Cap. 1. Tema lucr ării [607288]

Cap. 1. Tema lucr ării
Să se proiecteze o sta ție de
epurare a apelor uzate
pentru un ora ș cu 40.000 de
locuitori.
2

Cuprins
Cap. 1. Tema lucrării…………………………………………………………………………………………..2.
Cap. 2. Memoriu Tehnic………………………………………………………………………………………4.
Cap. 3. Tehnologia epurării apelor uzate Apa – generalități …………………………………..5.
3.1. Importan a si domenii de utilizare…………………………………………………………………..7. ț
3.2. Caracterizarea fizico-chimică si tehnologică a apei epurate………………………………..8.
3.3. Condi ii de calitate, depozitare, transport………………………………………………………..11. ț
3.4. Variante tehnologice de epurare a apelor uzate municipale……………………………….12.
3.4.1. Procedeele de epurare mecanică………………………………………………………………….13.
3.4.2. Procedeele de epurare mecano – chimică……………………………………………………..15.
3.4.3. Procedeele de epurare mecano – biologica……………………………………………………17.
Cap. 4. Elemente de inginerie tehnologică…………………………………………………………….20.
4.1. Varianta tehnologică adoptată………………………………………………………………………..20.
4.1.1. Descrierea procesului tehnologic………………………………………………………………….23.
4.1.2. Treapta mecanică……………………………………………………………………………………….23.
4.1.3. Treapta biologică………………………………………………………………………………………41.
4.2. Materii prime si materiale auxiliare……………………………………………………………….44.
4.2.1. Carcacterizarea fizico-chimica si tehnologică………………………………………………44.
4.2.2. Conditii de calitate, depozitare, transport…………………………………………………….46.
4.3. Procese tehnologice componente (P.T.C.)……………………………………………………..48.
4.3.1. Mecanismul procesului de epurare……………………………………………………………..50.
4.3.2. Bilanț de materiale ……………………………………………………………………………………52.
4.4. Utilajele instalatiei pentru realizarea tehnologiei…………………………………………….56.
4.4.1. Alegerea, descrierea si regimul de func ionare a utilajelor dimensionate……….58. ț
4.4.2. Dimensionarea tehnologică a utilajelor………………………………………………………60.
4.4.2.1. Calculul de dimensionare al grătarelor……………………………………………………..60.
4.4.2.2. Calculul de dimensionare al deznisipatorului……………………………………………..65.
4.4.2.3. Calculul de dimensionare al decantorului (utilajul principal)……………………….71.
4.4.2.4. Probleme de coroziune si sau alegerea a materialeleor de constructie…………78.
4.5. Utilitati si energie………………………………………………………………………………………..80.
4.5.1. Operarea instalatiei de epurare…………………………………………………………………..81.
4.5.2. Amplasament și montajul utilajelor……………………………………………………………82.
4.5.3. Întretinere si repara ii……………………………………………………………………………….85. ț
4.5.4. Problme de control, reglare si automatizare………………………………………………….87.
4.5.5. Norme de securitatea muncii, igena, prevenirea acceidentelor, incendiilor,
exploziilor………………………………………………………………………………………………………..88.
4.5.5.1. Norme de protecție a muncii……………………………………………………………………88.
4.5.5.2. Igienizarea…………………………………………………………………………………………….90.
4.5.5.3. Norme de prevenire și stingere a incendiilor……………………………………………..92.
4.6. Deseuri, subproduse, coproduse, emisii de noxe…………………………………………….92.
Cap. 5. Analiza tehnico-economică…………………………………………………………………….96.
Cap. 6. Bibliografie…………………………………………………………………………………………100.
Cap. 7. Piese desenate……………………………………………………………………………………..102.
Cap. 2. Memoriu Tehnic
3

EPURAREA APELOR UZATE
Apa reprezintă unul dintre elementele esențiale suportului vieții pe Terra, existența
ecosistemelor se datorează prezenței apei.
Apele de suprafață și subterane au destinații importante în industrie, agricultură,
transport și reprezintă sursa de apă potabilă pentru om și viețuitoare. Dezvoltarea
economiei a determinat modificări importante ale sistemelor acvatice. Apele de suprafață
au suferit modificări morfologice datorită activității umane în care au fost
implicate(cursurile râurilor au fost modificate astfel încat să permită transportul în aval,
zonele învecinătate râurilor cu umiditate ridicată în perioadele de inundații sunt de cele mai
multe ori supuse tehnologiilor de desecare).
Multitudinea de destinație a apei afectează profund calitatea ciclului natural al
acesteia. În lipsa monitorizării succesive a apei în diferite activități nu se poate oferi
complet tabloul consecințelor afectării calității apei, de multe ori efectele sunt
dezastruoase.
În general apele utilizate de om, indiferent în care din scopuri, se încarcă cu diferite
elemente fizice, chimice, biologice schimbându-le compoziția, rezultând fenomenul de
POLUARE.
Calitățile organoleptice ale apei potabile sunt imprimate de prezența în apă a unor
elemente naturale sau poluante (substanțe organice, anorganice, microorganisme).
În apă se desfășoară o serie de reacții chimice datorită compușilor care pot
reacționa. Reacțiile din mediul acvatic sunt de trei tipuri:
– oxidare și reducere
– acid și bază
– complecși între compuși organici și anorganici
În funcție de prezența compușilor organici și anorganici în apă , apa poate fi
clasificată în:
– apă foarte bună rezultând apă potabilă printr-o tratare simplă;
– apă de categoria a doua rezultând apă puțin contaminată, dar care poate fi prelucrată în
vederea obținerii apei potabile printr-un proces mai complex;
– apă inadecvată pentru obținerea apei potabile.
Cap. 3. Tehnologia epur ării apelor uzate
4

Apa – generalități
Peste 2/3 din supafața terestră este ocupată de mări și oceane, care formează Oceanul
Planetar. Terra este supranumită și “planeta albastră” datorită acestui fapt. Din suprafața
totală a pamântului, evaluată la 510,10 mil. km2, apa Oceanului Planetar ocupa 361,07
mil.km2, adica 70,8%. Se estimează că planeta dispune de 1,37 mild. km3 de apa, dar circa
97,2% este constituită din apa mărilor și oceanelor.
Omul dispune numai de apele de la suprafața solului – adică de aproximativ 30.000
km3, ceea ce înseamna circa 0,002% din total. Consumul de apa ce revine pe om/zi variază
între 3 litri, în zonele aride ale Africii și de 1,045 litri la New York. Valoarea
productivității mărilor și oceanelor se apreciază ca fiind între 0,1 – 0,5 gr/m3/zi. Oceanul
Planetar constituie baza vieții pe Terra și generează negentropie în ecosferă. Apa este cea
mai raspândită substanță compusă și reprezintă trei sferturi din suprafața globului terestru.
Ca și aerul, ea constituie factorul principal al menținerii vieții pe pământ. Apa este o
resursă naturală esențială cu rol multiplu în viața economică. În natură apa urmează un
circuit. Se poate vorbi despre apă de ploaie, apa râurilor și izvoarelor, apa de mare, etc.
Apa pură se obține din apa naturală prin distilare repetată în condiții în care să nu poată
dizolva gaze din aer sau substanțe solide din recipientele în care este conservată.
Apa este habitatul a sute de specii de pești, păsări și alte vietăți ce sunt dependente de
calitatea apei;
Apa este unul din cele mai importante medii de recreere. Suntem atrași de răuri, lacuri,
plaje, mări și oceane pentru activități recreative precum pescuitul, sporturile nautice,
plimbări sau odihnă.
Epurarea – reprezintă procesul complex de re inere si neutralizare a substan elor ț ț
dăunătoare dizolvate, in suspensie sau coloidale prezente in apele uzate industriale sau
menajere in statii epurare. Principalul scop este de a imbunătă ii calitatea acestor ape ț
pentru a putea fi deversate in emisar fără a prejudicia flora sau fauna. După ce apa este
epurată in statii de epurare ea poate fi chiar refolosită in anumite domenii sau procese
tehnologice.
Epurarea apelor uzate poate fi in func ie de caracteristicile apei si de cerin ele ț ț
evacuării in emisar mai mult sau mai putin complexă astfel având sta ii epurare simple ț
mecano-biologice sau sta ii epurare complexe. Apele uzate cu caracter predominant ț
anorganic vor fi tratate in sta ii de epurare numai prin mijloace fizico-chimice de re inere si ț ț
neutralizare: sedimentare, neutralizare, precipitare, coagulare, floculare, adsorbite pe
cărbune activ, schimb ionic. Apele uzate cu un caracter predominant organic sunt epurate
intr-o sta ie de epurare prin procedee fizico-chimico-biologice. ț
5

