SPECIALIZAREA : INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN SPAȚIUL RURAL CURSURI CU FRECVENȚĂ REDUSĂ DISERTAȚIE Coordonator științ ific, Prof. D r. Ing…. [624087]
UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRONOMICE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ
BUCUREȘTI
FACULTATEA DE ÎMBUNĂTĂȚIRI FUNCIARE ȘI INGINERIA MEDIULUI
CICLUL ΙΙ – MASTER
SPECIALIZAREA : INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN SPAȚIUL RURAL
CURSURI CU FRECVENȚĂ REDUSĂ
DISERTAȚIE
Coordonator științ ific,
Prof. D r. Ing. IANCU PAULINA
Absolvent: [anonimizat]. ANTON NICOLAE
2018
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
2
UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRONOMICE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ
BUCUREȘTI
FACULTATEA DE ÎMBUNĂTĂȚIRI FUNCIARE ȘI INGINERIA MEDIULUI
CICLUL ΙΙ – MASTER
SPECIALIZAREA : INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN SPAȚIUL RURAL
CURSURI CU FRECVENȚĂ REDUSĂ
EPURAREA BIOLOGICĂ AVANSATĂ A APELOR UZATE
ORĂȘENEȘ TI LA STAȚIA DE EPURARE GLINA
Coordonator științ ific,
Prof. D r. Ing. IANCU PAULINA
Absolvent: [anonimizat]. NICOLAE ANTON
2018
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
3
UNIVERSITATEA DE ȘTIINȚE AGRONOMICE ȘI MEDICINĂ VETERINARĂ
BUCUREȘTI
FACULTATEA DE ÎMBUNĂTĂȚIRI FUNCIARE ȘI INGINERIA MEDIULUI
CICLUL ΙΙ – MASTER
SPECIALIZAREA : INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN SPAȚIUL RURAL
CURSURI CU FRECVENȚĂ REDUSĂ
DISERTAȚIE
Tema lucr ării: "Epurarea biologic ă avansată a apelor uzate orășenești la
stația de epurare Glina "
Coordonator științ ific,
Prof. Dr. Ing. IANCU PAULINA Absolvent: [anonimizat]. NICOLAE ANTON
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
4
CUPRINS
Prefața ………………………………………………………………….. ………………………………………….7
Necesitatea epurării avansate a apelor uzate orășenești a le Municipiului
București ………………………………. ……………………………………………………………………………7
Capitolul 1
DATE GENERALE ………………………………………………………….. …………………………..8
1.1 Amplasament ul stație i de epurare ape uzate ……………………….. ……………………8
1.2. Schema stație i de epurare ape uzate ……………………………. ……………………………9
Capitolul 2
EPURAREA BIOLOGICĂ AVANSATĂ ÎN BAZINELE CU NĂMOL
ACTIV …………………………………………………………………………………………………………….1 1
2.1. Epurarea biologică în bazinele cu nămol activ ……………………………………….11
2.2. Camera de distribuție și amestec a bazinelor de aerare ……………….. ………..12
2.3. Bazine le de aerare …………………………………………………………………. …………………13
2.4. Stația de suflante ……………………………………………………………………… ………………21
2.5. Stația de pompare Nămol Activ Recirculat …………………………. …………………25
2.6. Stația de pompare Nămol Activ în Exces ………. …………………………. …………..25
2.7. Bazine le tampon Nămol Activ în Exces …………………….. ………………………….27
2.8. Stații le chimice ………………. ………………………………………………………………………..28
2.9. Bazinele BIO -P………………………………. ………………………………………………………..29
2.10. Decantoarele secundare ……… ………………………………………………………………….31
2.11. Îngroșarea/deshidratarea nămolului activ în exces ………………………. ……..36
2.12. Stația de pompare supernatant ……………………………………………………………….37
2.13. Bazinele de fermentare a nămolului ……………………………………………………..37
2.14. Bazinele de nămol fermentat ………………………………………. ………………………..40
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
5
Capitolul 3
EFICIENȚA STAȚIEI DE EPURARE ……………………………………………………..44
3.1. Calitatea apelor uzate în rețeaua de canalizare ……………… ……………………….44
3.2. Calit atea apelor uzate la intrarea și la ieșirea din stația de epurare ape
uzate ……………. ……………………………………………………………………………………………………45
Capitolul 4
SĂNĂTATE Ș I PROTECȚIA MUNCII ………………………………….. ……………….47
4.1. Căderea într -un bazin de aerare …………… ………………………………………………….47
4.2. Accesul într -un bazin golit ………….. …………………………….. …………………………..47
4.3. Pericolul de explozie ……….. ………………………………………………………………………47
4.4. Manipul area soluțiilor de clorură ferică și hidroxid de sodiu ……………….47
CONCLUZII ………………………. ………………………………………………………………………….48
Listă figuri :
Fig. 1.1.Amplasamentul stației de epurare…… ………………………………………………………….. .8
Fig.1.2 . Circuitul hidaulic al apei uzate în stația de epurare Glina ………………………………10
Fig.1.3 . Ecran principal pentru centrul de comandă și control SCADA.. …………………….. 11
Fig. 2.1 . Schema de epurare biologică avansată în bazinele cu nămol activ ……….. ……….12
Fig.2.2. Camera de distribuție și amestec în amonte de bazinele cu nămol activ…… ……..12
Fig.2.3 . Difuzoarele de pe fundul bazinelor de aerare. …….. ………………………………………. 14
Fig.2.4 . Mixer dintr -un bazin de aerare. ………………………………………………………………… .14
Fig.2.5 . Dispunerea bazinelor cu nămol activ și nămol activ recirculat.. ……………………..17
Fig.2.6 . Bazinele cu nămol activ și nămol activ recirculat, linia 1… …………………………… 17
Fig.2.7 . Bazinele cu nămol activ și nămol activ recirculat, linia 2.. …………………………. …18
Fig.2.8 . Schema cicuit ului hidraulic al nămol ului……….. ……………………….. …………………19
Fig.2.9 . Stația de pompare nămol activ recirculat. …………………………………………………. ..24
Fig.2.10 . Stația de pompare nămol activ in exces.. ………………………………………………….. .26
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
6
Fig.2.11 . Bazinele de nămol activ în exces și bazinele de nămol primar îngroșat în
amestec cu nămol activ în exces îngroșat ………….. ……………………………………………….. ….27
Fig. 2.12 . Stația de dozare clorură ferică… ………………. …………………………………………….. 28
Fig.2.13 . Instalația de dozare clorură ferică. ……………………………………………………………. 29
Fig.2.14 . Bazin Bio -P………………………………………………………………………………………….. 30
Fig.2.15 . Decantoarele secundare (sublinia B).. ………………………………………………………. 31
Fig.2.16 . Canal de d istribuție decant oare secundare. …………………….. ………………………….32
Fig.2.17 . Colector de spum ă decantor secundar… ………………………….. ………………………..33
Fig.2.18 . Cămin de spumă p entru șase decantoare secundare.. ………. ………………………….33
Fig.2.19 . Sistemul de acționare al vanelor hidrostatice.. …………………. ………………………..34
Fig.2.20. Apa epurată evacuată din decantoarele secundare. ……………………………………. .35
Fig.2.21 . Bazinele de fermentare a nămolului… …………………………… ………………………….39
Fig.2.22 . Bazinele cu nămol fermentat.. ………………………………………. …………………………41
Fig.3.1. Analizorul BIOTECTOR B7000.. ……………………………………………………………… 45
Fig.3.2. Ecran cu valori ale carbonului total organic, ob ținute din prelev ări efectuate din
debitele influent și efluent ale sta ției de epurare ape uzate… …….. ………………………………. 46
Fig.3.3. Ecran cu valori ale azotului total și fosforului total, ob ținute din prelev ări
efectuate din debitele influent și efluent ale sta ției de epurare ape uzate… …………………..46
Listă tabele :
Tabelul 1. Calitatea apelor uzate la intrare a în stația de epurare, provenite din rețeaua de
canalizare în martie 2018 …. ……………………………………………. ……………. ………………….. ….7
Tabelul 2. Raportul dintre debitul de nămol activ recirculat și debitul influent în treapta
biologică în funcție de concentrația substanțelor solide din bazinele de nămol activ și
bazinele de nămol activ recirculat. ……………………………………………………………………. ……23
Tabel 3 . Fișă de analize fizico -chimice ………………………………………………………………….. .42
Tabel 4. Calitatea apelor uzate în rețeaua de canalizare ……………………………………………. 44
Tabel 5. Calitatea apelor uzate la intrarea și ieșirea din stația de epurare……………. ………45
Listă simboluri și abrevieri …………… ………………………………………………………………. .48
Bibliografie ……………………………………… ………………………………………………………….. ….49
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
7
Prefața
Necesitatea epurării avansate a apelor uzate orășenești a le Municipiului
București .
Datorită substanțelor reziduale existente în apele uzate menajere și orășenești ale
Municipiului București, substanțe care afectează în mod defavorabil și în unele cazuri
deosebit de grav sănătatea oamenilor, fauna, flora acvatică și mediul înconjurător, a fost
nevoie de construirea stației de epurare ape uzate de la Glina.
Tabelul 1.1 . Calitatea apelor uzate la intrare a în stația de epurare, provenite din rețeaua
de canalizare , în martie 2018 .
unitatea de
măsură frecvența
prelevării valori obținute limitele maxime
admise
pH unități pH zilnic 7.56 6.5-8.5
MTS mg/l zilnic 284 350
CBO5 mg/l zilnic 151.00 300
CCO -Cr mg/l zilnic 462 500
N total mg/l zilnic 25.5 30
P total mg/l zilnic 4.6 5
Substanțe
extractibile mg/l săptămânal 38 30
Detergenți mg/l săptămânal 3.92 25
Sulfuri si H2S mg/l săptămânal 0.233 1
Sulfați mg/l săptămânal 81.7 600
Cloruri mg/l săptămânal 470.78
Reziduu filtrat la
105 ° C mg/l săptămânal 1001
Cianuri mg/l săptămânal 0.012 1
Fenoli mg/l săptămânal 0.658
Reziduu fix mg/l săptămânal 878
Fenoli antrenabili µg/l trimestrial 30
DEHP µg/l trimestrial 57.2
Fier mg/l săptămânal 4.2
Zinc mg/l săptămânal 0.368 1
Nichel mg/l săptămânal 0.0086 1
Plumb mg/l săptămânal 0.0022 0.5
Cupru mg/l săptămânal 0.044 0.2
Crom total mg/l săptămânal 0.0362 1.5
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
8
Capitolul 1
DATE GENERALE
1.1. Amplasament ul stație de epurare ape uzate
Bucureștiul este deservit de un sistem unitar de canalizare, care transportă apa uzată și de
ploaie în principal gravitațional. În zonele joase sunt amp lasate stații de pompare care
evacuează în sistemul gravitațional. Toată apa uzată este colectată într -un colector
principal, Caseta, amplasată sub răul Dâmbovița, care transportă apa uzată către stația d e
epurare localizată lângă comuna Glina, la 11 km sud -est de centrul orașului.
