
deoarece aceasta creeaz a perspective atat pentru epurarea apei, respectiv economisirea de apa
prin reutilizarea acesteia in cadrul amplasamentului, cat si pentru recuperarea unor compusi
valorosi care ar putea fi recirculati in proces (baia de vosire), rezultand beneficii econom ice si
de mediu.

3.4. Variante tehnologice pentru metoda de epurare aleasă – schimbul ionic
3.4.1. Variante de funcționare
Procesul de schimb ionic poate fi operat în regim static sau dinamic. Regimul dinamic este cel
mai adesea utilizat în practică.
În acest caz, se disting două moduri de funcționare:
– în echicurent;

14
– în contracurent.
Diferenta intre cele doua moduri de functionare poate fi observata in figura de mai jos.
Functionarea in contracurent ar putea prezenta un transfer mai favorabil in tre faze, insa
implica consumuri mai mari de energie pentru transportul solutiei in sens ascendent.

Figura 3.3 Principiul de functionare in echicurent si contracurent (adaptat din:
http://sd.utcb.ro/_upload/content/docs/585_marin_d__florentina_ -_rezumat_ro.pdf )

3.4.2. Tipuri de schimbători
Schimbătorii de ioni se pot clasifica dupa mai multe criterii:
 După originea lor: naturali (zeoliții) si sintetici (rășini schimbătoare de ioni);
 După natura lor:anorganici si organici;
 După dimensiunea porilor a rășinilor: sch imbatori de ioni microporosi, macroporosi
 După tipul ionului schimbat: cationiți,anioniți,amfoteri
(Mustereț, 2015)

15
In Figura urmatoare se prezinta structura unei rasini macroporoase.

Figura 3.4Reprezentarea schematica a structurii unei rasini mac roporoase
(http://sd.utcb.ro/_upload/content/docs/585_marin_d__florentina_ -_rezumat_ro.pdf )

Tabelul 1. Caracteristici fizico -chimice PUROLITE A400 OH (prezent are selectiva)
Structura polimerului Polistiren gel reticulat cu divinilbenzen
Aspect Granule sferice
Grup functional amoniu cuaternar
Forma ionica OH-
Capacitate totala 1.3 eq/L
Densitate 665 – 695 g/L
Dimensiune particule 300 – 1200 μm
(http://www.purolite.com/product -pdf/a400oh)

Purolite A400 OH este un schimbător de anioni puternic bazic, de tip gel, in forma OH. Are o
capacitate mare de operare si prezintă o eficiență excelentă de regenerare. De asemenea,
Purolite A400 OHare o stabilitate fizică excepțională pentru o rășină convențională de tip
gel, ceea ce explica caderile mici de presiune si durata de utilizare indelungata , respectiv
o cinetică bună de schimb, care determina o performanta deosebita (obtinerea unor gra de de
epurare mari,adica un nivel de concentrație foarte scăzute a ionilor nedoriti in la debite
practice. (http://www.purolite.com/product -pdf/a400oh)

16
3.4.3 Alegerea variantei optime
Pe baza celor menționate anterior se propune o coloana de schimb ionic echipata cu
schimbător Purolite A400 OH, care functioneaza in echicurent, respectiv cu circularea solutiei
in sens descendent. Solutia procesata care va fi alimentata in coloana de schimb ionic va fi in
prealabil prelucrata in mai multe etape in vederea pr e-tratarii (eliminarea impuritatilor
mecanice / diminuarea concentratiei – cu recuperarea unei parti din colorant). Instalatia de
schimb ionic va permite atat epurarea apei in faza de epuizare cat si recuperarea colorantului
retinut in faza de regenerare.

3.5. Elaborarea schemei bloc și a schemei tehnologice. Descrierea procesului
tehnologic.
3.5.1. Elaborarea schemei bloc și a schemei tehnologice
Instalatia de epurare propusa cuprinde mai multe componente subgrupate dupa cum urmeaza:
(I) componente implicate in pre -conditionarea solut iei uzate:
– baia de vopsire (sursa de apa uzata)
– filtru solde grosiere
– decantor solide in suspensie
– cristalizor
– rezervor tampon
(II) componente implicate in epurarea propriu -zisa a solutiei pre -conditionate
-rezervor tampon apa uzata (pre -conditio nata)
-coloana de schimb ionic
-rezervor apa epurata
-rezervor apa afanare
-rezervor agent regenerare (eluant)
-rezervor eluat
-rezervor apa spalare
-2 pompe din care una este pompa de apa uzata
-conducte de legatura
-robineti de inchidere -deschidere

17
Elaborarea schemei bloc

Figura 3.5 Schema bloc a procesului studiat

filtrare grosiera decantare cristaliza re
schimb ionic colorant
agent regenerare apa spalare
apa afanare
regenerat apa spalare uzata
apa afanare apa uzata pre –
conditionata Apa uzata
Apa epurata

18
Elaborarea schemei tehnologice

Figura 3.6 Schema tehnologica 13 11

10

9
12 8

7

6

4 5

1 2

3

19
1- baie vopsire (apa proaspata si colorant)
2- filtru solide grosiere
3- decantor solide in suspensie
4- cristalizator cu serpentine de racire
5- rezervor tampon
6- pompa apa uzata
7- rezervor apa epurata
8- rezervor apa afanare
9- rezervor regenerat (eluat)
10- rezervor apa spalare uzata
11- rezervor apa spalare
12- coloana schimb ionic
13- rezervor regenerant (eluant)
3.5.2 Descrierea procesului tehnologic
Asa cum se prezinta in figura 3.6 solutia uzata (un amestec de apa, colorant Reactive Black 5
(RB5), si impuritati de la vopsire – fibre, scame etc.) din baia de vopsire este trecuta printr -un
filtru de solide grosiere, dupa care este trimisa la un decantor de solide in suspensie, iar apoi
la un cristalizaor unde se admite un randamen de separare prin cristalizare a particulelor
cristalizate obtinute de 80 %.
In acest fel se obtine o apa uzata de concentratie 0.1 g/L (20% * [0.5 g/L *2000L ] = 200 g;
200 g/ 2000 L = 0.1 g/L ).
In continuare apa uzata astfel pre -conditionata, care provine cu o concentratie scazuta din
cristalizor, este trimisa cu ajutorul unei pompe centrifuge la partea superioara a unei coloane
de sch imb ionic echipata cu anionitul Purolite A400 OH, unde are loc epurararea volumului
de apa procesata (2 m3) la un anumit debit (1 m3/h). Recuperarea particulelor de colorant
cristalizate din cristalizor se poate realiza prin adaugarea de apa in cantitate mica pentru a
obtine o solutie concentrata care se poate reintroduce in baia de vopsire.
Apa epurata provenita din coloana de schimb ionic este colectata intru -un rezervor, iar
operarea coloanei presupune o serie de operatii de regenerare, spalare si de af anare.
Regenerarea are loc prin alimentarea unei solutii de regenerare (solutie de hidroxid de sodiu
4%) la partea superioara a coloanei de schimb ionic (echicurent), eluatul obtinut (o solutie