Apa uzată, prin încărcătura microbiologică pe care o transportă, este un factor major de risc
pentru sănătatea umană. Calitatea vieții noastre depinde de calitatea apei din jurul nostru.
Poluarea cu apă uzată este pedepsită prin lege.
Am observat cu mulți ani în urmă că România trebuia să facă progrese importante în acest
domeniu. De aceea, am început din anul 1999 să promovăm tehnologii și echipamente
avansate pentru epurarea apelor uzate casnice, comunale și industriale utilizate cu succes în
țările U.E.
Epurarea apei uzate este o prioritate pentru noi toți
1• Apa supusă epurării, are în raport cu indicatorii de potabilitate la toate variantele
infinit mai mult amoniu, nitriți și cianuri, până la de 85 ori mai mult fosfat și la 50 ori mai
mult fenol , ca CMA și depășiri ale CAE prevăzute de STAS 1342-9176 ori la amoniu, 26
ori la nitriți, 25 ori fenoli, 17 ori fosfați de 6 ori la cianuri.
23.1 Istoric și evoluție
Trebuie, precizat că prin ape uzate orășenești se înțelege amestecul de ape menajere,
industriale, de drenaj și de suprafață; apele uzate menajere care conțin uneori și cantități
mici de impurități caracteristice apelor uzate industriale, provenite din gospodării sunt
asemănătoare celor orășenești. Pe lângă apele uzate menajere și subterane provenite din
infiltrații în canale în canalizarea localităților se colectează și alte ape cum ar fi:
– ape uzate publice;
– ape uzate industriale;
– ape uzate de la unitățile agricole;
– ape colectate din bălți, mlaștini, lacuri;
– ape provenite de la transporturi, construcții;
– ape meteorice, provenite din precipitații;
– ape de suprafață;
– ape subterane din desecări naturale sau artificiale.
Unele din aceste ape sunt curate, și pot fi evacuate în emisar fără epurare, și amestecul lor
cu apele menajere ușurează epurarea acestora. Cele mai mari cantități de asemenea ape
sunt furnizate de precipitații, de apele de suprafață, precum și de apele subterane.
3.1.1. Importan a si domenii de utilizare ț
6

Trebuie, chiar de la început precizat că prin ape uzate orășenești se înțelege amestecul
de ape menajere, industriale, de drenaj și de suprafață; apele uzate menajere care conțin
uneori și cantități mici de impurități caracteristice apelor uzate industriale, provenite din
gospodării sunt asemănătoare celor orășenești. Pe lângă apele uzate menajere și subterane
provenite din infiltrații în canale în canalizarea localităților se colectează și alte ape cum ar
fi:
– ape uzate publice;
– ape uzate industriale;
– ape uzate de la unitățile agricole;
– ape colectate din bălți, mlaștini, lacuri;
– ape provenite de la transporturi, construcții;
– ape meteorice, provenite din precipitații;
– ape de suprafață;
– ape subterane din desecări naturale sau artificiale.
Unele din aceste ape sunt curate, și pot fi evacuate în emisar fără epurare, și amestecul lor cu apele
menajere ușurează epurarea acestora. Cele mai mari cantități de asemenea ape sunt furnizate de
precipitații, de apele de suprafață, precum și de apele subterane.
Procesul de epurare constă în îndepărtarea din apele uzate a substanțelor toxice, a
microorganismelor, în scopul protecției mediului înconjurător (emisar, în primul rând, aer, sol); o
epurare corespunzătoare trebuie să asigure condiții favorabile dezvoltării în continuare a tuturor
folosințelor (alimentări cu apă, piscicultură, agricultură). Evacuarea apelor uzate neepurate în mod
corespunzător poate prejudicia, printre altele, în primul rând, sănătatea publica. Ca o primă măsură
STAS 1481-76, prevede ca apele uzate sa fie evacuate întotdeauna în aval de punctele de folosință.
De asemenea, STAS 4706-74 stabilește o serie de condiții tehnice de calitate care trebuie să le
îndeplinească amestecul dintre apa uzată și a emisarului în aval de punctul de evacuare a apelor
uzate, astfel încât folosințele în aval să nu fie afectate. Epurarea apelor uzate se realizează în stații
de epurare; acestea fac parte integrantă din canalizarea orașului sau industrie, mărimea lor fiind
determinată de gradul de epurare necesar, de debitele și caracteristicile apelor uzate și ale
emisarului, de folosințele prezente si viitoare ale apei.
Câteva definiții, conform HGR 188/2002 (care transpune Directiva UE privind apa uzatã
91/271/CEE, cu nuanțarea prin sinonime a unor termeni):
Ape uzate orã en ti: ș șape uzate menajere sau amestec de ape uzate menajere cu ape
industriale i/sau ape meteorice. ș
Ape uzate menajere: ape uzate provenite din gospodãrii și servicii, care rezultã de regulã
din metabolismul uman și din activitãțile menajere
7

Ape uzate industriale: orice fel de ape uzate ce se evacueazã din incintele în care se
desfãșoarã activitãți industriale și/sau comerciale, altele decât apele uzate menajere și apele
meteorice.
Locuitor echivalent (le) : încãrcarea organicã biodegradabilã având un consum biochimic
de oxigen la 5 zile – CBO – de 60 g O /zi; Definiția pornește de la faptul cã, prin
metabolism și activitãțile menajere un om produce zilnic aceastã cantitate de materii
organice poluatoare. Termenul "echivalent" se referã la echivalarea gradului de poluare a
industriilor care produc ape uzate compatibile cu apele uzate menajere cu un numãr
corespunzãtor de locuitori, pe baza acestui indicator.
3.1.2. Caracterizarea fizico-chimică si tehnologică a apei epurate
Procesul de epurare constă în îndepărtarea din apele uzate a substanțelor toxice, a
microorganismelor, în scopul protecției mediului înconjurător (emisar, în primul rând, aer,
sol); o epurare corespunzătoare trebuie să asigure condiții favorabile dezvoltării în
continuare a tuturor folosințelor (alimentări cu apă, piscicultură, agricultură). Evacuarea
apelor uzate neepurate în mod corespunzător poate prejudicia, printre altele, în primul
rând, sănătatea publica. Ca o primă măsură STAS 1481-76, prevede ca apele uzate sa fie
evacuate întotdeauna în aval de punctele de folosință. De asemenea, STAS 4706-74
stabilește o serie de condiții tehnice de calitate care trebuie să le îndeplinească amestecul
dintre apa uzată și a emisarului în aval de punctul de evacuare a apelor uzate, astfel încât
folosințele în aval să nu fie afectate. Epurarea apelor uzate se realizează în stații de
epurare; acestea fac parte integrantă din canalizarea orașului sau industrie, mărimea lor
fiind determinată de gradul de epurare necesar, de debitele și caracteristicile apelor uzate
și ale emisarului, de folosințele prezente si viitoare ale apei.
Apa este un lichid incolor, fără miros, fără gust, inodoră, insipidă, îngheață la
temperatura de 0oC, fierbe la temperatura de 100oC,pâna la temperatura de +4oC își mărește
constant densitatea 1 g/cm3 , după care se micșorează(apa își mărește volumul la
solidificare), la 25oC, densitatea este de 0,997 g/cm3. Gheața plutește pe apă, ceea ce face
posibilă viața acvatică, deoarece sub stratul de gheață se găsește un strat de apă, densitatea
gheți este de 0,917 g/cm3. Omologi apei , H 2S, H2Se, H2Te, sunt substanțe gazoase în
condiții obișnuite. Apa reprezintă o serie de proprietăți fizice care o deosebesc de celelalte
hidruri din perioada a 2 -a. Aceste proprietăți sunt cunoscute sub numele de ,,anomaliile
proprietăților fizice ale apei”.
Anomaliile observate în proprietățile fizice ale apei pot fi explicate pe baza asocieri
moleculelor ei (v. asociația moleculară).
8