Fig.1.1.Amplasamentul stației de epurare
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
9
1.2. Schema stație i de epurare
Linia apei cuprinde următoarele etape:
A. Tratarea mecanică prin grătare rare și dese, deznisipatoare și decantoare primare.
1. Grătarele rare, 10 unit ăți cu deschiderea între bare de 50mm;
2. Grătarele dese, 6 unit ăți cu deschiderea între bare de 6mm.
Au rolul de a reține deșeurile solide din apă spre a fi colectate și evacuate din stație.
3. Stația de pompare apă brută , formată din 5 grupuri de 2m³/s, pompează apă la cota
necesară funcționării gravitaționale a procesului în continuare.
4. Desnisipatoare aerate echipate și cu separatoare de grăsimi, în număr de 6 unități,
servesc la colectarea pietrișului și nisipului din apa uzată, care este spălat și evacuat din
stație. Grăsimile reținute sunt reintroduse în fluxul nămolului spre a fi valo rificate prin
potențialul energetic.
5. Decantoarele primare, 2 linii a câte 4 unități radiale cu diametrul de 55m, rețin prin
sedimentare suspensiile fine și coloidale în nămolul primar raclat la baza acestora.
O parte din efluentul primar de cca 5m³/s este introdus în treapta biologică, debitul
rămas fiind restituit la emisar printr -un canal de by -pass.
B. Tratarea biologică în bazinele de aerare și bazinele de sedimentare secundare.
Tratarea biologică presupune asigurarea condițiilor de nitrificare/denitrificare a
amestecului de efluent primar cu nămol activ recirculat și regenerat în cicluri secvențiale
de aerar e/amestec și sedimentarea finală a efluentului. Tot în treapta biologică are loc
reținerea fosforului, atât prin procedee biolog ice , cât și chimice.
1. Bazinele cu nămol activ sunt în număr de 14 unități, din care 8 bazine cu nămol
activ, 4 bazine de regenerare/recirculare nămol activ și 2 bazine anaerobe Bio -P.
Epurarea biologică cu biomasă bacteriană duce la mineraliza rea substanțelor organice
coloidale și dizolvate pe bază de carbon și la reținerea nutrienților, azotul și fosforul.
Adiția de clorură ferica contribuie la o eliminare mai eficientă a fosforului și la
îmbunătățirea procesului de sedimentare secundară.
2. Decantoarele secundare în număr de 48 unități asigură limpezirea finală a
efluentului. La descărcarea în răul Dâmbovița a efluentului combinat (biologic și
mecanic), funcționează o microcentrală cu trei turbine având o putere instalată de 400kw.
Linia nămolului cuprinde următoarele etape:
A. Stabilizarea nămolului prin îngroșare.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
10
1. Îngroșătoarele primare sunt în număr de 4 unități, reduc volumul de nămol
evacuat din decantoarele primare, gravitațional, prin creșterea concentrației de substanță
uscată la cca 6%.
2. Mesele de îngroșare, 4 unități funcționând cu adaos de polimer, aduc nămolul
activ în exces la o concentrație de cca 6%.
B. Fermentarea anaerobă.
Rezervoarele de fermentare a nămolului în număr de 5 unități de 8000 m³ fiecare,
reprezintă locul în care nămolul de amestec îngroșat este stabilizat anaerob prin
fermentare în condiții de amestec și recirculare permanentă la 36 -37°C.
C. Deshidratarea nămolului stabilizat.
În stația de deshidratare nămolul fermentat este deshidratat pe 7 filtre presă și 3
centrifuge cu adaos de polimer și alte materiale până la obținerea unei concentrații de
30% substanță uscată, care să permită utilizarea lui în agricultură.
În urma procesului de fermentare se produce biogaz care est e stocat în două gazometre a
câte 3000 m³, apoi purificat și uscat în unitatea de desulfurizare, în scopul valorificării.
În stația de cogenerare funcționează două gazmotoare de 2MWh fiecare care produc
energie electrică și termică.
Fig.1.2 . Circuitul h idaulic al apei uzate și al nămolului în stația de epurare Glina.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
11
Fig.1.3 . Ecran principal pentru centrul de comand ă și control SCADA.
Capitolul 2
EPURAREA BIOLOGICĂ AVANSATĂ ÎN BAZINELE CU NĂMOL
ACTIV
2.1. Epurarea biologică în bazinele cu nămol activ
Procesul de epurare biologică a plicat are la bază conceptul nămol activ recirculat așa cum
este prezentat în următoarea schemă combinat cu procesul BIO -P cu hidroliza nămolului
activ în debit lateral.
Principalele avantaje ale configurației cu nămol activ recirculat sunt:
– Capacitate hidraulică și organică îmbunătățită. În comparație cu configurația cu
nămol activ recirculat, cea convențională cu nămol activ necesită o suprafață mai
mare a bazinelor de sedimentare secundare sau un volum mai mare al
bioreactoarelor.
– Realizarea unui proces complet de nitrificare – denitrificare chiar și la
temperaturi scăzute ale apei uzate ca 12°C. Aceasta reprezintă o cerința esențială
pentru o operare stabilă, având în vedere că în pe rioadele de tranziție de la non –
nitrificare la nitrificare – denitrificare, tratarea nu este stabilă și calitatea efluentului
se deteriorează.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
12
QBIO
Fig. 2.1. Schema de epurare biologică avansată în bazinele cu nămol activ
În scopul obținerii unei nitrificări stabile la 12°C, se impune o vârstă anaerobă minimă a
nămolului de aproximativ 7 zile. Cu încorporarea denitrificarii, o vârstă totală a
nămolului de aproximativ 9 zile devine necesară.
2.2. Camera de distribuție și amestec a bazinelor de aerare
Sistemul bazinelor de aerare este alcătuit din două camere de amestec -distribuție și
doisprezece bazine de aerare. Sistemul este împărțit pe două sublinii, fiecare cu o cameră
de distribuție și șase bazine de a erare dintre care patru sunt bazine cu nămol activ și două
bazine cu nămol activ recirculat.
Apa tratată primar gravitează în camera de amestec -distribu ție, unde este amestecată cu
nămol activ recirculat provenit de la cele două bazine de nămol activ recirculat . Lichidul
în amestec este distribuit în m od egal în cele patru bazine cu nămol activ .
Fig.2.2. Camera de distribuție și amestec î n amonte de bazinele cu nămol activ.
Reactor principal pentru
eliminarea N si P DS
Reactor NAR
Nitrificare/Denitrificare Q NAR
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
13
2.3. Bazine le de aerare
Sistemul bazinelor de aerare dintr -o sublinie poate fi ocolit total sau parțial prin
închiderea completă sau parțială a stăvilarului din canalul de conectare a tratării primare
cu cea biologică din acea sublinie. Apa tratată primar va curge prin două deversoare
instalate în canalul de admisie de la tratarea primară. Apa de bypass gravitează în canalul
efluentului de la bazinele de sedimentare secundare. Conform încărcărilor revizuite
2.5m³/s sunt trecuți în bypass și 2.5m³/s sunt direcționați în tratarea bio logică pentru
fiecare sublinie, în total 5m³/s în trepta biologică.
Sistemul bazinelor de aerare este alcătuit din două camere de amestec/distribuție și
doisprezece bazine de aerare. Sistemul este împărțit pe două sublinii, fiecare cu o cameră
de distribuție și șase bazine de aerare dintre care patru sunt bazine cu nămol activ și două
cu nămol activ recirculat. Bazinele cu nămol activ primesc un amestec de apă și nămol de
recirculare și operează înt r-o concentrație normală de solide în suspensie în lichidul în
amestec. Bazinele cu nămol activ recirculat primesc nămol activ recirculat și supernatant
de recirculare și operează cu o concentrație de solide în suspensie de două până la trei ori
mai mare decât în bazinele cu nămol activ, astfel fiind făcută o economie semnificativă în
privința volumului bazinului față de un proces convențional cu nămol activ . În cele ce
urmează este descrisă funcționarea subliniei A. Aceeași filosofie se aplică și sublini ei B.
Apa tratată primar gravitează în camera de amestec /distribuție, unde este amestecată cu
nămol activ recirculat provenit de la cele două bazine cu nămol activ recirculat. Lichidul
în amestec este distribuit în mod egal în cele patru bazine cu nămol a ctiv. Pentru aerarea
bazinelor cu nămol activ și a celor cu nămol activ recirculat, stația suflantelor furnizează
debitul de aer necesar. Solidele în suspensie din lichidul în amestec sunt menținute în
suspensie prin aerare. Trei mixere țin solidele în sus pensie în fiecare bazin în perioadele
fără aerare.
Lichidul în amestec deversează din bazinele cu nămol activ către canalul de evacuare și
gravitează către camera de distribuție a bazinelor de sedimentare secundare. Nămolul
activ de recirculare și superna tantul de recirculare sunt pompate din stația de pompare
nămol activ de recirculare și stația de pompare supernatant și distribuite în bazinele cu
nămol activ de recirculare printr -un canal de distribuție. Nămolul activ de recirculare
provenit de la bazine le de nămol activ de recirculare este evacuat în camera de amestec
/distribuție în amonte de bazinele de nămol activ.
O parte a debitului provenit de la tratarea pr imară este trimis în canalul efluent de la
treapta biologică . Cantitatea care intră în treap ta biologică este controlată manual prin
stăvilarele pentru subliniile 1 și 2 și este măsurată de debitmetre în canalul efluent de la
tratarea secundară.
Aerarea este realizată cu difuzoare cu bule fine montate pe rețele ce acoperă fundul
bazinelor de aer are. Fluxul de aer în timpul aerării este controlat prin vane de reglare a
debitului de indicatoarele de măsurare a concentrație i de oxigen dizolvat sau amoniu în
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
14
fiecare bazin cu nămol activ și nămol a ctiv de recirculare și de măsuratorile de fosfați în
fiecare bazin cu nămol activ.
Trei mixere țin solidele în suspensie în fiecare bazin în perioadele fără aerare. Fiecare
bazin de aerare este dotat cu dispozitiv de măsurare a concentrației de solide în suspensie.