20
concentrata de colorant) fiind colectat intr -un rezervol loca lizt la partea inferioara a acestuia.
Spalarea rasinii se realizeaza cu apa demineralizata pe la partea superioara, iar afanarea pe la
partea inferioara, cu apa demineralizata. Apa rezultata de la spalare/afanare este colectata in
rezervoare.
Atat apa epu rata cat si colorantul recuperat in faza de regenerare pot fi valorificate in procesul
tehnologic, rezultand economie de apa si de colorant.
Coloana echipata cu rasina readusa in forma activa initiala este pregatita pentru un nou ciclu
de functionare.

3.5.3 Materii prime su auxiliare
 Apa uzata
-care a fost caracterizata prin tema de proiectare
-o serie de particularitati privind apa uzata trimisa la coloana de schimb ionic au fost
prezentate la subpunctul 3.3.1
 Apa de spalare demineralizata
-necesara pen tru spalarea si afanarea rasinii
 Solutie de regenerare
-se utilizeaza o solutie de NaOH 4%
 Rasina schimbatoare de ioni
– se utilizeaza o rasina de tip Purolite A400 OH

21

Capitolul 4
Analiza procesului și proiectarea utilajelor

4.1 Mecanismul procesul ui de schimb ionic.Curba de strapungere.Curba de
elutie.Reactia de schimb ionic .
Se deosebesc mai multe moduri de abordare in studiul proceselor de schimb ionic. Teoriile
bazate pe izoterma Langmuri si Freundlich sunt dintre cele mai utilizate in acest sen s, a caror
principiu este sumarizat mai jos .

Teoria izotermei Langmuir
Este bazata pe presupunerea că maximul de adsorbție corespunde unui monostrat saturat de
molecule adsorbite pe suprafața adsorbantului, cu o energie
constantă.( http:// www.chimie.unibuc.ro/anunturi/rezumate%20doctorat%20ROM/Radu.pdf )

Izoterma Freundlich
Descrie adsorpția non -ideală și reversibilă,nerestricționată de formarea monostratului de
molecule de reactiv la suprafața sorbentului.
(http://www.chimie.unibuc.ro/anunturi/rezumate%20doctorat%20ROM/Radu.pdf )

22

Figura 4.1 Izotermele Langmuir si Freundlich

Ecuatia izotermei Langmuir
q = qm*k1*C / (1+ k1*C)

Ecuatia izot ermei Freundlich
q = CF*C1/n

Curba de strapungere
Un rol important in descrierea performantei sistemelor de schimb ionic in regim
dinamic, il joaca asa -numitul „timp de strapungere”, care corespunde momentului in care
incep sa apara ioni nedoriti in flu xul de solutie procesata. In figura urmatoare este redata
aparenta unei curbe de strapungere clasice.

23

Figura 4.2 Curba de strapungere

Curba de elutie
Elutia implica spalarea,trecerea speciilor prin coloana la adaugarea continua de solvent
proaspat o portiune unica de proba este introdusa la capatul superior al coloanei dupa care
componentele probei se distribuie independent intre cele doua faze.(Tswett,1906)
Curba de elutie arata de asemenea variatia concentratiei in timp la regenerare.

Reactia de s chimb ionic
In cazul procesului de schimb ionic un rol important ii revine transportului ionilor intre fazele
sisemului: migrarea ionilor din solutie spre pozitiile active ale ionitului unde se produce
reactia de schimb propriu -zisa si a ionilor pusi in li bertate care migreaza spre faza lichida a
sistemului.
(http://www.rasfoiesc.com/inginerie/constructii/instalatii/Proiectarea -unei-instalatii -de43.p hp)

Urmatoarele reactii au loc in coloana de schimb ionic:

 Epuizare
4R – OH + colorant -( SO

3 Na
)
4  R
4-(SO

3 )
4-colorant + 4Na
 + 4OH


rasina anionica Reactive Black 5 in forma OH-

24
 Regenerare
R
4 – (SO

3 )
4 – colorant + 4NaOH  4R – OH + colorant – (SO

3 Na
)
4

4.2 Regimul tehnologic optim
Regimul tehnologic optim implica utilizarea de rasina d e tip A400OH in cadrul instalate i
care functioneaza in echicurent si care proceseaza o solutie care in prealabil a fost
conditionata prin mai multe procese.

4.3 Proiectarea tehnologica
4.3.1 Proiectarea coloanei de schimb ionic
Coloana de schimb ionic este de forma cilindrica, fiind prevazuta cu doua capace semisferice.
Coloana este echipata cu un strat de schimbatori de ioni care realizeaza procesul de epurare a
apei provenita din rezervorul tampon (care contine 2 m3 apa uzata, avand concentratia de 0.1
g/L ca urmare a pre -conditionarii).

Productivitatea instalatiei de schimb ionic
Volumul total de apa uzata procesata = 2m
3
Se adopta un debit de procesare apa uzata prin coloana de schimb ionic:
Q = 1m
3 /h = 1000 L/h
Timpul de procesare: 2m3/(1m
3 /h) = 2 h
Concentratia colorantului:
C = 0,1g/l

Cantitatea de coloran t:
1000 L/h * 0,1 g/L * 2h = 200 g colorant (retinut la o procesare de 2 ore – timpul necesar
epurarii volumului din rezervorul tampon).
Se considera 120 procesari/an (o procesare = 2 ore). Coloana se va proiecta astfel incat
regenerarea sa se faca o data la un an. Productivitatea anuala va fi:
200 g*120procesari = 24000 g colorant (care trebuie retinut timp de un an).
M
colorant = 992 g
M
colorant
anionic = 900 g
900 g colorant anionic…………………992 g colorant
x g…………………………………………200 g

25
 x = 181,45 g colorant/2h

Cantitatea necesara de rasina:
Se calculeaza tinand cont de capacitatea de schimb totala (C ST) respectiv utila (C SU), a rasinii
Purolite A400OH (conform fisei tehnice) dup a cum urmeaza.