Hidrură CH4 NH3 H2O HF
p.t. [oC]-184 -78 0 -83
p.f. [oC] -164 -33 100 19,5
Puncte de topire si de fierbere ale hidrurilor elementelor din perioada a 2-a.
Hidrurăp.t. [oC]p.f. [oC]
H2O 0 100
H2S -85,5 -60,3
H2Se -65,7 -41,5
H2Te -51 -4
Punctele de topire si de fierbere ale hidrurilor elementelor din grupa 16 (VI A).
Din analiza vaporilor punctele de topire și de fierbere ale hidrurilor prezentate se
constată că apa are constante fizice anormale de ridicare. Anomaliile proprietăților fizice
ale apei se explică prin faptul că apa lichidă nu este formată din molecule independente, ci
din molecule asociate prin legături de hidrogen (H 2O)n.
Studiile cu raze X asupra gheții au evidenția o structură afânată. Fiecare moleculă de apă
este înconjurată tetraedic de alte 4 molecule. Prin trecerea gheții în apă lichidă masa nu
variază, dar volumul se micșorează.
Proprietățile fizico – chimice
Principalele proprietăți fizico – chimice care caracterizează apa sunt:
Culoarea, care depinde de prezența în apă a următoarelor substanțe:
Oxizi ferici, acizi humici, compuși de mangan, clorofilă etc. Culoarea se determină
prin comparația probei cu o soluție etalon de clorură de platină și potasiu și clorură de
cobalt. Se exprimă în grade de culoare (un grad de culoare corespunde la 1 mg de clorură
de platină pe litru). Culoarea variază de la o sursă de apă la alta, de la un anotimp la altul,
etc.
Temperatura, se masoară în grade Celsius și variază în funcție de sursă și anotimp.
La apele de adâncime temperatura variază între 6 și 12 grade, pe când la cele de suprafață
aceasta variază între 0 si 26 grade Celsius.
Radioactivitatea reprezintă proprietatea apei de a emite radiații
permanent (α, β, γ). Acumularea emanațiilor radioactive în apă depinde de tipul sursei
(de adâncime, freatică), de natura straturilor de roci pe care le străbate, de natura gazelor
care se degajă din straturile subterane, etc.
9

Turbiditatea reprezintă raportul dintre cantitatea de material solid aflat în suspensie
într-o probă luată și cantitatea de apă a probei respective. Se exprimă în grade de tulbureală
(un grad de tulbureală corespunde la 1 mg de silice fin pulverizată și împrăștiată într-un
litru de apă distilată – probă etalon).
Reziduul fix reprezintă totalitatea substanțelor minerale și organice din
apă. Determinarea acestei proprietăți se face prin evaporarea la 105 ș C a apei dintr-o
probă și se cântărește reziduul. Se exprimă în mg/l.
Reacția apei este dată de raportul cantitativ dintre ionii de hidrogen (H) și axidril
(OH¯) aflați în apă la un moment dat. Pentru apa pură concentrațiile celor două grupe de
ioni sunt egale. Predominarea ionilor de hidrogen determină caracterul acid al apei, iar
predominarea ionilor de oxidril determină caracterul bazic al apei.
Reacția apei se determină prin indicele pH. Valorile extreme ale acestei scări sunt
valorile pH –ului atinse de soluțiile acide tari (valoarea pH = 0,0) sau ale soluțiilor bazice
tari (valoarea pH = 14,0).
Creșterea reacției acide sau bazice a apei reprezintă o scădere a pH –ului de la
valoarea 7, respectiv o creștere a pH-ului peste valoarea 7.
Creșterea reacției acide a apei (pH < 7) se datorează prezenței în apă a bioxidului de
carbon liber, a acizilor minerali și a sărurilor de acizi tari cu baze slabe, iar creșterea
reacției alcaline se
datorează prezenței în apă a ionilor de bicarbonat și fosfat. Limitele excepționale ale pH-
ului fiind 6,6 – 9,0.
Duritatea apei este dată de prezența în compoziția sa a sărurilor de calciu și magneziu
sub formă de carbonați , bicarbonați, cloruri, fosfați, sulfați.
Duritatea poate fi temporară, dată de carbonații și bicarbonații de calciu și
magneziu și care poate fi eliminată prin fierbere. Duritatea temporară și cea permanentă
prin însumare dau duritatea totală.
Duritatea se exprimă în grade (un grad reprezentând 10 mg de oxid de calciu sau
magneziu la un litru de apă). Din punct de vedere al durității totale, apele naturale se
clasifică în ape moi (1-8 grade); ape semidure (8-12 grade); ape dure(12-30 grade); ape
foarte dure (peste 30 grade).
Duritatea apei nu are o influență prea bine cunoscută asupra organismelor (oameni,
animale, plante) dar influențează anumite procese tehnologice (în industria alimentară) sau
instalații (transportul prin conducte metalice și cazane de termoficare) prin depunerea
sărurilor pe pereții lor.
Proprietăți biologice
Acestea se referă la igiena apei, mai precis la bacteriile care se găsesc în apă. Aceste
bacterii pot proveni direct de la sursa de apă sau pe traseul de la sursă la utilizator.
Principalele categorii de bacterii sunt:
bacteriile obișnuite (banale) care nu au influențe asupra organismelor;
10

bacteriile saprofite, provenite din surse de poluare cu dejecții animale și
indică prezența posibilă a bacilului febrei tifoide;
bacteriile patogene care duc la îmbolnăvirea organismelor animale;
bacili coli, care însoțesc bacilul febrei tifoide și care dau indicații asupra
impurificării apei cu ape de canalizare;
cunoașterea valorilor admisibile a acestor proprietăți este foarte
importantă, atât în folosințele gospodărești și industriale, cât mai ales în acele folosințe la
care apa intră în rețetarele unor produse alimentare.
3.1.3. Condi ii de calitate, depozitare, transport ț
Primul pas spre epurare este colectarea apelor uzate, care se face prin sisteme de
canalizare. ele sunt mai simple la poluanți industriali, dar foarte vaste și complicate în
cazul canalizării localităților, deoarece trebuie să preia ape uzate fecaloid-menajere de la
un foarte mare număr de surse – toate chiuvetele, WC-urile, cadele de duș sau baie etc. Se
mai adaugă canalele ce preiau apele pluviale. Apele acestea trebuie apoi conduse la stația
de epurare, de unde apoi de regulă sunt restituite în emisar, de obicei un râu. În final vom
vedea o serie de reglementări în domeniu, pentru a înțelege mai bine problema epurării
apelor.
Generalități despre canalizări .
La densități foarte reduse de populație nu e nevoie de latrine și canalizări, câmpurile și
pădurile servind ca pentru orice animal drept loc de defecare și urinare. Asemenea condiții
erau cândva peste tot pe glob, dar treptat s-au redus încât astăzi se mai întâlnesc numai în
zone montane sau deșertice sau polare. În rest e nevoie de un sistem organizat.
În zilele noastre în țări dezvoltate există sisteme performante de canalizare și în mediul
rural, în schimb în meri orașe din lumea a treia fecalele sunt în continuare depuse pe stradă,
unde sunt spălate de ploi, consumate de porci sau câini sau uscate de soare și transformate
în praf. De exemplu în Mexico CIty o mare parte din praful din atmosferă este de fapt
format din fecale umane uscate. Consecințele asupra sănătății publice sunt pe măsură de
grave.
În zone rurale cu climat nu foarte rece și nu prea umed se pot folosi cu succes
sisteme de tancuri septice cu câmpuri de absorbție pe sol. Mai sigure dar mai scumpe sunt
tancurile septice închise, care se vidanjează periodic și se transportă întreg conținutul la o
stație de epurare, sau se face sistem centralizat de canalizare ca în mediul urban. O soluție
ieftină hibridă este combinația între tanc septic care să rețină numai componenta solidă a
apelor uzate fecaloid-menajere și canalizare centralizată dar care să colecteze și să ducă la
stația de epurare numai componenta lichidă. Avantajele unui astfel de sistem sunt că tancul
septic trebuie golit mult mai rar iar sistemul de canalizare se poate realiza cu țevi de
diametre mult mai mici și deci cu costuri reduse.
11