Înregistrarea permanentă a concentrației de substanțe solide în suspensie în fiecare bazin
este utilizată de către operator pentru determinarea cantității de nămol activ în axces care
trebuie eliminată din proces.
Fig.2.3. Difuzoarele de pe fundul bazinelor de aerare.
Fig.2.4. Mixer dintr -un baz in de aerare.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
15
La configurația cu nămol activ recirculat adoptată (41.000 m³ volum bazin nămol activ
recirculat și 74.800 m³ volum bazin nămol activ ) și concentrații maxime de substanțe
solide în suspensie de 8 și respectiv 3.2 g/l, vârstele nămolului impuse sunt respectate.
Solidele în suspensie din lichidul în amestec se vor depune în bazinele finale de
sedimentare pentru a rezulta un efluent bine d ecantat. Patruzeci și opt (48) de decantoare
secundare sunt destinate acestui scop, echipate cu colector lanț – și – raclete. Substanțele
solidele sedimentate în bazine sunt raclate în pâlniile de nămol în fiecare bazin. Nămolul
activat de recirculare a fost calculat la aprox. 67% conform procesului t ehnologic.
Lichidele rezultate din procesele de îngroșare și deshidratare sunt pompate și transportate
la admisia în bazinele cu nămol activ recirculat. Datorită concentrației mari de azot, în
special în lich idul rezultat în urma deshidratării, se previzionează un efect pozitiv pentru
nitrificare, după cum s -a experimentat în cazul plantelor când a fost aplicată acesta
soluție. Mai mult decât atât, în cazul prezenței în exces a solidelor în lichidul de
deshid ratare, fermentarea nămolului datorată activității bacteriilor anaerobe din bazinele
de sedimentare primare și îngroșătoarele primare este împiedicată. Procesul cu nămol
activ recirculat combină efectele din bazinul de reactivare anaerobă, bazinul cu nămo l
activ recirculat aerat pentru creșterea vârstei nămolului aerat, procesul de stabilizare prin
contact (bio -absorbție) și efectele sistemului de alimentare în etape. La punctul de
contact între nămol activ recirculat din bazinele cu nămol activ recircula t și apa uzată
influentă, marea parte a CCO va fi absorbită în particulele de solide în suspensie și, în
acest mod, marea parte a conversiei CCO și a azotulu i este realizată în bazinele cu nămol
activ recirculat și nămol activ , direct proporțional cu biomasa prezentă.
Prin operarea bazinului cu nămol activ recirculat în cicluri de proces (aerare -nitrificare/
amestec -denitrificare), se obține o soluție compactă pentru eliminarea CCO, ca și a
azotului prin alternarea condițiilor aerobe și anoxice (sau ch iar anaerobe), și procesul de
hidroliză în faza cu nămol .
Aceasta permite reactoarelor principale (bazinele cu nămol activ ) să elimine în mare parte
substanțele organice ușor degradabile și compușii solubili de azot, pe când marea parte a
CCO urmează masa de nămol recirculat în sistem și este transformat gradual odată cu
vârsta nămolului atât în bazinele cu nămol activ , cât și în bazinele cu nămol activ
recirculat .
Restul necesarului de oxigen pentru CCO ușor degradabil și o parte a azotului solubil se
va produce în r eactorul cu nămol activ , întrucât această materie ușor convertibilă urmează
apa și este eliminată înainte ca nămolul să fie transferat în bazinele secundare d e
sedimentare și în debitul de nămol activ recirculat .
După cum s -a precizat anterior , principalul e fect care conferă procesului cu nămol activ
recirculat capacitatea ridicată de eliminare este reprezentat de CCO absorbit în particulele
de nămol activ , ceea ce indică faptul că marea majo ritate a consumului de oxigen este dat
de nămol -CCO.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
16
Acest proces reprezintă de asemenea conceptul de bază al stabilizării prin contac t, dar în
cadrul conceptului de nămol activ recirculat , calitatea efluentului poate fi controlată
pentru a se elimina azotul prin nitrificare/denitrificare.
Efectul absorbției poate fi dovedit prin câteva metode. O analiză bazată pe acidul
ribonucleic RNA (rRNA) din celulele biomasei dovedește că principiile de bază adoptate
în analizele anterioare și următoare sunt solide din punct de vedere științific.
Procesul BIO -P cu hidroliză a nămolului activ în debit lateral va fi implementat în scopul
îmbună tățirii eliminării biologice a fosforului și a denitrificarii prin producerea de
substanțe organice ușor degradabile. Hidroliza nămolului activ recirculat are loc în
condiții co ntrolate în bazinele anaerobe în debit lateral. Aproximativ 5 -10 % din debitul
de nămol activ recirculat este direcționat în bazinele pentru eliminarea biologică a
fosforului ( BIO-P), proiectate pentru un timp de retenție de aproximativ 30 de ore.
Este pre văzută de asemenea precipitarea chimică pent ru a se reduce concentrația de
fosfor sub 1mg/l.
Principalele trăsături ale procesului adoptat sunt:
– Cele două bazine centrale din cele două grupuri de bazine de aerare din fiecare sublinie
sunt transformate în bazine de nămol activ recirculat . Nămolul activ recirculat va fi
alimentat în fiecare bazin de nămol activ recirculat prin pompele de nămol activ
recirculat instalate în stația d e pompare adiacentă.
– Concentrația de nămol activ recirculat din bazinele de nămol activ recirculat se va
încadra între 7 -8 g/l, conform indicelui de recirculare.
– Nămolul activ recirculat va trece peste deversoare în camera de amestec, unde va fi
amestecat cu efluentul primar.
– Ameste cul nămol activ recirculat + apă uzată va fi alimentat în cele 4 bazine de aerare
existente, amplasate în stânga și în dreapta bazinelor cu nămol activ recirculat (bazine cu
nămol acti v). Conc entrația de nămol în bazinele cu nămol activ va fi de 2 -3.2 g/l,
conform temperaturii și vârstei nămolului.
– Bazinele anaerobe (BIO -P) vor opera cu un timp de retenție de aproximativ 30 de ore.
Nămolul activ recirculat va fi pompat din stația de pompare nămol activ recirculat în
fiecare bazin BIO -P, la un debit de 3000m³/h. Nămolul supus hidrolizei va fi recircul at în
admisia bazinului cu nămol activ recirculat . Întrucât în configurarea BIO -P, fosforul în
efluent se previzionează a se încadra în 12mg/l, este necesară precipitarea chimică pe ntru
a menține concentrația de fosfor în efluent sub 1mg/l. Este prev ăzută o stație chimică
pentru un dozaj corespunzător.
Prin adoptarea aerării intermitente (durata ciclului de aerare 50 -85% din timp), se
optimizează eficiența nitrificării și denitrificarii. Datorită necesarului variabil de oxigen
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
17
determinat de variațiile mari de temperatură (10 -25°C), ciclurile de nitrificare și
denitrificare (aerare -amestec) trebuie ajustate corespunzător.
Fig.2.5 . Dispunerea bazinelor cu nămol activ și nămol activ recirculat.
Fig.2.6 . Bazinele cu nămol activ și nămol activ recirculat, linia 1.
B
N
A B
N
A B
N
A
R B
N
A
R B
N
A B
N
A B
N
A B
N
A B
N
A
R B
N
A
R B
N
A B
N
A CD CD
Bazin cu nămol activ recirculat în aerare
Bazin cu nămol activ
Stația de pompare NAR
Q
BIO
Q
BIO
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
18
Fig. 2.7 . Bazinele cu nămol activ și nămol activ recirculat, linia 2.
Formule de baz ă pentru dimensionare:
Determinarea Q( pompe de recirculare nămol ): Q(NAR)/Q = X(NA)/(X(NAR) – X(NA ))
SS med. în sistemul BNAR : X(NAR)*1/Y + X(NA )*(Y -1)/Y
Încărcare specific ă de nămol în decantoarele secundare :
(1 + Q(NAR)/Q)*X(NA )= SSL
Bazin cu nămol activ în aerare
Bazin cu nămol activ recirculat
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
19
QBIO
Fig.2.8 .Schema cicuit ului hidraulic al nămolului
VOL( BNAR) + VOL( BNA) = VOL(TOTAL)
VOL( BNAR) = 1/Y*VOL(TOTAL)
VOL( BNA) = (1 -1/Y)*VOL(TOTAL)
Formule de calcul n ămol activ recirculat
Legendă :
X(NA)= Nămol -concentrație SS (substanțe solide ) în bazinele de nămol activ imediat
înainte de decantoarele secundare (D S), kg SS/m³ ;
X(NA R)= Nămol -concentrație SS (substanțe solide in suspensie ) în bazinele de nămol
activ recirculat , kg SS/m³ ;
1/Y= Raport volum nămol activ recirculat din Volum Total (NA + NAR) ;
SSL= kg SS în apa uzată influentă în DS/Q ;
SSL= Încărcare specifică nămol în sedimentare.
Formulele de mai sus se aplică utilizându -se valorile din calculele de proces.
SSL =KG SS/m ³
inlet
DS BNA reactor
eliminare N – P
X(NA) Kg SS/m ³
BNAR reactor
nitirficare/denitrificare
X(NAR) Kg SS/m ³
Q(NAR)
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
20
Cele mai importante trei componente ale controlului procesului cu nămol activ sunt
reprezentate de menținerea:
1. Cantității corespunzătoare de rezerve de nămol activ (microorganisme) ;
2. Concentrației adecvate de oxigen dizolvat în nămolul activ (OD) în timpul nitrificării ,
fără OD în faza anoxic ă și ,
3. Co ntrolul decantoarelor secundare.
1. Contr olul rezervelor de nămol activ
Cea mai importantă tehnică utilizată pentru controlul procesului cu nămol activ este de a
controla rezerva de solide din sistem față de indicele de risipă a acestora. Risipa
nămolului afectează procesul mai mult decât o rice altă ajustare de control a procesului.
Optimizarea procesului cu nămol activ depinde de un control adecvat al masei de
microorganisme active în sistem. Risipirea solidelor controlează în ultimă instanță masa
de microorganisme. Nămolul activ este risipit prin eliminarea unei părți a de bitului de
Nămolul Activ de Retur.
Cea mai utilizată metodă de control a cantității de nămol risipite este aceea a Timpului de
Retenție al Nămolului Constant (TRN). TRN reprezintă numărul mediu de zile cât
microorganismele sunt menținute în procesul cu nă mol activ înainte de a fi spălate,
intenționat sau neintenționat.
Ecuația de bază pentru TRN este: TRN = ( solide nămol activ în sistem )/ (masă solide
nămol activ ce părăsește sistemul zilnic).