C
ST = 1,3 eq/L (capacitate volumica)
C
SU= 1,3 * 50 % (se considera 50% din C ST)
C
SU= 1,3 * 0,5 = 0,65 eq/L (capacitate volumica)
Stiind densitatea rasinii (ρ ) se poate calcula:
ρ =
vm
 m = 680 g (corespunzator la 1L rasina)
ρ = 680g/L (fisa tehnica)
V=1L
Capacitatea masica utila =
68065,0 = 0,000956 eq/rasina ~ 1meq/g rasina
1 eq colorant co respunde la Eq=225 g
1meq……………225 mg colorant……..1g rasina

1g rasina…….0,225 g colorant
x………………200
x=
225,01*200 = 888,88g rasina ~ 0,9 kg rasina
Coloana se va proiecta astfel incat sa asigure 120 de procesari anuale de apa uzata dupa care
este necesara regenerarea rasinii.
0,9 kg rasina * 120 procesari = 108 kg rasina
ρ =
vm
 v =
68,0100 =158,82 L = 0,16 m
3 rasina

26
Dimensionarea coloanei
Dimensiunile coloanei se determina tinanad cont de volumul ocupat de stratul de rasina (0,16
m
3) si forma c oloanei de schimb ionic (forma cilindrica, caracterizata prin inaltime si
diametru). De asemenea, pentru a putea realiza afanarea stratului de rasina, coloana trebuie
prevazuta cu un spatiu liber deasupra stratului de rasina, fie acesta egal cu cel acupat de stratul
de rasina.

Figura 4.3 Coloana de schimb ionic

V
strat = S * H
strat  V
strat =
42D * H
strat
Din punct de vedere tehnologic avem:
H
strat =1,5 * D
strat
 V
strat =
45,13stratD
 D
3
strat =
5,14

stratV

 D
strat =
3
5,1*16,0*4

D
strat = 0,51 m
H
strat = 1,5 * D
strat = 1,5 * 0,51
H
strat = 0,76 m grater schimbatori de ioni
Ht
D

27
H
gratar = 0,1 m (se adopta, Tudose,1990 )
H
capac = 0,2 m (se adopta , Tudose,1990 )
H
afanare = H
strat = 0,76 m
H
total = H
strat + H
gratar + H
afanare + 2H
capac =0,76 + 0,1 + 0,76 + (2*0,2)
H
total = 2,02 m

Dimensionarea racordurilor
Principiul de calcul se b azeaza pe relatia:

Q=
42d * v
Debit = Q; Q =1m
3 /h = 0,000278 m
3 /s
v = viteza ; v = 0,7 m/s (se adopta , Tudose,1990 )
d = diametrul;

 d
2=
vQ
*4*
 =
7,0*4* 000278.0
 = 0,00050
 d =
7,0*4* 000278.0
 = 0,022m = 22 mm
d = 22 .mm

4.3.2 Proiectarea rezervorului de stocare
Rolul rezervoarelor in cadrul platformelor tehnologice este divers, de la stocarea propriu -zisa
a fluidelor pana la asigurarea unor regimuri speciale, de exemplu pentru a asigura apă pentru
pompare intermitentă ori pentru evitarea pompării în orele de vârf ale consumului de energie
electrică sau pentru alte cerințe ale obiectivelor economice și sociale deservite, sau ale
sistemului de alimentare cu apă.
(https://www.ct.upt.ro/users/ConstantinFlorescu/Constructii_Hidro.pdf )
Rezervorul de stocare se dimensioneaza astfel:
V
total = 2m
3 (volumul solutiei stocate)
Coeficientul de umplere = 0,8 (adoptat din Tudose,1990)

28

8,02= 2,5 m
3 (volumul total al rezervorului)
V
rez=
42D * H V
rez=
45,1*3D
 D
3 =
5,1*4*5,2
  D =
312,2 =1,28 m

H = 1,5 * D
D = 1,28 m
H = 1,5 * 1,28 = 1,92 m

H = 1,92 m
D = 1,28 m

Figura 4.4 Proiectar ea rezervorului

Rezervorul este de forma cilindrica si se amplaseaza orizontal,aceasta asigura stocarea
temporara a apei epurate intre procesari.
Apa epurata poate fi utilizata la completarea baii de vopsire.

Consumul de apa de spalare a rasinii
Confor m fisei tehnice pentru PUROLITE A400OH se recomanda utilizarea unui debit de apa
de spalare cuprins intre 3 -6 BV (bed volume) timp de 10 -20 minute.
1BV = 1m
3 / m
3 rasina

Consumul de apa de spalare corespunzatoare la 6 BV si 20 de minute este:
ha ramapam
/ sin 16
33
*
31h = 2m
3 apa/m
3 rasina

29
2m
3 apa…………1m
3 rasina
x……………………0,16
x=0,16 * 2 = 0,32 m
3 apa pentru 0,16 m
3 rasina

Consumul de apa de afanare
Prescriptiile tehnice sunt asemanatoare cu cele de la spalare, prin urmare se adopta un volum
echivalent de apa de afanare.

Consumul de regenerant
Conform fisei tehnice pentru PUROLITE A400OH recomanda utilizarea unui debit de
regenerant cuprins intre 2 -4 BV/h timp de 30 -45 de minute.Agent de regenerare folosit este o
solutie de NaOH 4%.