Structura unei rețele de canalizare. Există diverse variante constructive, soluții tehnice, de
design și de material folosit la canale. Majoritatea conductelor de canal sunt la noi din
ciment sau azbociment, iar marile colectoare au structuri diverse, unele armate sau de
metal, fiind adevărate tunele. Există însă principii comune și variante larg folosite.
În mod tipic, în interiorul clădirilor sistemul începe cu sifoane la chiuvete, WC-uri,
pisoare, cade de duș sau baie, canale la nivelul podelei etc. Aceste converg gravitațional
spre subsolul clădirii de unde trec în exterior spre racordul cu rețeaua publică de
canalizare. Canalele pentru ape pluviale au deschideri spre străzi, curți și alte spații. Ele
sunt laterale în rigole sau orizontale, acoperite cu grătare. În interiorul puțului se montează
dispozitive care să împiedice intrarea de gunoaie și eventual și emanarea de mirosuri,
având astfel canal cu găleată sau cu găleată și sifon. Găleata reține corpurile solide și se
golește periodic. Structura unei rețele de canalizare este arborescentă: canalele de racord
converg în canale colectoare secundare ce se reunesc în colectoare principale, ce se termină
sau ar trebui să se termine la stația de epurare. Rețelele au și guri pentru vizitare, care să
permită accesul pentru control și întreținere.Canalele pot fi curățate prin diverse tehnici:
Spălare cu presiune ridicată, curățare cu dragă cu lanț sau cablu; curățare cu vehicule
speciale… Construcția sistemului de canalizare trebuie să asigure o perfectă etanșeitate, o
netă separare de rețeaua de alimentare cu apă (cu care nu trebuie să vină în contact și în
nici un caz să nu treacă deasupra ei) ca să se evite orice posibilă contaminare. Trebuie să
fie cădere suficientă, coturi nu prea strânse, adâncime corespunzătoare ca să nu apară iarna
îngheț și dimensionările (diametre) adecvate ca să permită preluarea întregului debit, să nu
se ajungă la blocaje și refulări la exterior pe străzi sau și mai rău în interiorul clădirilor.
3.2. Variante tehnologice de epurare a apelor uzate municipale
Epurarea apelor uzate se poate realiza prin metode ce se bazează pe procese fizice,
chimice și biologice, care diferă funcție de tipul poluanților și concentrația lor în apa uzată.
Se poate face o clasificare a acestor metode luând în considerare tipul procesului care stă la
baza metodei de epurare:
•Epurare mecanică
•Epurare chimică
•Epurare biologică
•Epurare avansată
sau considerând operațiile și procesele unitare necesare pentru a realiza îndepărtarea
poluanților, într-un anumit stadiu al sistemului de epurare în:
•Epurare primară
•Epurare secundară
•Epurare terțiară (avansată )
Schița care reprezintă succesiunea și amplasarea obiectelor principale din stația de
epurare cu arătarea pozițiilor relative între ele precum și indicații asupra fluxului
12

tehnologic al apei, nămolului, energiei electrice, al aburului și al altor agenți necesari
epurării constituie schema de epurare.
3.2.1. Procedeele de epurare mecanică
Asigura retinerea, prin procese fizice, a substantelor poluante sedimentabile din
apele uzate, folosind in acest scop, constructii si instalatii in a caror alcatuire difera
marimea suspensiilor retinute. Astfel, pentru retinerea corpurilor si suspensiilor mari se
folosesc gratare si site; in unele situatii de scheme de epurare, aceasta operatie se numeste
epurare preliminara. Pentru separarea, prin flotare sau gravitationala, a grasimilor si
emulsiilor care plutesc in masa apei uzate, se folosesc separatoare de grasimi, iar
sedimentarea sau decantarea materiilor solide, in suspensie separabile prin decantare, are
loc in deznisipatoare, decantoare, fose septice etc. Acest procedeu de epurare este folosit
frecvent in epurarea apelor uzate menajere, constituind o etapa intermediara de realizare
totala a epurarii apelor, indeosebi pentru localitatile in care statia de epurare se construieste
simultan cu canalizarea localitatii. In cazul cand in canalizarea oraseneasca sunt deversate
mari cantitati de ape uzate industriale, pentru a proteja desfasurarea normala a proceselor
de epurare in treapta mecanica, se prevede o epurare preliminara alcatuita din bazine de
egalizare a debitelor de uniformizare a concentratiilor (in cazul apelor uzate industriale
evacuate in sarje tehnologice), sau in bazine de neutralizare pentru apele puternic acide sau
alcaline.
G/S – grătare/site;
DZ – deznisipator;
D.P. – decantor primar.
Epurarea mecanică constă în reținerea prin procedee fizice a substanțelor insolubile
care se află în apele uzate. Metoda este larg folosită in epurarea apelor uzate menajere ca
epurare prealabilă sau ca epurare unică în funcție de gradul de epurare necesar impus de
condițiile sanitare locale, adică după cum ea trebuie să fie urmată sau nu de alte trepte de
epurare. Se obișnuiește însă ca la toate stațiile de epurare – indiferent de gradul de epurare
necesar – să se prevadă epurare mecanică, deoarece prin aceasta se poate realiza o
simțitoare reducere a substanțelor în suspensie și creșterea productivității instalațiilor de
epurare. Reținerea substanțelor din apele uzate se realizează prin construcții și instalații, a
căror alcătuire diferă după mărimea suspensiilor și procedeelor utilizate și anume: grătare,
site, deznisipatoare, separatoare de grăsimi, decantoare. Prelucrarea suspensiilor reținute
din apele uzate, adică nămolurile, care alcătuiesc o masă vâscoasă, se realizează în funcție
de condițiile sanitare locale: ele pot fi îndepărtate și depozitate în stare proaspătă în care se
13

obțin, sau trebuie în prealabil supuse unor operații care le modifică o parte din calități și
anume: gradul de nocivitate, vâscozitatea, mirosul, aspectul și umiditatea. Modificarea
acestor calități se obține prin fermentare și reducerea umidității nămolurilor.
Fermentarea are drept efect principal mineralizarea substanțelor organice reținute și
transformarea acestora în elemente mai simple cum ar fi: bioxidul de carbon, metan, azot,
etc. Reducerea umidității are drept scop crearea condițiilor pentru o mai ușoară manipulare
a nămolurilor care se depozitează sau se utilizează cu folos. Aceste operații au loc atât în
spațiile prevăzute la decantoarele in care au fost reținute nămolurile, rezervoare sau bazine
de fermentare a nămolurilor, cât și pe platformele de uscare, în instalații de deshidratare
sub vacuum, instalații de uscare termică, instalații de incinerare, etc.
Realizarea acestor procese tehnologice impune existența unor construcții și instalații de
deservire și anume:
-conducte și canale de legătură între elementele tehnologice de bază;
-dispozitive și aparate de reglări automate sau comandate, măsură, control și
semnalizări;
-rezervoare de înmagazinare a gazelor produse la fermentarea nămolurilor;
-centrală termică pentru producerea energiei calorice necesare prelucrării
nămolurilor;
-stații de pompare pentru ape uzate și pentru nămol;
-construcții pentru vărsarea în emisar a apelor epurate;
-platforme pentru depozitarea nămolului fermentat;
-rețeaua de alimentare cu apă potabilă și industrială;
-drum de acces și de exploatare;
-clădiri administrative;
-instalații electrice exterioare și interioare de forță și lumină;
-laborator (în funcție de mărimea stației)
-plantații, împrejurimi.
Schema de epurare mecanică
Această schemă cuprinde în mod obișnuit grătare, dezintegratoare de deșeuri,
deznisipatoare, separatoare de grăsimi, decantoare, vărsarea apei în emisar și rezervoare
sau bazine de fermentare a nămolurilor, instalații de deshidratare a nămolurilor.
14