Solidele din Decantoarele Secundare (D S) nu su nt incluse în rezerva de solide. De
asemenea solidele neaerate nu ar trebui incluse atunci când se calculează TRN pentru
nitrificare. Se vor calcula doi TRN, un TRN aerat (TRNaer) pentru a se respecta cerințele
cu privire la nitrificare și un TRN neaerat ( TRNneaer) pentru a se respecta cerințele cu
privire la denitrificare. Metoda de control TRN este utilizată pe scară largă și fiabilă.
Aceasta este valabilă în special atunci când în selectarea celui mai adecvat TRN sunt
utilizate diverse măsurători de con trol al procesului ca gradul de sedimentare al
nămolului, indicele de respirație și examinarea microscopică. Ca în cazul tuturor
parametrilor de operare, risipirea nămolului și în consecință a TRN nu trebuie modificată
cu mai mult de 10%/zi.
În timpul o perării de p robă, TRN va fi determinat să fie cel optim pentru stația de
operare în cauză și este denumit TRN țintă. TRN -ul țintă va fi selectat lunar prin
monitorizarea procesului, observarea evoluțiilor și ținând cont de efectele implicate de
sezon.
2. Aerarea și concentrația de oxigen dizolvat.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
21
În timpul fazei aerobe -nitrificare, Oxigenul Dizolvat (OD) din lichidul în amestec este
păstrat într -un interval de 2 la 3 mg/l și în timpul fazei anoxice -denitrificare, Oxigenul
Dizolvat (OD) din lichidul în amestec este păstrat la un maxim de 0.5 mg/l .
În faza anaerobă (bazinele BIO -P) atât nivelul de OD și NO 3-N trebuie menținute la o
valoare scăzută (OD sub 0.5 mg/l și NO 3-N sub 5 mg/l). În toate cazurile (aerobic,
anoxic și anaerobic) conținutul bazinelor trebuie să fie suficient amestecat pent ru a
menține solidele din nămol în suspensie.
3. Controlul decantoarelor secundare .
Pentru a opera în mod corespu nzător procesul cu nămol activ , trebuie obținut și menținut
un lichid amestecat cu o bună sedimentare. Solidele în Suspensie ale Lichidului în
Amestec (MLSS) se sedimen tează în decantoarele secundare și m ajoritatea sunt
recirculate în B azinul de Nămol Activ de Recirclare (BNAR) ca Nămol Activ de
Recirclare (NAR) și pe rând în B azinul de Nămol Activ (BNA). Recircularea nămol ului
activ din decantoarele secundare în bazinul de nămol activ de recirculare reprezintă un
parametru cheie pentru proces. Nămolul recirc ulat din decantoarele secundare în bazinele
de nămol activ recirculat reprezintă un procent constant din debitul secundar infl uent
(debit influent în treapta biologică).
Indicele NAR este calculat pe baza balanței masei de solide ce intră și ies din bazinul de
nămol activ sau bazinele de sedimentare secundare . Grosimea stratului de nămol este
monitorizată direct, astfel încât să fie menținută la un optimum în bazinele de
sedimentare secundare . Nivelul este determinat din experiență și este reprezentat de unul
destul de scăzut ca să permită o sedimentare eficientă și destul de ridicat încât să asigure
o rezervă suficientă de nămol de r ecirculare și să furnizeze o concentrație adecvată în
nămolul îngroșat de recirculare. În mod normal stratul de nămol trebuie menținut între
0.3m și 0.9m și nu trebuie să se ridice peste 25% din adâncimea nominală laterală a
bazinului.
2.4. Stația de suflante
Stația suflantelor alimentează cu aer ambele sublinii de bazine de aerare. Aerul ambiental
este filtrat și alimentat în două sisteme de conducte, unul operând pentru toate bazinele cu
nămol activ și celălalt pentru toate bazinele cu nămol activ recirculat la o presiune puțin
mai ridicată decât sistemul pentru bazinele cu nămol activ. Fiecare sistem de conducte
este alimentat de către două suflante de serviciu. O suflantă de rezervă este comună
pentru cele două sisteme de conducte. Chiar dacă sist emele operează la presiuni diferite,
proiectul permite ca toate unitățile să acționeze ca suport în cazuri extreme pentru ambele
sisteme; așadar toate suflantele sunt conectate la ambele sisteme de conducte prin vane
motorizate.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
22
Fiecare suflantă are propri ul panou electric de control ce combină controlul funcțiilor de
utilitate internă a suflantei cu alimentarea cu aer “AUTO” a stației printr -un sistem lider
cu un control mai mic. (Un sistem lider cu control mai scăzut este acel sistem în care nu
există un lider specificat și fiecare suflantă poate opera ca lider controlând cele două
suflante din grup).
Suflantele operează la o viteză de rotație constantă și su nt dotate cu palete de ghidaj
reglabile și palete de evacuare variabile pentru difuzoare pentru u n control eficient al
debitului de aer la un necesar variabil.
Necesarul variabil de debit de aer într -un bazin cu nămol activ și altul cu nămol activ
recirculat rezultă într -o presiune variabilă în cele două sisteme de conducte de alimentare
cu aer. Sist emele sunt astfel operate să mențină o presiune reglată de necesar în
conductele de aer și să asigure că valoarea setată a presiunii:
– a crescut până când punctul setat pentru oxigen a fost atins în bazinul de aerare când
vana de reglaj debit de aer pentru bazinul respectiv este deschisă complet;
– a scăzut până ce a fost atinsă presiunea pre -setată de operator.
Eficiența maximă a unei suflante în orice moment al operării se atinge atunci când
aceasta se încadrează pe curba caracteristică de la 40% la 100% din debitul maxim pentru
fiecare suflantă. Când două suflante sunt în funcțiune pentru un sistem de conducte,
condițiile de operare t rebuie să fie aceleași pentru ambele pentru a se obține o eficiență
maximă și a minimiza consumul de energie.
Pentru aerarea bazinelor cu nămol activ și a bazinelor cu nămol activ recirculat , stația
suflantelor furnizează debitul de aer necesar. Solidele în suspensi e din lichidul în amestec
sunt menținute în suspensie prin aerare. Trei mixer e țin solidele în suspensie în fiecare
bazin în perioadele fără aerare.
În bazinele cu nămol activ aerarea are loc în cicluri în care într -o prima perio adă de
aerare fo rțată este determinată de concentrația de oxigen dizol vat din bazin. În această
perioadă CCO/CBO este degradat și amoniacul este transformat în nitrat. Perioada de
aerare forțată este urmat ă de o perioadă în care con centrația de azot amoniacal (NH 4-N)
determină dacă este n ecesară aerarea sau nu. Dacă NH 4-N atinge un nivel peste ex. 4mg/l,
aerarea este inițiată pentru a asi gura nitrificarea până când NH 4-N scade sub de ex . la
1mg/l, când aerarea este oprită pentru a împiedica degradarea CCO/CBO necesar pen tru
denitrificarea nitraților.
Controlul NH 4-N are un suprareglaj în funcție de concentrația de fosfați (PO 4-P). Dacă
concentrația NH 4-N este sub 1mg/l , dar cea de PO 4-P depășește 3mg/l, aerarea este
inițiată pentru a se asigura că fosforul are o legătură biologică c rescută în biomasă până
când PO 4-P scade sub 0.5mg/l.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
23
În bazinele cu nămol activ recirculat aerarea are loc de asemenea în cicluri cu o durată
egală a perioadei de aerare forțată și a perioadei următoare cu aerare determinată de
concentr ația d e NH 4-N. În perioada de aerare forțată, aerarea este determinată de
concentrația de oxigen dizolvat din bazin. În această perioadă CC O/CBO este degradat și
amoniul este transformat în nitrat. În perioada următoare concentrația de azot amoniacal
(NH4-N) determină dacă este n ecesară aerarea sau nu. Dacă NH 4-N atinge un ni vel peste
4mg/l, aerarea este inițiată pentru a as igura nitrificarea până când NH 4-N scade de la
1mg/l, când aerarea este oprită.
2.5. Stația de pompare Nămol Activ Recirculat
Subliniile s unt prevăzute fiecare cu câte o stație de pompare NAR identică pentru
recircularea nămolului activ. Stația este dotată cu trei pompe de serviciu și una de
rezervă. Toate pompele sunt centrifuge instalate în mediu umed. Pompele sunt axiale și
cu control al turației .
Capacitatea stațiilor de pompare este determinată de operator ca procent din debitul de
admisie în stație. Un indicator de densitate a nămolului este instalat în puțul umed al
fiecărei stații de pompare pentru ca operatorul să poată compara concentrația în materie
uscată a nămolului activ recirculat cu valoarea previzionată. În scopul prevenirii
refluxului ca rezultat al unei sifonari când pompa se oprește, conducte le sub presiune ale
pompelor de nămol activ recirculat sunt echipate c u vane de întrerupere sifonare.
Debitul de nămol activ recirculat ( QNAR) este reglat ca procent din debitul influent în
treapta biologic ă (QBIO):
Tabelul 2. Raportul dintre debitul de nămol activ recirculat și debitul influent în treapta
biologică în funcție de concentrația substanțelor solide din bazinele de nămol activ și
bazinele de nămol activ recirculat.
Substan țe
solide
BNA
Kg/m³
3.5
Substanțe
solide
BNAR
Kg/m³
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
QNAR /QBIO
1.0
0.88
0.78
0.70
0.58
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
24
Fig. 2.9.Stația de pompare nămol activ recirculat.
Cantitatea de nămol activ recirculat recirculat în bazine este determinată de operator ca
procent din debitul de admisie măsurat de debitmetrele către tratarea biologică, cu
posibilitatea independentă pentru fi ecare sublinie de a acoperi o distribuție inegală a
debitului în sublinii. Procentajul din debitul de admisie este definit ca o valoare
prestabilită de controlorul PID (amplificare Propor țional ă-timp Integral -timp Diferen țial).
Ca rezultat, acest controlor va ajusta di spozitivul de control al frevenț ei electrice a unei
pompe ce va juca rolul de "dispozitiv reglaj debit". Întotdeauna o singură pompă de
nămol activ recirculat va acționa drept "dispozitiv reglaj debit". Secvența de pornire a
fiecărei pompe este determinată de operator (determ inarea priorității). Pompele de nămol
activ recirculat evacuează într -un canal de unde debitul este împărțit între bazinele de
nămol activ recirculat și măsurat cu debitmetre u ltrasonice. Debitul total de nămol act iv
recirculat (valoar ea efectivă) este utilizat ca referință pentru controlorul PID.