Pentru 4 BV si 30 de minute consumul de regenerant va fi:
ha ramregsolm
/ sin 1. 4
33
*
21h = 2m
3 sol.reg/m
3 rasina

2m
3 solutie…………….1m
3 rasina
x………………………..0,16 m
x= 0,32 m
3 consumul de regenerant
hregm
5,032,03
= 0,64m
3 regenerant/h
Aceste consumuri se inregistreaza dupa ce rasina devine epuizata (dupa 120 de procesari) si
este necesara aducerea ei in forma initiala de functionare.
120 * 0,2 = 24 kg colorant
332,024
mkg
= 75 kg/m
3 =75 g/L

30

4.4. Fi șe tehnice ale utilajelor

Fișa tehnică nr. 1

Denumirea utilajului: Coloana de schimb ionic.
Pozitia de functionare: verticala
Utilizare: epurarea apei uzate care rezulta dupa pre -conditionare
Instalatie : instalatia de schimb ionic pentru epurarea solut iilor uzate contaminate cu
colorantul Reactive Black 5.
Descriere umplutura:
Rasina: Purolite A400OH
Densitate rasina: 665 – 695 g/L
Parametri constructivi:
Inaltimea totala a coloanei: 2,02 m
Diametrul coloanei: 0,51 m
Inaltimea stratului de rasina: 0,76 m
Prescriptii tehnice:
Pozitia de montaj: verticala
Izolatie: nu
Conexiuni: Conectata cu o pompa centrifuga pentru transportul apei de epurat din rezervorul
tampon si de asemenea cu toate celelalte rezervoare implicate in procesul tehnologic de
schimb de i oni.

31

Fișa tehnică nr. 2

Denumirea utilajului: Rezervorul de stocare solutie epurata
Pozitia de functionare: orizontal
Utilizare: colectarea apei epurate care rezulta din coloana de schimb ionic
Instalatie : instalatia de schimb ionic pentru ep urarea solutiilor uzate contaminate cu
colorantul Reactive Black 5.
Parametri constructivi:
Volumul rezervorului: 2,5 m
3
Inaltimea rezervorului: 1,92 m
Diametrul rezervorului: 1,28 m
Prescriptii tehnice:
Izolatie: nu
Conexiuni: la partea superioara cu coloana de schimb ionic

32
Capitolul 5
Exploatarea instala ției

5.1. Bilanțul de masă al coloanei de schimb ionic
Prin bilantul de material sunt puse evidenta ata modul in care circula materiile in instalatie
cat si transformarile acestora care au loc in instalatie pe parcursul procesului tehnologic.

24 kg colorant 0 kg colorant

0 kg colorant 24 kg colorant

Figura 5.1 Bilantul de masa al coloanei de schimb ionic

Ecuatia bilantului de masa:
I – E + G = A unde:
I – cantitatea de colorant la intrarea în coloană;
E- cantitatea de colorant la ieșirea din coloană;
G– cantitatea de colorant generată în proces;
A- cantitatea de colorant acumulată sau reținută;

33
Rezultatele bilantului de masa (anual):
Faza Intrari Iesiri Unitate de masura
Epuizare 24 0 Kg
Regenerare 0 24 Kg
Total 24 24 Kg
Tabel 5.1 Verificare bilant de masa

5.2. Consumul de materii prime, auxiliare și utilităț i
In procesul tehnologic analizat se consuma urmatoarele utilitati:
-energie electrica (cu pompele centrifuge)
-apa
In procesul tehnologc se mai consuma: agent regenerant
Se consuma energie cu trei pompe centrifuge: pompa centrifuga care realizeaza transportul
apei din rezervorul de apa uzata la coloana de schimb ionic.Pe langa aceasta se mai c onsuma
energie cu pompa centrifuga utilizata la transportul apei de afanare dar si cu transportul apei
de spalare. In medie aceste pompe cumuleaza un timp de functionare de cca 2h*120 + 0.5h*2
= 241 h pentru a realiza aceste operatii. Prin urmare se estim eaza un consum energetic
corespunzator unor pompe de 0.5 kW (adoptat).

E (kWh) = P (kW) * t (h) = 0.5*241 = 121 KWh.
Celelelate consumuri au fost calculate anterior. La acestea se mai adauga consumul de apa
necesar pentru pastrarea umpluturii de rasina intre procesari (echivalent cu 1/2volumul de
rasina): 120*0.08=9.6 m3, respectiv consumul energetic asociat cu alimentarea acestei ape in
coloana: 0.5kW*120*0.3h= 18 kWh.

Consumul total de apa (anual) = 9.6 +0.32*3=10.56 m3
Consumul total de energie (an ual) = 121+18 = 139 kWh

Utilitati Anual
Agent regenerant 0.32 m
3
Apa demineralizata (spalare, afanare, pastrare) 10.56 m
3
Energie 139 kw
Tabel 5.2 Consumuri anuale

34
5.3. Subproduse materiale și energetice. Deșeuri . Valorificarea și reciclarea deșeurilor.

Fiind vorba despre un proces de epurare, produsul finit este tocmai apa epurata iar ca
subprodus valoros se obtine o solutie concentrata in colorant care poate fi utilizata pentru
completarea baii de vopsire.
Apa epurata poate fi deversata deoarece calitatea acesteia este conform normelor in vigoare
si/sau este recirculata in proces pentru completarea bai de vopsire (sau la alte operatii).
Aceasta ultima optiune este prioritara, deoarece prin reutilizarea acesteia se realizeaza
economie de apa, conservand resursele naturale.
Rasina schimbatoare de ioni dupa un anumit timp de functionare (care poate sa dureze cativa
ani), respectiv dupa un anumit numar de regenerari, isi pierde capacitatea initiala de schimb
ionic f iind necesara inlocuirea acesteia.
Rasina epuizata devine un deseu care trebuie evacuat controlat, respectiv depozitat in conditii
controlate sau incinerate.
Aceste deseuri rezultate in urma procesului tehnologic trebuiesc prin urmare depozitate sau
incine rate conform normelor in vigoare avand ca dotari hala inchisa compartimentata pentru
depozitarea deseurilor pericuoloase si nepericuloase aplasata pe o suprafata betonata.
Pentru a evita contaminarea mediului cu eventualele scurgeri (ex. accidentale) din i nstalatie,
aceasta este amplasata pe o platforma betonata, iar eventualele scurgeri sunt dirijate catre
statia de preepurare a apelor uzate industriale.