Fig. 3.1. Schema de epurare mecanică
3.2.2. Procedeele de epurare mecano – chimică
Epurarea mecano – chimică constă în reținerea substanțelor în suspensie, coloidale și
dizolvate prin tratarea apelor uzate cu substanțe chimice (reactivi). Procedeele folosite
sunt: neutralizarea, diluarea, coagularea și altele care reduc concentrația substanțelor
conținute în apele uzate. Epurarea chimică este însoțită este de obicei și de o epurare
mecanică, aceasta fiind alcătuită din grătare, decantoare, centrifuge și de aceea metoda
poartă denumirea de epurare mecano – chimică. La apele uzate menajere epurarea chimică
se aplică la dezinfectarea apelor epurate parțial prin alte metode, la coagularea nămolurilor,
la dezinfectarea instalațiilor, etc. Tot printre aceste metode de epurare mecano – chimice
trebuie incluse și metodele electrolitice. Metoda constă în trecerea unui curent electric prin
apa uzată. Ionii de electrolit care se formează se colectează în mod corespunzător spre
electrozi, care se fac din oțel, și cu care intră în combinație; se formează oxizi de fier care
acționează ca un coagulant. Epurarea chimică se face cu clor gazos sau hipoclorit de calciu,
ceea ce va duce la instalații diferite. Amestecul clorului cu apa uzată se poate realiza în
canalul de vărsare a apei epurate în emisar, sau într-un bazin de contact. Nămolurile
reținute în bazinul de contact sunt conduse în decantoarele primare iar de aici, la instalațiile
fermentare. Se aplica la apele uzate in compozitia carora predomina materii solide in
suspensie, coloidale si dizolvate care nu pot fi retinute decat numai prin tratarea acestor
ape cu reactivi chimici de coagulare. Pentru a creste eficienta procesului chimic, apele vor
15

fi supuse, in prealabil, epurarii mecanice, de aceea acest procedeu poarta denumirea de
epurare mecano – chimica. La apele uzate menajere, acest procedeu se aplica la
dezinfectarea apelor uzate, procedeul fiind aplicat frecvent in epurarea apelor uzate
industriale. In mod obisnuit epurarea mecanica si epurarea mecano – chimica constituie
epurarea primara a apelor uzate, iar constructiile si instalatiile aferente alcatuiesc trepta
mecanica a unei statii de epurare.
Epurare mecano-chimică

G/S – grătare/site;
Dz – deznisipator;
C-F – separator grăsimi;
D.P. – decantor primar;
Această schemă cuprinde obiectele pentru epurarea mecanică, la care se adaugă
obiectele corespunzătoare tratării cu coagulanți sau stația de dezinfectare.

Fig. 3.2. Schema de epurare mecano-chimică
16

3.2.3. Procedeele de epurare mecano – biologica
Epurarea mecano – biologică folosește activitatea unor microorganisme pentru oxidarea și
mineralizarea substanțelor organice aflate în apa uzată.Epurarea biologică este precedată în
mod obișnuit de epurare mecanică, necesitatea acesteia nefiind impusă de fenomenele
biologice, ci de faptul că mărește productivitatea întregii instalații de epurare.
Bacteriile folosite în epurarea biologică diferă în funcție de tipul apei uzate. Astfel, pentru
apele uzate menajere, epurarea biologică se bazează pe bacterii aerobe care preiau din aer
sau din apă oxigenul de care au nevoie, ceea ce implică o bună aerare, capabilă să
furnizeze oxigenul necesar. Mineralizarea substanțelor organice din apele uzate se poate
realiza de asemenea în condiții anaerobe prin procese de reducere, însă necesită mai mult
timp, se produc mirosuri neplăcute și de aceea acest procedeu poate fi utilizat în locuri
izolate care să nu creeze folosințelor vecine nocivități necorespunzătoare.
Epurarea biologică poate fi realizată prin două grupe mari de construcții și anume:
-Construcții în care epurarea se petrece în condiții apropiate de cele naturale; între
acestea se încadrează câmpurile de irigații, iazurile biologice și câmpurile de infiltrații.
-Construcții în care epurarea biologică se realizează în condiții create artificial sub
acțiunea bacteriilor aerobe puternic alimentate cu oxigen și anume: filtre biologice numite
biofiltre și bazine cu nămol activ numite și aerotancuri; la apele uzate menajere, această
epurare se face într-una sau cel mult două trepte. În construcțiile din prima treaptă se
realizează o epurare foarte înaintată 99-99,5[%] astfel încât apele pot fi vărsate direct în
emisari.
În construcțiile de epurare din cea de-a doua treaptă, apele rezultate conțin cantități
importante de nămol activ, adică bogat populat în bacterii oxidante și care nu pot fi
evacuate în emisar pentru că ar provoca acolo aproximativ aceleași pagube ca și apele
uzate netrecute prin stația de epurare. Aceste nămoluri trebuie reținute în stația de epurare
întocmai ca și depunerile și nămolurile separate prin epurarea mecanică, operație ce se
realizează în decantoare, asemănătoare decantoarelor folosite la epurarea primară. Pentru
diferențiere, decantoarele poartă denumirea treptei de epurare din care fac parte. Astfel, la
epurarea mecanică se numesc decantoare primare, la epurarea biologică cu o singură
treaptă – decantoare secundare, iar cele de la epurarea biologică cu două trepte –
decantoare terțiare. După decantarea secundară apele uzate mai conțin încă bacterii banale
și patogene, întrucât construcțiile pentru epurarea mecanică și biologică nu asigură
distrugerea totală a acestora. Pentru distrugerea bacteriilor se folosește dezinfectarea apelor
prin clorinare sau prin alte mijloace. În asemenea cazuri, epurarea mecano – biologică se
completează deci cu o epurare chimică. Nămolul reținut după epurarea biologică este supus
prelucrării odată cu acela provenit de la epurarea mecanică. Cum însă el conține o mare
cantitate mare de apă 98-99[%], înainte de a fi trimis la fermentare este uneori trecut prin
bazine de concentrare a nămolului; se obține astfel o oarecare reducere a cheltuielilor
pentru fermentare.Epurarea biologică cu nămol activat necesită pe lângă construcțiile de
17

bază indicate anterior și construcții și instalații de deservire suplimentare celor indicate la
epurarea mecanică și anume:
-instalații pentru producerea sau introducerea artificială a aerului;
-stații de pompare și conducte pentru transportul și distribuția nămolului activ, a
aburului;
-recipiente și dispozitive pentru condiționarea nămolului.
Epurarea biologică asigură un grad înalt de epurare, adeseori fiind practic completă. Se
bazeaza pe actiunea comuna a proceselor mecanice, chimice si biologice si pot avea loc in
conditii naturale (campuri de irigare si de infiltrare, iazuri biologice etc), sau in bazine de
aerare cu namol activ de mica sau de mare incarcare, cu aerare normala sau prelungita.
Pentru apele uzate industriale in compozitia carora lipsesc substantele nutritive (azot si
fosfor) necesare bacteriilor aerobe, se prevad bazine speciale pentru introducerea acestor
substante chimice (este mai economica solutia de epurare in comun a acestor ape
industriale cu apele uzate menajere, deoarece deseurile orasenesti contin suficiente cantitati
de azot si fosfor). Constructiile si instalatiile in care se realizeaza procesele biochimice de
epurare biologica, alcatuiesc treapta secundara a statiei de epurare, avand drept scop final,
retinerea materiilor solide in solutii si in special a celor organice. Namolul produs in
treapta biologica este retinut prin decantare, in decantoarele secundare, numite si bazine
clarificatoare. In aceasta treapta de epurare sunt necesare, dat fiind complexitatea
proceselor, unele constructii si instalatii de deservire (instalatii pentru producerea si
introducerea artificiala a aerului, statii de pompare si conducte pentru transportul si
distributia namolului activ etc). In conditiile functionarii normale a treptei de
epurare primare si secundare, eficienta acestora exprimata prin gradul
de epurare realizat in ceea ce priveste materiile organice si a materiilor
in suspensie, separabile prin decantare, poate fi apreciat la 75 – 92 %.
De exemplu, apele uzate menajere epurate complet ( primar si
secundar), vor contine 15 – 20 mg CBO5 / dm si 20 – 30 mg suspensii /
dm la deversare in receptor. Apele uzate orasenesti vor avea valori
superioare acestora, marimea lor depinzand de incarcarea in poluanti a
apelor uzate industriale. In acest caz obtinerea de valori mai mici
presupune suplimentarea schemei clasice a statiei de epurare (de
exemplu, introducerea da mai multe trepte de epurare biologica).
Epurare mecano-biologica