Filosofia de control este următoarea:
Cerința: Creșterea debitul total de nămol activ recirculat de la min imum la o valoare
stabilită.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
25
Acțiune: Pompa prioritate 1 pornește la minimum. Controlorul PID ajustează frecvența
electrică pentru a atinge valoare presetata. Pompa prioritate 1 atinge maximum. Valoare
presetata nu este atinsă. Pompa prioritate 1 scade la minimum. Pompa prioritate 2
pornește la minimum. Controlorul PID continuă să ajusteze frecvența electrică a pompei
prioritate 1, în încercarea de a atinge va loarea presetata până când pompa prioritate 1
atinge maximum. Dacă pompa prioritate 1 atinge maximum și pompa prioritate 2
minimum. și valoarea presetată nu este atinsă, co ntrolorul PID se comută pe pompa
prioritate 2, pe când pompa prioritate 1 rămâne la maximum.
Controlorul PID continuă să ajusteze frecvența electrică a pompei prioritate 2 în
încercare a de a atinge valoarea p resetată până când pompa prioritate 2 atinge maximum.
Pompa prioritate 2 atinge maximum. Valoare pres etată nu este atinsă. Pompa prioritate 2
scade la minimum. Pompa prioritate 3 pornește în minimum. Controlorul PID continuă să
ajusteze frecvența electrică a pompei prioritate 2 în încercare a de a atinge valoarea
presetată până când pompa prioritate 2 atinge maximum. Dacă pompa prioritate 2 atinge
maximum și pompa prioritate 3 minimum și valoarea presetată nu este atinsă, controlorul
PID se comută pe pompa p rioritate 3, pe când pompa prioritate 2 rămâne la maximum.
Controlorul PID continuă să ajusteze frecvența electrică a pompei priorita te 3 până când
valorea presetată este atinsă.
Cerinț a: Scăderea debitului total de nămol activ recirculat de la max la va loarea
presetată .
Se aplică filosofia de control inversă.
2.6. Stația de pompare Nămol Activ în Exces
Subliniile sunt prevăzute fiecare cu câte o stație de pompare nămol activ în exces identică
pentru eliminarea nămolului activat. Stația este dotată cu o pompă de serviciu și una de
rezervă. Toate pompele sunt centrifuge instalate în mediu umed. Capacitatea stațiilor de
pompare este determinată de operato r ca și cantitate zilnică de năm ol activ în exces ce
trebuie eliminată. Aceasta rezultă în capacitatea totală efectivă de pompare, iar nivelul în
puțul umed este utilizat ca parametru de control pentru ca eliminarea de nămol din
bazinele de sedimentare secundare să se coordoneze cu neces arul efectiv de pompare.
Nivelul este măsurat de trei indicatoare de nivel. Unul din indicatoare selectat de operator
este utilizat în scop de control și celalat în scop de verificare, iar semnalul de alarmă este
declanșat dacă măsurator ile depășesc o val oare presetată . Indicatoare de nivel sunt
utilizate pentru protecție anti -operare pe uscat al pompelor . Un indicator de densitate a
nămolului este instalat în puțul umed al fiecărei stații de pompare pentru ca operatorul să
poată compara concentrația în ma terie uscată a nămolului activ recirculat cu valoarea
previzionată.
Volumul zilnic de nămol activ în exces ce trebuie eliminat din sistem este determinat de
operator. Cantitatea este dată ca valoare presetata în sistemul SCADA. În f uncție de
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
26
capacitatea pompei de nămol activ în exces și a numărului permis de porniri pe oră ale
pompei este determinată secvența de intervale pornit -oprit pentru ca pompele în funcțiune
selectate să asigure o eliminare ușoară a nămolului activ în exces . În cazul în care
sublin iile sunt alimentate în mod inegal, operatorul va determina eliminarea de nămol
activ în exces în același procent. Volumul de nămol activ în exces eliminat din fiecare
sublinie este măsurat cu un debitmetru electromagnetic.
Zilnic, operatorul trebuie să d ecidă dacă valorile transmise sistemului SCADA în ziua
anterioară cu privi re la cantitatea de nămol activ în exces ce trebuie îndepărtată zilnic.
Cantitatea zilnică de n ămol activ în exces de evacuat trebuie mărită dacă concentrația
nămolu lui în bazinele de nămol activ în ultimele zile a crescut constant peste 3.5kg/m³ .
Ca exemplu, cantitatea de nămol activ în exces ce trebuie eliminată este determinată la
5400m³/zi (0.8% materie uscată) = 225m³/h (0.8% materie uscată). Capacitatea nominală
a îngroșătoarelor bandă gravitaționale este de 155 m³/h (0.8% materie uscată) semn alând
că trebuie utilizate două linii de îngroșare la o capacitate a pompelor de alimentare de
112.5m³/h.
Pompele sunt protejate împotriva funcționării pe uscat cu interblocaje de la indicatoarele
de nivel. În cazul în care debitmetrul nu detectează flu x într -un timp presetat de la
pornirea pompei, aceasta nu funcționează. Pomparea nu este permisă dacă nicio vană de
admisie în bazinele de nămol activ în exces nu este confirmată ca deschisă sau ambele
bazine sunt pline.
Fig.2.10 .Stația de pompare nămol activ în exces.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
27
2.7. Bazine le tampon Nămol Activ în Exces
Depozitarea nămolului activ în exces înainte de îng roșare se realizează prin două bazine
tampon (unul în funcțiune și unul de rezervă), fiecar e echipat cu câte un mixer. Nămolul
activ în exces este pompat din stațiile de pompare nămol activ în exces în bazine printr -o
conductă comună și poate fi evacuat într -unul sau ambele bazine. Utilizarea unuia sau a
ambelor bazine este selectabilă de către operator prin vane motorizat e. Operarea
mixerelor este controlată de nivel. Indicatoarele de nivel deservesc și ca sisteme de
siguranță împotriva supraumplerii bazinelor, oprind pompele.
În condiții de operare normale vanele de admisie și de evacuare pentru bazinul în
funcțiune su nt deschise și vanele pentru bazinul de rezervă închise, atunci când este
selectată operarea cu un singur bazin. Dacă bazinul în funcțiune se umple într -un timp
prestabilit ajustabil până la un nivel ridicat măsurat de un indicatorul de nivel se
declanșeaz ă un semnal de alarmă, iar operatorul trebuie să aleagă dacă bazinul de rezervă
este pus în funcțiune sau capacitatea de îngroșare a solidelor în suspensie va fi mărită.
Operatorul poate de asemenea să aleagă ca pentru o perioadă scurtă (1 -2 zile) să re ducă
cantitatea de nămol activ în exces și să mărească concentrația nămolului din bazinele de
aerare.
Fig.2.11 . Bazinele de nămol activ în exces și bazinele de nămol primar îngroșat în
amestec cu nămol activ în exces îngroșat .
Nămol activ în exc es
Nămol primar îngro șat + nămol
activ în exces îngroșat
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
28
2.8. Stații le chimice
Sunt instalate două stații chimice identice pentru dozarea clorurii ferice în apa uzată –
câte una pentru fiecare sublinie – pentru precipitarea fosforului și respectarea cerinței cu
privire la efluent în cazul în care eliminarea biologică a fosforului nu este suficientă.
Soluția de clorură ferică, 38 -40% (corozivă) este alimentată dintr -o cisternă într -un
rezervor de stocare. În camera motorului sunt instalate o pompă de dozare de serviciu și
una de rezervă pentru adăugarea unei cantități de clorură ferică determinată de operator în
efluentul de la bazine le de nămol activ către bazinele de sedimentare secundare.
Rezervorul de stocare este amplasat într -o cuvă de retenție pentru protecția mediului în
caz de scurgeri. Nivelul din rezervor este monitorizat printr -un indicator de nivel mecanic
echipat cu un co ntact de nivel bistabil pentru indicarea nivelului de la care este necesară
comandarea soluției și a celui minim.
Fig. 2 .12. Stația de dozare clorură ferică.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
29
Fig.2.13 . Instalația de dozare clorură ferică.
Pe lângă indicatorul de nivel mecanic, rezervorul este echipat cu un senzor de nivel
pentru protecție contra supraumplerii, care declanșează un semnal luminos de avertizare
local și o alarmă sonoră în caz de supra -umplere.
Pompele de dozare cu conductele aferete sunt montate pe un panou de mont aj cu un
colector de picături. Colectorul de picături este echipat cu un senzor de nivel, iar în caz de
pierderi se declanșează o alarmă și pompele de dozare sunt oprite.
2.9. Bazinele BIO -P
Pentru a se obține un indice mai mare de eliminare biologică a azotului și fosforului, ~5%
din nămolul de recirculare este supus hidrolizei în condiții anaerobe cu f lux lateral în
două bazine pentru eliminarea biologică a fosforului identice, câte unul pentru fiecare
sublinie.
Nămolul activ recirculat de la bazinele de sedimentare secundare este condus
gravitațional în bazinul pentru eliminarea biologică a fosforului , în care primul
compartiment este reprezentat de o stație de pompare cu o pompă de serviciu și una de
rezervă. Nămolul activ recirculat este pompat în co mpartimen tul principal al bazinului
pentru eliminarea biologică a fosforului unde este amestecat în mod continu înainte de a
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
30
fi deversat în compartimentul de evacuare și în continuare în stația de pompare nămol
avtiv recirculat și nămol activ în exces.
Două pompe centrifuge submersibile (una de serviciu și una de rezervă) sunt instalate
pentru a crea un flux lateral de nămol activ recirculat în fiecare sublinie. Debitul este
măsurat de debitmetru.
Pentru menținerea solidelor în suspensie în fiecare bazin sunt instalate șase mixere cu
operare continuă. Oprirea și pornirea mixerelor este determinată de către operator.
Fig.2 .14. Bazin Bio -P.
Mixer
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
31
2.10. Decantoarele secundare.
Sedimentarea secundară se realizează în douăzeci și patru de bazine rectangulare pentru
fiecare s ublinie. Bazinele dintr -o sublinie sunt dispuse pe două linii paralele fiecare cu
câte doisprezece bazine.
Fig.2.15 . Decantoarele secundare (sublinia B)
În fiecare sublinie, lichidul în amestec din bazinele de aerare (bazinele cu nămol activ)
curge gravitațional într -un canal de admisie de unde debitul este împărțit în două canale
de distribuție prin intermediul a două deversoare. Din canalul de distribuție, lichidul în
amestec este distribuit în mod egal în cele doisprezece bazine. În traversarea ba zinelor,
nămolul se depune, iar apa decantată este evacuată prin deversoare într -un canal de
efluent comun pentru ambele linii și ambele sublinii.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
32
Fig.2.16 . Canal de distribu ție decantoare secundare.