Evaluarea impactului asupra mediului
Se deosebesc doua directii de impact:
– impactul asociat cu devers area apelor uzate contaminate cu colorant (toxicitate
acvatica, potential de eutrofizare etc.); instalatia propusa are rolul de a reduce impactul
asociat cu devresarea apelor uzate contaminate cu colorant
– impactul asociat cu manipularea rasinilor si respe ctiv cu depozitarea acestora
(ecotoxicitate, toxicitate, persistenta; bioacumulare, incadrare ca periculos sau
nepericulos); instalatia propusa utilizeaza o rasina schimbatoare de ioni – aspecte
legate de managementul acesteia sunt prezentate in fisa tehni ca a acesteia.

5.4. Controlul, automatizarea și reglarea procesului tehnologic
Automatizarea proceselor de producție presupune ”crearea acelor mijloace tehnice capabile să
determine evoluția proceselor într -un sens prestabilit, asigurându -se producția de bunuri
materiale la parametrii doriți. Se poat e vorbi în acest caz de procese de producție automatizate

35
a căror evoluție este controlată în mod automat fără intervenția omului”.
(http://solid.fizica.unibuc.ro/cursuri/tr aductori/Capitolul_1_TPA.pdf )
Pe baza analizei structurii procesului tehnologic se stabilesc parametrii și mărimile ce
seimpun a fi măsurați și reglați, pentru ca instalația să corespunda din punct de vedere al
calitatii, cantitatii, aspectelor economice avute in vedere. După ce s -au stabilit parametrii
reglați se realizeaza localizarea/integrarea acestora pe schema tehnologica in cadrul unor
bucle de reglare automată. Parametrul reglat poate fi, de exemplu: debit, presiune,
temperatură, concentrație etc. Din punct de vedere al programarii, pentru indicarea
parametrului și a funcțieiaparatului se realizeaza combinații leterale în care prima literă
reprezintă parametrul măsurat saucontrolat, iar următoarele redau funcția aparatului.
Simbolurile literale pent ru unii parametri măsurați sau reglați și funcția aparatului sunt date
mai jos:
A – concentratia
F – debitul
L – nivelul
P – presiunea (Tudose R., Ibanescu I., Fenomene de transfer si utilaje in industrie, 1990)
Automatizarea instalatiei de schimb ionic p entru procesul de epurare a apei uzate contaminata
cu colorant cuprinde urmatoarele doua elemente de automatizare principale: LC (reglare
debit) si AC (reglare concentratie). In primul caz, reglarea debitului se relizeaza indirect prin
reglarea nivelului, in raport cu o valoare prescrisa. In al doilea caz este analizata concentratia,
care este de asemenea comparata cu o valoare prescrisa.
LC → Reglarea nivelului de lichid într -un aparat tehnologic sau rezervor se face prin
modificarea debitului de lichid de admisie sau de evacuare, alegerea variantei convenabile
fiind determinată numai de considerente de ordin tehnologic. Din aceleași consider ente,
reglarea nivelului de interfață între două lichide nemiscibile se poate face numai prin
modificarea debitului de evacuarea lichidului cu densitatea mai mare. ( http://im e.upg –
ploiesti.ro/attachments/article/102/EA%20cap5.pdf )
AC → Reglarea concentratiei se realizeaza in raport cu o valoare prescrisa; depasirea acestiea
declanseaza un semnal pentru oprirea procesului ( F. Ungureanu, Conducerea automată și
monitorizarea proceselor din ingineria mediului. Tipografia U.T. Iași, 1999)

36
Schema tehnologica automatizata

Figura 5.4 Schema tehnologica automatizata
1- baie vopsire (apa proaspata si colorant)
2- filtru solide grosiere
3- decantor sol ide in suspensie
4- cristalizator cu serpentine de racire
5- rezervor tampon
6- pompa apa uzata
7- rezervor apa epurata
8- rezervor apa afanare
9- rezervor regenerat (eluat)

37
10- rezervor apa spalare uzata
11- rezervor apa spalare
12- coloana schimb ionic
13- rezervor regenerant (eluant)
LC-reglare debit
AC – reglare concentratie

5.5. Traductoare și senzori
Senzorii sunt dispozitive care sesizează variația unui parametru din sistem prin emiterea de
semnal corespunzător, corelat cu mărimea (intensitatea) parametrului respectiv. Se mai
numesc traductoare si cele care au o construcție mai complexă (care include și alte elemente
auxiliare). Senzorii (traductoarele) au rolul de a transforma anumiți parametri ai sistemului în
mărimi de altă natură. Parametrul de transformat formează semnalul de intrare al
traductorului, iar cel transforma t semnal de ieșire.
(http://iota.ee.tuiasi.ro/~emse/Senzori%20si%20traductoare%20in%20monitorizarea%20medi
ului.pdf )

Figura 5.2 Senzor ( www.ttonline.ro )

Traductorul este un dispozitiv care convertește o mărime de o anumită natură fizică în altă
mărime de o altă natură fizică.
Mărimile fizice investigate (parametri de proces) se împart în șase clase:
– electrice
– mecanice
– termice
– optice

38
– magnetice
– chimice. (http://aei.geniu.ro/downloads/st/STcurs1.pdf )

O reprezentare generală a traductorului este ilustrată în figura de mai jos:
electric
mecanic
termic
optic
magnetic
chimic
Figura 5.3 Model traductor
(http://aei.geniu.ro/downloads/st/STcurs1.pdf )

Traductoare de debit
Principiul de măsură al debitului constă în măsurarea vitezei fluidului din care rezultă debitul
volumic conform relației: Q=π
42D v în care apare ca parametru diametrul conductei de
curgere a fluidului.
(http://elth.ucv.ro/student1/Cursuri/Ciontu%20Marian/Sisteme%20de%20monitorizare%20(
Master)/traductoare%202.pdf )
Tipuri de traductoare de debit:
– cu strangulare (c u diafragmă, cu ajutaj (cu duză), cu tub Venturi);
– cu rotametru
– cu clapetă articulată
– magnetoelectric (cu elice)
– cu inducție electromagnetică
– cu ultrasunete (bazate pe modificarea timpului de propagare, cu efect Doppler)
(http://users.utcluj.ro/~cteodor/cursuriai1/Traductoare%20de%20debit_ppt.pdf )

Intrare Prelucrare Iesire

39

Figura 5.4 Traductor de debit (www.sistem edeautomatizare.wikidot.com )