G/S – grătare/site;
Dz – deznisipator;
D.P. – decantor primar;
18

B.N.A. – bazin cu nămol activ;
D.S. – decantor secundar.
Această schemă de epurare mecano – biologică cuprinde o treaptă de epurare mecanică
și una de epurare biologică. Treapta de epurare mecanică este asemănătoare celei
precedente; ea poate fi completată cu biocoagulatoare, în cazul în care în stație există
nămol activ, sau în lipsa acestuia – cu bazine de preaerare. O parte din instalațiile de
epurare mecanică pot fi folosite și pentru recircularea și prelucrarea nămolurilor care fac
parte din epurarea biologică. Epurarea biologică prin filtre biologice poate fi făcută în una
sau două trepte. Decantoarele secundare se prevăd după fiecare treaptă de filtre sau numai
după ultima treaptă. Pentru obținerea unui grad de epurare mai ridicat apa poate fi
recirculată în cadrul fiecărei trepte de epurareEpurarea biologică prin bazine cu nămol
activ (bazine de aerare) se realizează prin construcții de diferite tipuri și poate fi: completă
sau parțială. După bazinele de aerare se prevăd decantoare secundare, nămolul reținut în
aceste decantoare fiind trimis în concentratoare de nămol și apoi prin pompare ca nămol de
recirculare în bazinele cu nămol activ, ceea ce prisosește (nămol în exces) fiind trimis în
biocoagulatoare și decantoare primare. Pentru dezinfectarea apelor la care se folosește
clorinarea, ca bazine de contact la filtrele biologice pot folosi decantoarele secundare; la
bazinele cu nămol activ trebuie construite bazine de contact speciale deoarece în cazul
utilizării decantoarelor secundare speciale, bacteriile aerobe ar fi distruse prin clor
pierzându-se calitățile nămolului activ.
19

Fig. 3.3. Schema de epurare mecano – biologică .
Cap. 4. Elemente de inginerie tehnologic ă
Diferențierea metodelor de epurare ale apelor uzate menajere se face în mod curent
după natura fenomenelor principale pe care se bazează operațiile în prima grupă adică în
epurarea apelor uzate, independent de fenomenele care se produc la prelucrarea
substanțelor reținute, spre deosebire de apele uzate ale diferitelor industrii, la care scopul
principal al epurării este recuperarea substanțelor valorificabile.
4.1. Varianta tehnologică adoptată
Pentru epurarea apelor uzate s-a ales o schemă tehnologică alcătuită din două trepte
de epurare: una mecanică și cea de-a doua treaptă biologică.
Procedeele de epurare mecano – biologica se bazeaza pe actiunea comuna a
proceselor mecanice, chimice si bilogice si pot avea loc in conditii naturale (campuri de
irigare si de filtrare, iazuri biologice etc.) sau in conditii artificiale prin filtrare biologica
(filtre biologice de mica sau mare incarcare, filtre biologice scufundate, filtre turn,
aerofiltre) sau in bazine de aerare cu namol activ de mica sau mare incarcare, cu aerare
normla sau prelungita.
Constructiile si instalatiile in care se realizeaza procesele biochimice de epurare
biologica alcatuiesc treapta secundara a statiei de epurare, avand drept scop final retinerea
materiilor solide in solutii si in special a celor organice. Namolul produs in treapta
biologica este retinut prin decantare, in decantoare secundare, numite si bazine
clarificatoare. In aceasta treapta de epurare sunt necesare, dat fiind complexitatea
proceselor, unele constructii si instalatii de deservire (pentru producerea si introducerea
artificiala a aerului, statii de pompare si conducte pentru transportul si distributia
namolului activ etc.).
In conditiile functionarii normale a treptei de epurare primare si secundare,
eficienta acestora exprimata prin gradul de epurare realizat in ceea ce priveste materrile
organice si a materiilor in suspensie, separabile prin decantare, poate fi apreciat la 75 –
92%.
Epurarea mecano – bilogica naturala constituie o solutie obisnuita pentru numeroase
statii de mica capacitate, deoarece in acest scop se poate folosi emisar ternul din apropiere
sau depresiunea de teren fara apa, in loc sa se construiasca un canal lung pana la receptor.
In acest scop, se aplica tehnica de infiltrare subterana (puturi absorbante sau campuri de
filtrare) si de irigare subterana. Puturile absorbante (utilizate tot mai rar) constituie o
solutie admisibila numai cand terenul este permeabil si nu afecteaza calitatea apei freatice
care se gaseste la mare adancime. De obicei aceste epurari necesita pompari; statia de
pompare se monteaza inainte sau dupa fosa septica.
20

Dezavantajul principal al acestui procedeu de epurare mecano – biologica naturala
il constituie necesitatea scoaterii din circuitul agricol al unor suprafete mari de teren care in
cazul localitatilor mici sunt greu de obtinut.
Epurarea mecano – biologica artificiala se realizeaza in filtre biologice si bazine de
aerare cu namol activ. Filtrele biologice sunt preferate bazinelor de aerare deoarece sunt
mai simplu de realizat si rezista la socuri hidraulice. Se folosesc filtre obisnuite de mica
incarcare , filtre biologice cu discuri, filtre bilogice scufundate, transee filtrante etc. in ceea
ce priveste bazinele de aerare cu namol activ, utilizarea lor comporta deci gratare,
decantoare, bazine de aerare, decantoare scundare, spatii pentru fermentare si platforme de
uscare a namolurilor. In general, se prefera bzinele pentru oxidarea totala, bazinele
combinate, santurile de oxidare etc.

Fig. 4.1. Schema bloc de epurare mecano – biologică

21

Fig. 4.2. Schema de flux tehnologic a unei sta ii de epurare ț
22

Apa uzată 4.1.1. Descrierea procesului tehnologic
va fi tratată într-o stație de epurare care cuprinde două etape tehnologice: tratarea
mecanică și tratarea biologică.
A.Tratarea mecanică are următoarea soluție constructivă:
deznisipator – separator de grăsimi
bazin de egalizare – omogenizare și pompare
B.Tratarea biologică se realizează utilizându-se următoarele dispozitive:
 instalația automatizată de deshidratare în saci
 bazinele de aerare cu:
• tanc de hidroliză
• tanc de nitrificare – denitrificare heterotrofă
• tanc de nitrificare autotrofă
camera de coagulare
tanc de sedimentare secundară
unitate de dozare polielectrolit
instalație de aerare cu patru compresoare
instalație de dezinfecție cu ultraviolete.
Apa limpezită și tratată biologic este utilizată și ca apă tehnologică de spălare nisip și
platforme în stația de epurare, prin intermediul unei pompe montate în căminul de evacuare
efluent, cât și pentru cei doi hidranți proiectați pe linia de spălare.
Apele uzate necesită o epurare pentru a putea fi deversate în mediul înconjurător,
respectiv în receptor. Gradul necesar de epurare este de cca. 79,04% pentru materiile solide
în suspensie, 91,27% pentru consumul biochimic de oxigen la cinci zile CBO5 , 92,72%
pentru azot amoniacal, 78,16% pentru azotul total TKN și de 82,53% pentru fosforul total
TP. Deci, stația de epurare pe lângă îndepărtarea unor poluanți clasici ca MTS (materii
solide în suspensie) și CBO5, trebuie să realizeze și reducerea amoniului, azotului și
fosforului, precum și a bacteriilor patogene existente în apele uzate.