Nămolul este colectat în câte două pâlnii în fiecare bazin și extras prin două vane
hidrostatice într -un canal de nămol comun (unul pe linie). Nămolul colectat din ambele
linii este transferat în camera umedă a stației de pompare nămol activ recirculat și nămol
activ în exces pentru sublinia respectivă.
Spuma de suprafață este colectată într -un colector (unul pe bazin) și evacuată în opt
cămine de spumă fiecare deservind câte șase bazine. Spuma colectată în căminul de
spumă este golită printr -o vidanjă și evacuată în puțul umed al stației de pompare nămol
primar.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
33
Fig.2.17 . Colector de spum ă a unui decantor secundar.
Fig.2.18 . Cămin de spum ă pentru șase decantoare secundare.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
34
Fiecare bazin poate fi izolat de canalul de distribuție printr -un stăvilar motorizat, care este
deschis în condiții de operare normale.
Un raclor cu lanț motorizat funcționează permanent în fiecare bazin pentru eliminarea
nămolului și a spumei.
Golirea de nămol se realizează în fiecare bazin prin două vane hidrostatice. Nivelul de
evacuare al vanelor hidrostatice din fiecare sublinie (48 bucăți) este determinat în condiții
de operare normale de nivelul din camera umedă a stației de pompare nămol activ
recirculat și nămol activ în exces pentru a furniza o cantitate de nămol egală cu
capacitatea efectivă a stației de pompare.
Fig.2.19 . Sistemul de ac ționare al vanelor hidrostatice.
Nivelul stratului de nămol este măsurat pentru fiecare bazin cu un senzor ultrasonic
montat pe o consolă mobilă. În scopul asigurării acurateții măsurătorii, senzorul pentru
stratul de nămol este echipat cu un sistem de autocuratare.
Controlul vanelor hid rostatice este suprareglat de măsuratorile stratului de nămol. Un
nivel ridicat ajustabil al stratului de nămol în bazin declanșează o alarmă și scade nivelul
vanelor hidrostatice pentru o perioadă presetata (ex. 20 -60 minute). În cazul în care
nivelul str atului de nămol se menține ridicat în această perioadă, se declanșează o alarmă
de gradul 2, fiind necesară intervenția operatorului pentru rezolvarea situației.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
35
În cazul în care cele două sublinii operează la debite diferite, operatorul trebuie să
ajuste ze debitul de nămol de recirculare în sublinii în mod corespunzător, prin sistemul
SCADA. În situația în care într -unul din bazine se efectueza operațiuni de întreținere nu
este necesară o ajustare întrucât debitul de nămol de recirculare este determinat d e
capacitatea efectivă a stației de pompare nămol activ recirculat și nămol activ în exces.
Spuma de la suprafața bazinului este transportată de sistemul raclor și evacuată printr -un
colector de spumă plutitor. Spuma este transportată împreună cu un flux d e apă continuu
peste un deversor în prima porțiune a colectorului de spumă. Din această porțiune, un
debit de spumă mai concentrată deversează în cea de -a doua porțiune a colectorului de
spumă și este evacuată în căminul de spumă. Apa este drenată din prim a porțiune a
colectorului de spumă printr -un deversor ajustabil către deversorul efl uent al
decantoarelor secundare. Instalarea în sistem plutitor asigură eliminarea spumei la diferite
nivele în bazin.
Fiecare cămin de colectare spumă este echipat cu o pompă centrifugă submersibilă și un
indicator de nivel. Pompele operează automat în funcție de nivel și evacuează la
depășirea nivelului în cel mai apropiat canal de recirculare nămol.
Apa tratată evac uată din decantoarele secundare este colectată într -un canal comun al
efluentului pentru ambele sublinii și evacuată într -un bazin de liniștire localizat în amonte
de turbinele pentru recuperarea energiei.
Fig.2.20 . Apa epurată evac uată din decantoarele secun dare.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
36
2.11.Îngroșarea/deshidratarea nămolului activ in exces.
Clădirea îngroșării și deshidratării nămolului activ în exces îndeplinește următoarele
funcții principale:
1. Îngroșarea nămolului activ în exces pe patru linii cu îngroșătoare bandă gravitaționale,
pompe de alimentare și evacuare (trei de serviciu și una de rezervă pe linie).
2. Alimentarea bazinelor de fermentare cu două pompe (una de serviciu și una de
rezervă).
3. Deshidratarea nămolului pe șapte linii cu sistem mixt de îngroșător bandă gravitațional
și presă filtru și pompe de alimentare (șase de serviciu, două dintre ele pot opera
alternativ pentru întreținere/ în caz de urgență și una de rezervă pe linie) pentru
deshidratarea nămolului fermentat în condiții normale de operare sau deshidratarea
alternativă a nămolului nefermentat în paralel cu nămolul fermentat sau deshidratarea
pentru întreținere / de urgență a nămolului dintr -un singur bazin de fermentare, celalate
bazine de fermentare funcționând normal.
Clădirea îndeplinește următoarele funcții suport pentru cele principale:
4. Depozitarea polielectrolitului cu spațiu pentru de două ori câte doisprezece saci mari
și două silozuri tampon pen tru polielectrolitul pudră.
5. Prepararea polielectrolitului pentru îngroșarea nămolului activ în exces cu o unitate de
serviciu și una de rezervă.
6. Prepararea polielectrolitului pentru deshidratare cu o unitate de serviciu și una de
rezervă.
7. Trei sisteme de transport al nămolului deshidratat în containere. Fiecare sistem este
proiectat să deservească trei unități de deshidratare cu evacuare într -unul din cele trei
containere.
8. Alimentare cu apă tehnologică pentru spălarea unităților de îngroșare și deshidratare,
pentru diluția polielectrolitului, pentru udarea pompelor elicoidale și pentru curățare în
general.
9. Alimentare cu apă potabilă a facilităților pentru personal.
10. Alimentarea cu aer sub presiune a unităților de îngroș are și deshidratare pentru
alinierea și tensionarea benzilor.
11. Instalații de ventilație și încălzire.
12. Macarale pentru manipularea polielectrolitului și operațiuni de întreținere. Nămolul
activ în exces este pompat în îngroșătoarele bandă gravitaționale de pompele de
alimentare din bazinele tampon de nămol activ în exces. Nămolul activ în exces de la
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
37
fiecare îngroșător este eliminat printr -un transportor elicoidal spre o pompă volumetrică
care evacuează într -o conductă colectoare comună ce transporta nămolul îngroșat către
bazinele de amestec nămol primar și nămol activ în exces. Nămolul îngroșat de la
bazinele de amestec nămol primar și nămol activ în exces este extras cu o pompă
volumetrică și alimentat în bazinele de fermentare prin intermediul clădirii de serviciu a
bazinelor de fermentare . Alternativ, nămolul primar îngroșat poate fi extras din ba zinul
de amestec și alimentat în bazinele de fermentare, pe când nămol activ în exces este
extras din bazinul de amestec și transportat spre deshidratare fără fermentare. Nămolul
fermentat din bazinele tampon de nămol fermentat este extras cu pompe volu metrice
fiecare deservind o linie de deshidratare. În situații de efectuare întreținere / urgență, două
linii de des hidratare pot primi în mod individual nămol dintr -un bazin de fermentare prin
bazinul tamp on de nămol fermentat, în timp c e celalate linii d e deshidratare primesc de la
celalalte bazine de fermentare prin intermediul bazinului tampon de nămol fermentat.
Unitățile de deshidratare sunt dispuse în clădire astfel încât să evacueze nămolul
deshidratat în trei benzi transportoare ce operează în par alel, fiecare primind nămol
deshidratat de la trei unități de deshidratare. O unitate transportoare deservește trei linii
de deshidratare și celalate două unități două linii de deshidratare fiecare. Fiecare unitate
de benzi transportoare este alcătuită din tr-o bandă orizontală și una înclinată, care are
abilitatea de a comuta evacuarea de la containerul plin spre unul din cele două containere
goale. Această comutare este posibilă fără întreruperea procesului de deshidratare.
2.12. Stația de pompare supernat ant.
Supernatantul de la îngroșătoarele de nămol primar și clădirea îngroșării/deshidratării
este transportat gravitațional în stația de pompare supernatatant.
Trei pompe (una de serviciu și una de rezervă) sunt instalate pentru transportul
supernatantu lui în canalele de admisie în bazinele de nămol activ recirculat.
2.13. Bazinele de fermentare a nămolului
Fermentarea anaerobă reprezintă un proces biologic cu multiple faze. În prima fază,
nămolul brut este transformat în acizi organici volatili. Formarea acestor acizi necesită
atenție. Formarea acestora în exces și o alcalinitate insuficientă va cauza scăder ea ph –
ului.
Necesitatea monitorizării bazinului de fermentare nu poate fi trecută cu vederea. Datele
vor fi înregistrate și acolo unde este posibil și evoluțiile; modificările vor fi notate și
măsurile corective vor fi luate imediat. Acestea sunt criti ce în timpul perioadei de
pornire. Parametri i analitici importanți includ pH -ul, alcalinitatea, acizii volatili, solidele
volatile, producția și compoziția gazului. pH -ul la por nire, cât și în timpul operării
normale trebuie menținut între 6.6 și 7.2. În g eneral, este de preferat o valoare a pH-ului
între 6.8 și 7.0. Un pH între 6.5 și 6.0 inhibă fermentarea, iar aceasta încetează la un ph
sub 4.5., pH -ul poate fi ajustat și controlat prin adaos de substanțe chimice. Trebuie
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
38
menținută o alcalinitate suficie ntă pentru a menține un tampon pentru acizii volatili
produși în timpul procesului de fermentare. Pe măsură ce raportul acizi -alcalinitate crește,
ph-ul scade. În mod uzual alcalinitatea trebui e să fie între 1500 și 3000 mg/l pentru a se
preveni creșterea acidității în bazin.