Traductoare de nivel
Nivelul unui licid de interfata dintre doua lichide nemiscibile poate fi determinat prin
urmarirea suprafetei de separatie dintre faze,prin masurarea presiunii hidrostatice,exercitate de
coloana de lich id sau prin metode indirecte. ( http://www.ac.tuiasi.ro/~lmastacan/wp –
content/uploads/L11_Traductoare -de-nivel.pdf )

Figura 5.5 Traductor de nivel (www.sistemedeautomatizare.wikidot.com )

40
5.6. Protecția muncii și normele PSI
Norme generale
Normele de protectie a muncii cuprind principii generale de prevenire a accidentelor de
munca si bolilor profesionale,precum si directiile de aplicare a acestora.Acestea au ca scop
eliminarea sau diminuarea factorilor de risc de accidentare si.sau imbolnavire profesionala
existenti in sistemul de munca,proprii fiecarei componente a acestuia (executant -sarcina de
munca -mijloace de productie -mediu de munca),informarea,consultarea si participarea
angajatilor si a reprezentantilor acestora. (Legea 319/2006 a Se curitatii si Sanatatii in Munca
Publicat in Monitorul Oficial,P artea I nr. 616 din 26.07.2006.( sursa: www.legestart.ro )
Legea nr. 319 din 14.07.2006 stabileste princ ipii generale referitoare la prevenirea riscurilor
profesionale,protectia sanatatii si securitatea lucratorilor,eliminarea factorilor de risc si
accidente ,informarea,consultarea,participarea echilibrata potrivit legii,instruirea acestor
principii.Cele doua sectiuni ala Legii mentionate cuprind: generale ale angajatilor si obligatii
generale ale angajatilor.
Intre ele,pe scurt si in ordinea proprietatii lor,obligatiile angajatilor sunt:
 proiectarea unor procese de munca si control tehnic adecvat si utilizare a
echipamentelor si materialelor potrivite,astfel incat sa se evite sau sa se reduca la
minimum emiterea de agenti chimici periculosi care pot prezenta un risc pentru
siguranta si sanatatea lucratorilor la locul de munca,
 aplicarea unor masuri de protectie colectiva la sursa riscului,cum ar fi ventilatia
adecvata si masurile potrivite de organizare,
 aplicarea unor masuri de protectie individuala,inclusiv asigurarea echipamentului
individual de protectie,daca expunerea nu poate fi prevenita prin alte mijloac e,
 angajatorul trebuie sa ia masuri tehnice si/sau organizatorice potrivite cu natura
operatiunii,inclusiv depozitarea,manipularea si separarea agentilor chimici
incompatibili,asigurand protectia lucratorilor impotriva riscurilor care decurg din
proprietat i fizico -chimice ale agentior chimici.
In ceea ce priveste obligatiile generale ale angajatilor,fiecare lucrator trebuie sa isi
desfasoare activitatea,in conformitate cu pregatirea si instrfuirea sa,precum si cu
instructiunile primite din partea angajatulu i,astfel incat sa nu expuna la pericol de
accidente sau imbolnavire profesionala atat propria persoana,cat si alte persoane care pot
fi afectate de actiunile sau misiunile in timpul procesului de munca.
De asemenea,operatorii trebuie sa isi insuseasca si s a respecte prevederile legislatiei din
domeniul securitatii si sanatatii in munca si masurile de aplicare a acestora.
Privitor la riscurile legate de expunerea la agentii chimici,Hotararea de Guvern nr. 1218
din 096.09.2006 stabileste cerintele minime de s anatate in munca pentru asigurarea
protectiei lucratorilor impotriva riscurilor legate de prezenta lor. (Hotararea de Guvern nr.
1218 din 06.09.2006. (sursa: www.legestart.ro )

41

Norme de prevenire si stingere a ince ndiilor (P.S.I)
Cauzele principale ale incendiilor si exploziilor se datoreaza,pe de o parte,aprinderii si
autoaprinderii,iar pe de alta part e,nerespectarii parametrilor procesului tehnologic,lipsei
de instructaj,de atentie,de curatenie,etc.
Exploziile po t fi provocate de depasirea instantanee a limitei de rezistenta a peretilor
vaselor produsa de suprapresiune.Exploziile produse de gaze combustibile,vapori sau praf
in amestec cu aerul sau oxigenul au loc numai la anumite concentratii,care variaza cu
presi une si temperatura amestecului.
Incendiul izbucneste ca urmare a depozitarii in sectiile unitatilor industriale a unor
substante usor inflamabile sau explozive,langa surse de caldura si lipsa de supraveghere a
lor.Incendiile mai pot fi provocate,de asemene a,din cauza electricitatii statice si a
descarcarilor conductorilor electrici si aprinderea materialului izolant.
Pentru a cunoaste masurile necesare care trebuie luate in vederea prevenirii incendiilor se
impune studierea amanuntita a tuturor locurilor de munca din punct de vedere al
posibilitatilor de izbucnire a incendiilor si exploziilor sprea a putea lua masurile necesare
pentu evitarea lor. Izbucnirea incendiilor se datoreaza prezentei a trei elemente: substanta
combustibila,sursa de caldura si aerul s au oxigenul.Lipsa sau reducerea unui din cele trei
elemente face ca explozia sau incendiul sa nu aiba loc sau sa se termine repede fara urmari
prea grave.
Masurile generale de prevenire a incendiilor sau explozii sunt:
 evitarea sau reducerea substantei com bustibile,
 evitarea sau reducerea sursei de caldura,
 evitarea sau reducerea oxigenului,aerului sau de caldura a substantelor cu un continut
mare in oxigen,
 impiedicarea contactului substantei combustibile cu sursa de caldura,
 nasuri de siguranta pentru evi tarea sursei de caldura sau oprire accesului substantelor
combustibile in eventuala zona de arderi,
 controlul automat al concentratiilor de oxigen in zona de pericol.
Mijloace tehnice de combatere prin prevenire a incendiilor sunt de fapt dotari tehnice
prevazute pentru urmarirea si controlul temperaturilor,presiunilor,concentratiilor de gaze si
pulberi combustibile,parametrilor curentului electric,etc.
Aceste dotari nu intra in gama propriu -zisa de mijloace tehnice P.S.I deoarece la origine si in
esenta su nt uz general. (Ghid practic privind prevenirea si apararea impotriva incendiilor)