4.1.2. Treapta mecanică

Grătare
23

Grătarele se utilizează și ca mijloace de protecție pentru părțile mobile ale echipamentelor
mecanice, cum ar fi rotoare de turbopompe, sertare de robinete, site, precum și pentru
viețuitoarele care cad în apă și pot fi omorâte. În general grătarele sunt formate din bare
paralele, echidistante, prinse rigid pe suporți transversali, astfel încât lasă între ele spații
libere denumite lumină.
Menținerea corpurilor lipite pe grătar și evitarea antrenării lor printre barele
acestuia se realizează printr-o viteză reală de trecere a apei prin grătar superioară valorii
de 0,8[m/s]. De regulă, viteza medie de trecere între barele grătarului se alege în gama 0,8 –
1[m/sec] valoare care se pot majora la debite maxime până la 1,2 – 1,4[m/s]. Este de
remarcat că o mișcare hidraulică lentă nu asigură reținerea pe bare a materialelor și că
adoptarea vitezelor mici se face numai la prizele de apă la care captarea se realizează prin
grătare dispuse paralel cu sensul curgerii apei, astfel ca pentru a fi captată, apa face un
unghi de 90°. În acest caz, viteza care se adoptă în fața grătarului este de 0,075 – 0,1[m/s],
astfel încât să se evite antrenarea murdăriilor, a zaiului și a debitelor solide în priză,
acestea continuându-și curgerea în aval datorită vitezei apei de suprafață. De asemenea,
viteza mică de captare permite peștilor să se îndepărteze de grătar. Aceste grătare se
așează la față, fără nici o retragere, ca să se evite formarea unor depuneri.
Pentru stațiile de epurare la care reținerile sunt în cantități mari, circa 4….10
[dm3/locuitor și an], se prevăd grătare cu curățire mecanică. Excepție fac stațiile de epurare
mici la care curățirea poate fi efectuata manual, precum și stațiile mijlocii la care grătarele
rare sunt dispuse ca protecție în amonte de grătarele medii sau dese prevăzute cu curățire
mecanică. Reținerile de pe grătare sunt tratate astăzi ca reziduuri (gunoi). Până nu demult
aceste rețineri erau scoase din apă, fărâmițate cu ajutorul dezintegratoarelor și apoi
reintroduse în circuit, în amonte de grătar. Actualmente, s-a renunțat la această soluție din
cauza maselor plastice care produc perturbații în exploatare pe circuitele de nămol
(decantor primar, îngroșător de nămol) și în special, la recircularea externă a nămolului la
metantancuri. Totodată, prelucrarea și reintroducerea în apa uzată a unor murdarii ce au
fost o dată extrase, reprezintă un consum de energie nejustificat economic.
Grătare cu curățire manuală.
Grătarele cu curățire manuală sunt de tip plan dispuse față de orizontală, înclinat la
60…75[°], pentru a putea fi ușor curățite manual cu ajutorul unei greble. Curățirea
manuală se face de pe o pasarelă care, în multe cazuri, se află la nivelul terenului.
24

Fig. 4.3. Grătar plan cu curățire manuală
1 – umplutură din beton; 2 – bara LT 60 x 8; 3 – traversă; 4 – pasarelă
Întrucât deasupra nivelului apei din colectoarele de canalizare, în care se adună
reținerile de pe grătare, se află gaze, mai grele decât aerul și lipsite de oxigen, e absolut
necesar ca lucrătorul aflat pe pasarelă, în poziție de curățire, (aplecat) să aibă capul
deasupra nivelului terenului. Adâncimea maximă admisă între pasarelă și partea inferioară
a grătarului este de 3 [m].
Grătar curb cu curățire mecanică .
Grătarul curb cu curățire mecanică, se utilizează doar pentru adâncimi mici de
canal. Barele grătarului sunt dispuse în secțiunea planului vertical după un arc de cerc de
cca. 90[°]. Curățirea se efectuează cu una, două greble montate la extremitatea unor brațe
ce se rotesc în jurul unui arbore orizontal, dispus perpendicular pe direcția de curgere a
apei. Pentru evacuarea reținerilor colectate de greblă, se adoptă mai multe soluții: una are
curățitorul articulat la cadru și prevăzut cu amortizoare pneumatice, gen pompa de umflat
cauciucuri, care elimină șocul la căderea curățitorului după descărcarea greblei. Alta cu
contragreutăți la capătul unor brațe scurte prinse solidar de curățitor, ceea ce permite
pendularea și amortizarea căderii. Ultima soluție are curățitorul fixat de brațele greblei și
comandat de o greutate printr-un mecanism similar celui bielă manivelă; poziția în spațiu a
brațului greblei, pe de o parte, și tendința greutății să coboare sub punctul de articulație al
pârghiei, pe de alta, conduc la mișcarea de curățire.
25

Fig. 4.4. Grătar curb cu curățire mecanică .
1- cadru; 2-grătar; 3-greblă; 4-curățitor greblă; 5-mecanism antrenare.
Descărcarea depunerilor se face, în general printr-un plan înclinat oscilant pe o
bandă transportoare dispusă transversal pe canal. Grătarul radial care în esență este un
grătar curb, cu arborele de curățire vertical, nu se mai utilizează, pentru ca curățirea se
făcea sub apa, reținerile fiind apoi conduse la dezintegrator.
Depunerile de pe grătar sunt îndepărtate de obicei o dată pe zi, însă în perioadele cu debite
mai mari (pe timp de ploaie) se recomandă supravegherea continuă și îndepărtarea lor mai
dese. De pe grătarele mai dese, depunerile sunt îndepărtate de 2-5 ori pe zi. Dacă
depunerile sunt îndepărtate mecanic, mecanismul trebuie să intre în funcțiune des, chiar
continuu, pentru a nu se produce înfundări consistente, care ar putea duce la bloca
Flotația. Separatoare de grăsimi.
Flotația este procesul de epurare a apelor uzate ce are drept scop îndepărtarea din
apele uzate orășenești a uleiurilor, grăsimilor, și în general a tuturor substanțelor mai
ușoare decât apa, care se ridică la suprafața acesteia în zonele liniștite și cu viteze
orizontale mici ale apei. Flotația se realizează în bazine numite de flotație, sau separatoare
de grăsimi sau uleiuri. Separatoarele de grăsimi sunt amplasate după deznisipatoare, dacă
rețeaua de canalizare a fost construită în sistem unitar, și după grătare când rețeaua a fost
construită în sistem separativ, și când din schemă lipsește deznisipatorul. Pentru epurarea
apelor uzate industriale, flotația este folosită în multe cazuri, în special când apele provin
din industria petrolieră, minieră, alimentară, etc. Separatoarele de grăsimi se prevăd în
cazul în care apele uzate au o concentrație mai mare de 150[mg/dm3] de substanțe grase
extractibile în eter de petrol, care nu sunt separabile la suprafața apei și posibil de evacuat
în mod obișnuit prin dispozitive de raclare la suprafață a decantoarelor. Separatoarele de
grăsimi se prevăd obligatoriu când treapta mecanică este urmată de o treaptă biologică.
26