Formarea de acizi volatili este controlată de cantitatea de solide volatile alimentată în
bazinul de fermentare. Concentrația acizilor volatili se încadrează între 50 și 300 mg/l în
timpul unei operări normale. Modul de operare și pro iectul determină cantitatea de solide
volatile care este alimentată în bazinul de fermentare. Este important ca operatorul să
mențină alimentarea aproape de cea de operare proiectată. Supraîncărcarea unui bazin, în
special în faza inițială, cauzează mari p robleme care pot prelungi și îngreuna cu mult
pornirea. De asemenea, determinarea cantității de solide volatile în nămolul fermentat
poate ajuta la determinarea în ansamblu a eficienței bazinului de fermentare. Producția de
gaz și compoziția acestuia sunt importante în determinarea stării procesului de pornire. O
producție de gaz între 0.75 și 1.12 m³/kg de solide volatile distruse indică în general un
proces de fermentare adecvat. Aproximativ 55 la 70% din gaz este metan și între 25 și
35% dioxid de carbo n. În general dioxidul de carbon împreună cu metanul reprezintă
aproximativ 95%. Un nivel ridicat al dioxidului de carbon sau o pierdere în producția de
gaz indică o problemă în bazinul de fermentare. În majoritatea cazurilor, aceste două
situații necesit ă reducerea încărcării. Și alți parametrii trebuie investigați pentru
confirmarea și corectarea problemei. Parametrii fizici care afectează pornirea include
timpul de retenție, temperatura și amestecul. Timpul de retenție este funcție de
capacitatea bazinu lui (volum și indice de alimentare). Mai mult, fermentarea este funcție
de timpul de retenție ca bacteriile să se descompună în solide volatile. Supraîncărcarea
hidraulică rezultă în fermentare incompletă. Acesta situație impune fie o concentrație mai
ridicată în nămolul brut alimentat sau o capacitate suplimentară de fermentare.
Temperatura de fermentare este determinată de tipul de sistem de fermentare, fie
mezofilic sau termofilic. Dacă bazinul de fermentare nu este păstrat la o temperatură
adecvată, ti mpul de pornire se va prelungi. O temperatură prea ridicată este la fel de
dăunătoare ca una prea scăzută. Amestecarea adecvată a conținutului bazinului de
fermentare este la fel de importantă ca și în cadrul unui proces cu nămol activ. Amestecul
furnizeaz ă contactul necesar între hrană și bacterii, ca și asigurarea unei temperaturi
uniforme în bazinul de fermentare. La pornire, o ames tecare incorectă poate determina
creșterea acidității în anumite părți ale bazinului sau cauza producerea de spumă.
Încărcar ea în solide în bazinele anaerobe este la fel de importantă ca în procesul cu nămol
activ. Dacă nămolul alimentat este prea subțire, conținutul bazinului va fi diluat (prin
spălarea solidelor) până la un punct în care alimentarea zilnică cu solide va depăș i 8% din
inventarul în solide volatile al bazinului. Acesta rezultă în formarea spumei și eventual în
eșuarea procesului.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
39
Fig.2.21 . Bazin ele de fermentare a nămolului.
Fermentarea are loc în cinci bazine de fermentare, care operează în paralel. Nămolul
îngroșat în amestec este alimentat în bazinele de fermentare din bazinele de amestec
nămol primar și nămol activ în exces cu pompe volumetrice. În clădirea de serviciu
nămolul este amestecat cu nămolul fermentat de recirculare și încălzit înainte de
alimentarea în bazinele de fermentare. Nămolul fermentat este amestecat în permanență
în bazinele de fermentare pentru a se obține condiții de proces similare, a preveni
sedimen tarea și a reduce cantitatea de spumă formată.
Biogazul produs crează o suprapresiune și este colectat la partea superioară a bazinelor de
fermentare. Gazul este evacuat în gazometre.
Nămolul fermentat este evacuat într -un cămin umed cu două compartiment e alăturate
situate la partea superioară a bazinelor de fermentare și curge gravitațional din cel de -al
doilea compartiment în bazinele tampon de nămol fermentat. Primul compartiment al
căminului umed servește drept captator de gaz de siguranță, iar nivelu l deversorului către
cel de -al doilea compartiment limitează presiunea maximă a gazului în bazinul de
fermentare. Pentru a se menține constantă temperatura de fermentare, nămolul este
recirculat la temperatură controlată și încălzit în schimbătoare de căld ură.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
40
În condiții normale de operare, cantitatea de nămol îngroșat ce este alimentată în bazinele
de fermentare trebuie să rezulte din suma cantității alese pentru evacuare din
îngroșătoarele de nămol primar plus cantitatea previzionată de nămol activ în e xces
îngroșat.
Exemplu:
Evacuare nămol primar îngroșat: 1300m³/zi.
Evacuare nămol activ în exces: 5400m³/zi cu 0.8% MU sau 8kg/m³ = 43.2 tone MU/zi. –
NAE îngroșat 98%: 42.3 tone MU cu 6% MU sau 60kg/m³ = 706m³/zi.
Cantitate totală de nămol îngroșat și alimentată în bazinele de fermentare:
(1300 m³+706m³ )/zi = 2006m³/zi .
Bazine de fermentare în funcțiune: 5; cicluri de alimentare pe zi selectate la: 24;
capacitate a pompei de alimentare: 120m³/h .
Alimentare pe bazin de fermentare pe zi: 2006/5 = 401m³/zi; durată ciclu: 1 h; durată de
pompare pe ciclu: 2006/(24×120/60) = 41.7min. Alimentare pe bazin de fermentare pe
ciclu: 401/ 24 = 16.7m³ /ciclu în 16.7/120/60=8.33 min.
2.14. Bazinele de nămol fermentat
Două bazine tampon de nămol fermentat, fiecare dotate cu două mixere și sisteme de
aerare, realizează stocarea și amestecul nămolului înainte de deshidratare. Bazinele și
facilitățile de deshidratare pot fi operate în două scenarii diferite, operare în con diții
normale sau în condiții de efectuare întreținere / urgență.
În condiții normale de operare este utilizat un bazin. În condiții de întreținere / urgență
ambele bazine sunt utilizate în scopuri diferite. Bazinul nr.1 este utilizat în mod normal
pentr u nămolul fermentat, iar bazinul nr.2 este utilizat pentru nămolul din bazinul de
fermentare ce trebuie golit.
Nămolul fermentat curge gravitațional din bazinele de fermentare în bazinele tampon.
Fiecare bazin de fermentare este conectat la două conducte de evacuare comune ce
transportă în bazinele tampon. Aceasta face posibilă golirea unui bazin de fermentare în
bazinul nr.2, pe când celalate bazine de fermentare evacuează în bazinul nr.1. În condiții
normale de operare, nămolul din bazinul de serviciu este pompat în sistemele de
deshidratare în funcțiune În cazul golirii unui bazin de fermentare, nămolul din bazinul
nr.2 poate fi pompat separat în unitățile de deshidratare, pe când nămolul din bazinul nr.1
poate fi deshidratat în celalate unități în fun cțiune. Utilizarea unuia sau a ambelor bazine
este selectabilă. Vane motorizate sunt utilizate la admisiile în bazine și la sectarea
conductei de alimentare cu nămol din bazinele de fermentare, pe când la interconectarea
conductelor de alimentare și la ev acuarea din bazine sunt instalate vane manuale pentru
utilizare în operațiuni de întreținere/ în caz de urgență. În condiții normale de operare,
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
41
nămolul fermentat este aerat în permanență pentru a se realiza legarea înapoi în nămol a
fosforului eliberat în stare lichidă în timpul fermentării înainte de deshidratare. Aerarea
amestecă și menține nămolul în suspensie, astfel încât mixerele sunt folosite numai în
cazul în care nămolul nu este aerat. Operarea mixerelor și suflantelor este reglată de
indicatoare de nivel. Indicatoarele de nivel îndeplinesc și funcție de dispozitive de
protecție contra nivel ridicat. La nivel ridicat acestea protejează împotriva supraumplerii
pe când la nivel scăzut împiedică operarea pompelor de alimentare conectate efectiv la
bazine.
În cadrul operării zilnice, operatorul trebuie să ajusteze debitele influente și efluente
pentru a menține nivelul în bazin (e) la un nivel suficient de ridicat pentru a permite un
timp de aerare a nămolului fermentat necesar resorbției fosforului în f aza lichidă în
timpul fermentării. Nivelul trebuie să fie întotdeauna peste nivelul minim pentru
amestecare și sub nivelul de alarmă pentru deversare, în condiții de operare normale.
Fig.2.22 . Bazinele cu n ămol fermentat.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
42
Tabel 3. Fișă de analize fizico -chimice din data de 14.08.2018
Denumire
probă
Oxigen dizolvat
pH
Materii totale în suspensii
Substante volatile din materii
totale in suspensii
Substan ță uscată
Substanță volatilă Consum
chimic
de
oxigen.
Metoda
cu
bicromat
de
potasiu
Consum biochimic de oxigen la
5 zile
Azot total
Fosfor total
Azot amoniacal
Azot din azotaț i
Azot din azoti ți
Azot kjedhal
Fosfor din ortofosfaț i [mg/l]
[unitati pH]
[mg/
l] [%]
[g/l]
%
[mg/l]
[mg/l]
[mg/l]
[mg/l]
[mg/l]
[mg/l]
[mg/l]
[mg/l]
[mg/l]
Apă uzată
neepurată 0.37 7.50 156 – – – 345.95 112.05 35.40 4.30 26.40 0.272 0.045 34.95 2.16
Influent
deznisipatoare 7.49 198 – – – 398.12 128.05 35.60 4.50 27.20 – – – 2.32
Influent
decantoare
primare 1.29 7.55 178 – – – 386.88 124.45 35.50 4.40 26.80 – – – 2.24
Apă decantată 0.51 7.58 70 – – – 202.98 65.65 28.60 3.50 23.60 – – – 1.92
Apă decantată
cu aport de
carbon 0.50 7.58 84 – – – 248.09 78.45 29.00 3.80 25.20 – – – 2.00
Efluent
biologic 4.89 7.73 6.4 – – – 19.90 6.32 10.00 0.33 4.50 4.03 0.10 5.86 0.16
Efluent final 4.36 7.66 11.2 – – – 38.82 12.45 12.50 0.53 6.20 2.96 0.16 9.35 0.36
Efluent bazine
pluviale 2.02 7.51 42 – – 155.06 49.65 20.20 1.80 13.20 0.99 0.08 19.08 1.04
Bazin aerare
nr.1 1.05 7.04 3496 67.39 – – – – – – 8.39 1.06 – – 1.09
Bazin aerare
nr.2 0.22 7.02 4996 67.01 – – – – – – 2.12 4.45 – – 0.41
Bazin aerare
nr.3 0.43 7.03 4668 67.27 – – – – – – 5.11 0.83 – – 0.63
Bazin aerare
nr.4 0.47 7.03 3492 67.12 – – – – – – 9.34 4.35 – – 0.14
Bazin aerare
nr.5 0.13 7.04 4440 65.68 – – – – – – 3.90 3.94 – – 0.40
Bazin aerare
nr.6 0.16 7.05 4672 65.75 – – – – – – 0.12 5.57 – – 0.74
Bazin aerare
nr.7 0.19 7.04 5028 65.71 – – – – – – 0.13 7.14 – – 0.31
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
43
Bazin aerare
nr.8 2.25 7.02 3956 65.82 – – – – – – 8.18 6.03 – – 0.87
Bazin
recirculare
nămol nr.1 0.16 6.94 7636 – – – – – – – 0.13 4.19 – – 0.44
Bazin
recirculare
nămol nr.2 0.21 6.92 7860 – – – – – – – 5.57 – – – –
Bazin
recirculare
nămol nr.3 0.16 6.93 8380 – – – – – – – 4.84 1.36 – – 0.17
Bazin
recirculare
nămol nr.4 0.97 6.95 8500 – – – – – – – 1.52 – – – –
Nămol
decantoare
primare – 6.53 – 7.71 75.96 – – – – – – – – –
Nămol
ingroșătoare
gravitaționale – – – – – – – – – – – – – –
Nămol ieșire
separator
fibroase – – – 43.72 78.42 – – – – – – – – –
Nămol bazine
pluviale – 6.86 – 1.80 52.58 – – – – – – – – –
Nămol activ
recirculat
sublinia 1 – – 8016 – – – – – – – – – – – –
Nămol activ
recirculat
sublinia 2 – – 9076 – – – – – – – – – – – –
Nămol activ
în exces – – – 9.71 64.71 – – – – – – – – –
Nămol activ
în exces
îngroșat – – – 56.29 65.76 – – – – – – – – –
Nămol
alimentare
bazine de
fermentare – 5.92 – 53.58 69.19 – – – – – – – – –
Bazin nămol
fermentat – 7.23 – 41.11 48.05 – – – – – – – – –
Nămol
deshidratat
centrifuge – – – 321.5 36.33 – – – – – – – – –
Supernatant
stație de
pompare – 8.01 1692 – – – 1162 369.05 202 44 – – – – –
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
44
Capitolul 3
EFICIENȚA STAȚIEI DE EPURARE
3.1. Calitatea apelor uzate în rețeaua de canalizare
Data prelevării 08.05.2018, condițiile meteo: umed, (precipitații/24h) : 4 l/m²,
temperatura : minimă 12 °C, maximă 29 °C.