42
Materiale folosite pentru stingerea incendiilor
 Apa
Folosirea apei la stingerea incendiilor se bazeaza pe proprietatile ei de racire si izolare
temica.Racirea suprafetelo r aprinse va fi cu atat mai mare cu cat cantitatea de apa
transformata in vapori va fi mai mare.Apa folosita la stingerea incendiilor contine saruri ,deci
ea este buna conducatoare de electricitate,din acest motiv folosirea ei la stingerea incendiilor
produ se in instalatii de inalta tensiune trebuie sa se faca utilizandu -se dispozitive speciale.La
stingerea incendiilor se folosesc jeturi de apa compacte sau pulverizate.
 Solutii apoase de saruri
Prin evaporarea apei aceste solutii formeaza la suprafata materi alului aprin un strat de sare
care se topeste,iar in unele cazuri se dezagrega,contribuind la stingerea incendiului.
 Bioxidul de carbon
Nu aprinde si este slab conducator de electricitate,ceea ce permite folosirea lui la stingerea
incendiilor izbucnite in instalatiile electrice.Bioxidul de carbon nu poate opri arderea pentru o
serie de substante ca: bumbacul,pelicule cinematografice,etc.
 Spuma chimica si spuma mecanica
Asigura stingerea prin efectul de izolare si partial prin racirea zonei incendiate.
Spume le stingatoare pot fi chimice sau mecanice,sunt caracterizate prin coeficienti de infoiere
care dteremina o spuma grea,medie sau usoara.
Spuma chimica se foloseste mai putin deoarece componenta acida este foarte agresiva si
degradeaza instalatiile.Spre deo sebire de apa,spuma necesita instalatii mai complexe,mai
scumpe.Spuma congeleaza iarna,sunt perisabile si conduc curentul electric.
 Prafuri stingatoare
Impiedica dezvoltarea arderii prin acoperirea suprafetelor solide aprinse cu un strat izolator
care cont ribuie la stingerea incendiului.Stingatoarele de incendiu cu praf sunt actionate prin
presiunea unui gaz,jetul actionand mecanic asupra zonei de aprindere.
In afara substantelor amintite,prin stingere se mai pot folosi nisipul,pamantul,p relatele
antitermic e si altele. (Ghid practic privind prevenirea si apararea impotriva incendiilor)

43
Capitolul 6
Amplasament și plan general

Exemplu (http://www.martellieurope.com )
SC Martelli Europe SRL
SC Martelli Euro pe SRL din municipiul Buzău, str. Aleea Industriilor, nr. 17, județul Buzău .

Figura 6.1 Amplasare pe harta
(https://www.google.ro/maps/dir/''/martelli+europe+buzau/@45.1318705,26.7489604,12z/dat
a=!3m1!4b1!4m8!4m7!1m0!1m5!1m1!1s0x40b160641d6b0bf9:0xc03393d101e2158d!2m2!1
d26.8190002!2d45.1318919 )

Stația d e epurare cu treaptă mecano – biologică, este o stație modernă, automatizată, ce are în
componență următoarele:
o cămin de primire ape uzate și stație de pompare,
o filtru grosier,
o decantor orizontal ,
o pat de uscare nămol de piatră ponce,
o cămin primir e ape uzate și stație de pompare ,
o filtru rotativ fin pe ntru reținerea fibrelor textile,

44
o bazin de omogenizare,
o bazine de oxidare,
o cămin de co rectare a pH -ului și stație c ahimică,
o decantor radial,
o cămin colectare și pompare ( recirculare) nămol,
o bazin ingroșator de nămol,
o cămin de colectare spumă,
o cabină comandă cu suprafața construită.
Alimentarea cu apă:
-branșament la rețeaua de alimentare cu apă a municipiului Buzău pentru apa utilizată în scop
potabil, menajer, scop tehnologic (apă de proces, apă de racire, apă de completare) și apă
pentru stingerea incendiilor;
-2 foraje echipate cu electropompe și capacități de înmagazinare constituite din două
rezervoare semiîngropate din beton armat pentru apa utilizată în scop tehnologic (apă de
proces, apă de racire, apă de completare) și apă pentru stingerea incendiilor; apa filtrată este
înmagazinată într -un rezervor, iar apa dedurizată este stocată în două rezervoare.
Gradul de recirculare internă a apei : 76% la centrala termică.
. Evacuarea a pelor uzate:
-apele uzate pluviale sunt colectate prin rețeaua de canalizare interioară și evacuate în canalul
pluvial al zonei industriale;
-apele uzate menajere sunt colectate prin rețeaua de canalizare interioară municipală și
evacuate prin rețeaua de canalizare municipală în stația de epurare a municipiului Buzău;
-apele uzate tehnologice sunt preepurate în stația de preepurare, sunt colectate prin rețeaua de
canalizare interioară municipală și evacuate prin rețeaua de canalizare municipală în stația d e
epurare a municipiului Buzău;
Indicatorii apelor uzate menajere si tehnologice preepurate evacuate în stația de epurare
aparținând SC Compania de Apă SA Buzău se vor încadra în limitele impuse prin Autorizația
de gospodărire a apelor nr. 201/31.12.2010, modificatoare a Autorizației de gospodărire a
apelor nr. 193/05.11.2009, în contractul nr. 31107/08.07.2009 și acordul de racordare nr.
64/16.09.2010 încheiate cu operatorul rețelei de canalizare și stației de epurare.
Indicatorii apelor pluviale evacuate în canalul pluvial al zonei industriale se vor încadra în
limitele impuse prin Autorizația de gospodărire a apelor nr. 201/31.12.2010, modificatoare a
Autorizației de gospodărire a apelor nr. 193/05.11.2009.
Monitorizarea gospodăririi substanțelor și prepa ratelor periculoase:
-fișe de magazie pentru substanțele periculoase;
-evidența strictă, în registrul special de intrări -ieșiri a substanțelor și preparatelor periculoase
(http://www.martellieurope.com )

45

Figura 6.2 Instalatie de epurare a apei din baile de vopsire textila
(http://www.martellieurope.com/ro/certificate/certificate/certificate.html )

Abordari privind a mplasarea utilajelor
Din punct de vedere al implementarii tehnice, o instalație trebuie să fie cât mai simplă si sa
aiba trasee și legături de conducte cât mai scurte.
La stabilirea amplasamentului utilajelor trebuie să se cunoască :
– procesul tehnologic si schema tehnologică aferenta;
– legături le cu toate conductele, ventil ele, instrumentele implicate, cu d imensiunile și
caracteristicile lor ;
– schimbătoarele de căldură și alte utilaje care nu au o poziție impusă în procesul
tehnologic trebuie așezate cât mai aproape de sol. ( www.utcluj.ro )
Pompele cu debite mici se amplasează în grupuri, cu conducte comune deasupra solului.
Determinarea i nălțimii la care se montează utilajele se realizeaza pentru fieca re caz în parte,
luand in considerare următoarele aspecte : înălțimea trebuie aleasă încâ t pompele să lucreze
înecat; când acest lucru nu este posibil se va alege tipul de pompă și se va calcula înălțimea de
aspirație.
( www.ct.upt.ro )
La stabilirea înălțimii de amplasare a utilajelor se mai ține seama de posibilitățile de evacuare
a produselor. În general se urmărește evacuarea prin cădere liberă. Se urmărește de asemenea,
ca utilajele să fie astfel amplasate, încât să permită citirea în bune condiții a indicațiilor

46
instrumentelor de control și manevrare a manuală a ventilelor, aparatele cu citire directă se află
la 1,2m și maxim 2m, ventilele de reglare manuală la 1,2 -1,5m.
(www.revistaconstructiilor.eu )

47
Concluzii

In aceasta lucrare a fost abordata problematica flotei epuizate din baile de vopsire textila ,
rezultand urmatoarele concluzii :
– solutia uzata poate fi epurata intr -o instalatie care cuprinde o treapta de p re-
conditionare urmata de o treapta de schimb ionic, avand un regim de lucru
semicontinuu;
– procesul de schimb ionic poate asigura un grad maxim de epurare; rasina folosita este
de tip anionic (Purolite A400OH); regenerarea acestiea se realizeaza cu solutie de
NaOH de 4% ;
– pe langa epurarea propriu -zisa a apei, se poate realiza recuperarea colorantului,
rezultand economie de apa si colorant;
– coloana de schimb ionic proiectata poate elimina 24 kg colorant anual din apa uzata in
conditiile de operare studiate;
– managementul adecvat al apelor uzate conduce la conservarea resurselor naturale si
asigurarea dezvoltarii durabile

48
Bibliografie

1. http://www.ctasachi.ro/e107_files/downloads/proiecte/sipa2010/D.%20Costache%20 –
%20Impactul%20colorantilor%20textili.pdf
2. http://www.worlddye variety.com/reactive -dyes/reactive -black -5.html
3. www.chemicalbook.com
4. Industria textila 2009,vol 60,nr5
5. http://www.biotehnolog ii.usamv.ro/images/pdf/ecologie.pdf
6.http://www.rowater.ro/Documente%20Repository/Directiva%20apa%20uzata/PLANIM1.P
DF
7.http://www.rowater.ro/dacrisuri/Documente%20Repository/Legislatie/gospodarirea%20apel
or/ORD.%20161_16.02.2006.pdf
8. http://legestart.ro/legislatie -din-ultimii -10-ani/legislatie -din-2006/normative -din-2006 –
pagina -1/
9. http://webbut.unitbv.ro/teze/rezumate/2011/rom/CarcelRaduAdrian.pdf
10. http://teclu.chem.uaic.ro/mangalagiu/files/2013/03/recristaliz.pdf
11. http://www.scrigroup.com/tehnologie/merceologie/Evaporareaconcentrarea –
Instala14334.php
12. http://www.tehnopress.ro/webfiles/books_documents/pdf_extras/28_interior_transfer.pdf
13. http://www.scrigro up.com/educatie/chimie/Procese -de-schimb -ionic -adsorb71372.php
14. Suteu -Industria textila,2009
15. http://sd.utcb.ro/_upload/content/docs/585_marin_d__floren tina_ -_rezumat_ro.pdf
16. Mustereț C. , 2015
17. http://www.purolite.com/product -pdf/a400oh
18. http://www.chimie.unibuc.ro/anunt uri/rezumate%20doctorat%20ROM/Radu.pdf
19. Tswett,1906
20. http://www.rasfoiesc.com/inginerie/constructii/instalatii/Proiectarea -unei-instalati i-
de43.php
21. https://www.ct.upt.ro/users/ConstantinFlorescu/Constructii_Hidro.pdf
22. Tudose,1990
23. http://solid.fizica.unibuc.ro/cursuri/traductori/Capitolul_1_TPA.pdf
24. http://ime.upg -ploiesti.ro/attachments/article/102/EA%20cap5.pdf
25.http://iota.ee.tuiasi.ro/~emse/Senzori%20si%20traductoare%20in%20monitorizarea%20m
ediului.pdf

49
26. www.ttonline.r o
27. http://aei.geniu.ro/downloads/st/STcurs1.pdf
28.http://elt h.ucv.ro/student1/Cursuri/Ciontu%20Marian/Sisteme%20de%20monitorizare%20
(Master)/traductoare%202.pdf
29. http://users.utcluj.ro/~cteodor/cursuriai1/Traductoare%20 de%20debit_ppt.pdf
30. www.sistemedeautomatizare.wikidot.com
31. http://www.ac.tuiasi.ro/~lm astacan/wp -content/uploads/L11_Traductoare -de-nivel.pdf
32. www.legestart.ro
33. Ghid practic privind prevenirea si apararea impotriva incendiilor
34. http://www.marte llieurope.com
35.https://www.google.ro/maps/dir/''/ martelli+europe+buzau/@45.1318705,26.7489604,12z/d
ata=!3m1!4b1!4m8!4m7!1m0!1m5!1m1!1s0x40b160641d6b0bf9:0xc03393d101e2158d!2m2
!1d26.8190002!2d45.1318919
36. http:// www.martellieurope.com/ro/certificate/certificate/certificate.html
37. www.utcluj.ro
38. www.ct.upt.ro
39. www.revistaconstru ctiilor.eu

Planse anexe
Plansa1. Schema tehnologicaa
Plansa 2.. Schema tehnologica automatizata
Plansa 3. Coloana de schimb ionic