Tabel 4. Calitatea apelor uzate în rețeaua de canalizare
Punct de
prelevare/indicator de
calitate
Ora de
prelevare pH Consum
chimic de
oxigen Fosfor total Substanț e
extractibile Azot total
Valori
maxime
admise
NTPA
002:2005
6.5-8.5
500
5
30
32
Unitate de
măsura Unitați
pH mg/l mg/l mg/l mg/l
Colector A3 13:00 7.53
831.45 8.65 62 84.2
Colector B7 07:30 7.29 497.8 5.8 35 48.4
Colector B6 07:50 8.07 1055.6 10.35 59 102.25
Colector A2
11:40 7.81 764.28 7.3 45 70.2
Colector B2 -B3 12:00 7.64 476.89 4.35 20 44.4
Colector B5 08:20 7.53 1249.6 10.15 86 89.4
Colector B1 11:20 7.63 214.43 1.85 10 15.2
Colector Glina 11:30 7.38 19566 220 120 1248
Legend ă :
Valori peste limita superioar ă de control ;
Valori pe ste limita NTPA 002:2005. Valoare
Valoare
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
45
3.2. Calitatea apelor uzate la intrarea și la ieșirea din stația de epurare ape
uzate.
Proba compozită 08.05.2018 ora 09:00 – 09.05.2018 ora 08:00 :
Tabel 5 . Calitatea apelor uzate la intrarea și la ieșirea din stația de epurare
Punct de
prelevare/I ndicator de
calitate pH Consum
chimic de
oxigen Fosfor total Substan țe
extractibile Azot total
Valori maxime admise
NTPA 002:2005 6.5-8.5 500 5 30 32
Valori maxime admise
NTPA 001:2005 6.5-8.5 125 1 20 10
Unitate de masur ă Unita ți
pH mg/l mg/l mg/l Mg/l
Intrare SEAU 7.72 385.78 4.49 24 44.4
Ieșire SEAU 7.81 87.29 1.36 4 17.2
Legend ă :
Valori peste limita NTPA 002:2005;
Valori peste limita NTPA 001:2005.
Valori ale carbonului organic total, ale azotului total și fosforului total, la intararea și la
ieșirea din stația de epurare ape uzate, cu ajutorul analizorului BIOTECTOR B7000.
Fig.3.1. Analizorul BIOTECTOR B7000.
Valoare
Valoare
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
46
Fig.3.2. Ecran cu valori ale carbonului total organic, ob ținute din prelev ări efectuate din
debitele influent și efluent ale sta ției de epurare ape uzate.
Fig.3.3. Ecran cu valori ale azotului total și fosforului total, ob ținute din prelev ări
efectuate din debitele influent și efluent ale sta ției de epurare ape uzate.
Legendă :
S1 – prelevare din debitul influent al stației de epurare ape uzate;
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
47
S2 – prelevare din debitul efluent al stației de epurare ape uzate.
Timpul de tranzit al apei uzate prin toate etapele de tratare este de cca. 6 ore.
Datorită producției de energie electrică și termică în cogenerare, folosind ca și
combustibil biogazul produs în urma fermentării nămolului, stația de epurare reușește să
acopere aproximativ 55% din necesarul său de energie electrică.
Capitolul 4
SĂNĂTATE ȘI PROTECȚIA MUNCI I
4.1. Căderea într -un bazin de aerare.
Flotabilitatea în apa aerată este prea scăzută pentru a menține un înotător și persoana
respectivă se va îneca.
INSTRUCȚIUNE: Apăsați imediat butonul de urgent în situația în care o persoană cade
în bazin.
Toate butoanele de urgență pentru bazinele de aerare întrerup alimentarea cu energie în
sublinie și opresc toate suflantele. Butoanele de urgență sunt amplasate pe platforma de
serviciu a fiecărui mixer și trei pe fiecare pasarelă, câte unul la fiecare c apăt și unul la
jumătatea acesteia.
4.2. Accesul într -un bazin golit.
INSTRUCȚIUNE: Accesul într -un bazin golit atunci când celălalt este în funcțiune nu
este permis decât cu respectarea reglementărilor cu privire la accesul în spații închise,
datorită riscului de acumulare de hidrogen sulfurat la baza bazinului golit.
4.3. Pericolul de explozie.
Pentru eliminarea riscului de apariție a unui amestec exploziv de biogaz și aer în sistemul
de conducte al biogazului, curățarea conductelor trebuie realizată înainte ca acestea să fie
puse în funcțiune prima dată, de fiecare dată c ând sunt scoase din funcțiune și ar fi fost
posibilă pătrunderea aerului.
O conductă este curățată suficient atunci când gazul evacuat conține mai puțin de 1%
oxigen.
Atunci când o conductă de biogaz trebuie curățată, concentrația de metan trebuie redu să
la mai puțin de 1% din limita inferioară de explozie (LEL).
4.4. Manipul area soluțiilor de clorură ferică și hidroxid de sodiu.
Soluția de clorură ferică este corozivă și este obligatorie utilizarea echipamentului
individual de protecție atunci când se manipulează lichidul.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
48
INSTRUCȚIUNI:
– Păstrați la îndemână recipientul pentru clătire ochi;
– Purtați mănuși;
– Utilizați protecție facială;
– Purtați sorț de protecție.
Lichidul poate coroda majoritatea metalelor și betonul .
Manipularea hidroxidului de sodiu:
Instrucțiunile sunt aceleași ca cele de la clorura ferică.
CONCLUZII
În condiții normale de funcționare, stația de epurare ape uzate de la Glina asigură
epurarea și evacuarea apelor în emisar (răul Dâmbovița) fără a depăși limitele de
încărcare cu poluanți , conform NTPA 001.
Simboluri și abrevieri :
BNA = bazin(e) cu nămol activ.
BNAR = bazin(e) cu nămol activ recirculat.
BIO-P = bazin(e) pentru eliminare biologică a fosforului în condiții anoxice.
CBO 5 = consumul biochimic de oxigen la 5 zile.
CCO = consumul chimic de oxigen.
CD = camera de distribuție a bazinelor cu nămol activ.
DS = decantoare secundare.
LEL = limita inferioar ă de explozie .
MLSS = substanțe solide în suspensie ale lichidului în amestec.
MU = substanță uscată.
NA = nămol activ.
NAE = nămol activ în exces.
NAR = nămol activ recirculat.
NH 4-N = azot amoniacal.
NO 3-N = azotați .
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
49
NTPA 001 = normativ privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanți a apelor uzate
industriale și orășenesti la evacuarea în receptorii naturali.
NTPA 002 = normativul privind condițiile de evacuare a apelor uzate în rețelele de
canalizare ale localităților și direct în stațiile de epurare .
OD = oxigen dizolvat.
QNAR = debitul de nămol activ recirculat.
QBIO = debitul influent în treapta biologică.
pH = potențialul de hidrogen.
PID = proporțional – integral – diferențial.
PO 4-P = fosforul din fosfați .
SCADA = camera de comandă și control .
TRN = timpul de retenție al nămolului.
Bibliografie :
B.Kofod, 2011, Manualul de O perare al Stației de Epurare Ape Uzate a M unicipiului
Bucure ști .
Gheorghe -Constantin Ionescu, 2010, Sisteme de epurare a apelor uzate , Editura
Matrixrom, București.
Iancu Paulina, Pienaru Adriana, 1999, Canalizări și epurarea apelor uzate , Editura
Globus, București.
Ovidiu Ianculescu, Gheorghe Ionescu, Raluca Racoviteanu,2001, Epurarea apelor uzate,
Editura Matrixrom, Bucur ești.
Vasilica Stan, 2013, Managementul Deșeurilor Organice , Editura AcademicPres, Cluj –
Napoca.
Victor Ianulli, Gheorghe Constantin Rusu, 2008, Stații de epurare a apelor uzate
orășenești, Editura Conspress, București.
Nicolae Anton Diserta ție
Ingineria și prot ecția mediului în spa țiul rural
Universitatea de Științe Agronomice și Medicin ă Veterinar ă Bucure ști
Facultatea de Îmbun ătățiri Funciare și Ingineria Mediului
50
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: SPECIALIZAREA : INGINERIA ȘI PROTECȚIA MEDIULUI ÎN SPAȚIUL RURAL CURSURI CU FRECVENȚĂ REDUSĂ DISERTAȚIE Coordonator științ ific, Prof. D r. Ing…. [624087] (ID: 624087)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.