Procesul de flotație depinde de natura particulelor ce trebuie îndepărtate din apă. Din acest
punct de vedere se deosebesc particule mai grele decât apa (de exemplu sterilul din apele
uzate provenite de la prelucrarea minereurilor) și particule mai ușoare decât apa (grăsimi,
uleiuri, etc.). Pentru a ajuta procesul de flotație și în același timp pentru a împiedica
depunerea pe radierul bazinelor de flotație a substanțelor sedimentabile, se adaugă aer în
cazul particulelor grele, cât și a celor ușoare. Pentru particulele grele, procesul de flotație
este ajutat și de folosirea unor așa numiți agenți de flotație sau spumanți.
Pentru particulele ușoare se pot folosi următoarele procedee:
-flotația naturală, în cadrul căreia, în bazine deschise de flotație, apa uzată
mișcându-se cu viteză mică ajută la ridicarea la suprafață a particulelor ușoare;
-flotația cu aer de joasă presiune (0,5- 0,7 at.), realizată de asemenea în bazine
deschise de flotație, aerul ajutând flotația în sensul celor menționate mai sus;
-flotația sub presiune, realizată în bazine închise în care se introduce aer sub
presiune mai mare decât presiunea atmosferică, care prin destindere bruscă
antrenează particulele care trebuie îndepărtate din apă;
-flotația sub vid, constă în saturarea apei cu aer și apoi introducerea ei într-un bazin
închis cu presiune redusă, ceea ce conduce la degajarea de aer sub formă de bule
care antrenează la suprafață particulele în suspensie.
Pentru apele uzate orășenești, ca și pentru cele menajere, se folosește procedeul de flotație
naturală și cel de flotație cu aer. S-a constatat că se poate crește substanțial eficiența flotării
dacă o dată cu aerul se introduce și clor gazos. Pentru apele uzate industriale ce conțin
substanțe mai grele sau mai ușoare decât apa se aplică toate procedeele menționate.
Aerarea apei uzate în bazine de flotație combină avantajele preaerării cu cele ale separării
particulelor ușoare din apă. La ieșirea din aceste bazine apa uzată este proaspătă;
hidrogenul sulfurat și alte gaze de descompunere au fost eliminate din acesta și s-a produs
și o oarecare floculare a substanțelor coloidale. Uleiurile, grăsimile și celelalte substanțe
colectate din separatoarele de grăsimi folosite pentru epurarea apelor uzate orășenești nu
sunt recuperabile pentru că sunt foarte poluate. Dacă predomină grăsimile organice, ele
sunt pompate în bazine de fermentare unde fermentează cu celelalte materii organice,
adăugarea grăsimilor producând o cantitate sporită de gaz cu o mare valoare calorică. Dacă
grăsimile minerale predomină, se preferă incinerarea sau arderea lor, deoarece fermentează
greu.
Bazine de flotație.
În fig. 4.5 este reprezentat un separator clasic de grăsimi, folosit pentru epurarea
apelor uzate orășenești. Aerul comprimat, după cum rezultă din figură, este insuflat prin
radierul bazinului prin intermediul unor plăci poroase. Pentru a limita agitarea apei din
bazin datorită insuflării aerului, partea centrală este separată de părțile laterale prin doi
pereți verticali. În compartimentele laterale, unde lichidul s-a liniștit, se produce separarea
particulelor ușoare. Pentru trecerea particulelor ușoare din compartimentul central în
compartimentele laterale, pereții despărțitori au o serie de deschideri, la nivelul apei.
27

Materiile solide în suspensie separabile prin decantare care au fost antrenate în
compartimentele laterale, cad pe pereții înclinați ai acestora și de aici pe radier.

Fig. 4.5. Separator de grăsimi clasic
Grăsimile care se acumulează la partea superioară a compartimentelor laterale,
împreună cu o mică cantitate de apă, sunt evacuate prin rigola de grăsime într-un puț de
colectare lateral, de unde sunt periodic pompate pentru fermentare sau ardere. În ceea ce
privește apa uzată, ea este evacuată printr-o conductă cu pantă mare și diametru mic, care
pleacă de la partea inferioară a bazinului. Datorită vitezei mari ce se realizează pe
conducta de evacuare, se antrenează toate materiile solide depuse pe radierul bazinului.
Aici, la fel ca și în alte instalații pentru epurarea apelor, datorită insuflării aerului, pe de o
parte, iar pe de altă parte, datorită mișcării pe orizontală a apei, se creează un curent în
spirală care ajută la separarea grăsimilor. Pentru captarea substanțelor separabile se
practică numeroase sisteme. În acest sens, se folosesc conducte găurite, așezate transversal
direcției de curgere a apei, scufundate parțial sub nivelul apei, care pot fi reglate
(scufundate) pe verticală, în funcție de cantitatea de grăsimi din apă. Un al sistem este
acela al plutitorilor, care susțin unul sau mai multe jgheaburi ce captează grăsimile și care
apoi printr-o conductă de cauciuc flexibilă ajung în puțul de colectare. La separatoarele cu
insuflare de aer, una din defecțiunile curente este colmatarea plăcilor poroase, ceea ce face
ca aerul să nu mai fie uniform distribuit în bazin. În asemenea situații separatorul trebuie
oprit și schimbate sau curățite plăcile poroase de depuneri. Această defecțiune se constată
prin aceea că la suprafața apei, în anumite zone, apa este mai puțin agitată. O altă
defecțiune constă în blocarea dispozitivelor de manevră a jgheaburilor sau a conductelor
găurite de colectare a grăsimilor; deoarece blocarea s-a produs datorită necurățirii la timp a
lor, trebuie procedat în consecință. La unele deznisipatoare jgheaburile de colectare a
grăsimilor sunt așezate pe niște plutitori reglabili, astfel încât muchia deversoare poate fi
scufundată în funcție de cantitatea de apă cu grăsimi care se dorește a fi evacuată. Și la
aceste tipuri de instalații, defecțiunile (submersia mai mare sau mai mică) de datorează fie
unor blocări a conductei flexibile de legătură cu puțul de colectare a grăsimilor, fie
28

depunerilor care se formează în jgheaburi. Cu toate că această instalație ar trebui să
funcționeze automat, totuși o supraveghere a ei ar fi indicată.
Sedimentarea
Depunerile de pe fundul bazinelor provin din separarea amestecului solid – lichid,
denumit suspensie, prin sedimentarea fazei solide cu o densitate superioară, sub acțiunea
forțelor gravitaționale. Depunerea, un reziduu ce poartă și denumirea de precipitat, se află
în amestec cu starea lichidă și formează nămolul. Lichidul limpede, ce rezultă din
sedimentare se numește decantat. Sedimentarea este influențată de următoarele elemente:
-concentrația și structura fazei solide;
-viteza de sedimentare;
-durata sedimentării;
-curba de sedimentare;
-tendința de aglomerare;
-utilizarea de coagulanți și floculanți
Pentru nisipuri s-au stabilit viteze de sedimentare, în funcție de diametrul particulelor
solide și de vitezele orizontale din decantor. Pentru celelalte suspensii, și în special în cazul
apei de consum, este necesară efectuarea în mod continuu de analize de laborator din cauza
variației în timp a caracteristicilor suspensiei.
Evacuarea depunerilor din bașă . Depunerile, sunt in general, colectate într-o bașă,
ce reprezintă o zonă mai adâncă din bazinul de sedimentare, destinate acumulării în
vederea evacuării periodice. Colectarea în bașă a depunerilor se realizează natural datorită
pantelor ce se adoptă la radierul bazinului, sau prin utilizarea unui transport prin raclare,
caz în care radierul este orizontal.
Evacuarea prin pompare. În cazul în care nu se asigură o evacuare gravitațională,
îndepărtarea nămolului din bașă se efectuează prin pompare. Pompa este instalată înecat,
direct în bașă, sau într-o cameră uscată amplasată lângă aceasta. Utilizarea pompelor
centrifuge se face atunci când nămolul nu este abraziv. În cazul nisipului puternic abraziv
ce distruge în timp scurt pompa, se utilizează alte sisteme de pompare, hidroelevatoare,
elevatoare pneumatice, etc. În cazul decantoarelor secundare, pompele se montează și pe
podul raclor, în vederea evacuării rapide a nămolului, în scopul reducerii timpului nearat.
Evacuarea cu hidroelevator . Nisipul depus în camerele de sedimentare ale stațiilor de
pompare de la captarea apelor de consum este evacuat cu ajutorul hidroelevatoarelor.
Fluidul activ de lucru este apa provenită de la stația de pompare, când presiunea acesteia
este suficientă, iar în caz contrar, se utilizează o pompă specială, de obicei multietajată,
care să asigure parametrii necesari hidroelevatorului. În fig. 7 se prezintă schematic
evacuarea cu ajutorul hidroelevatorului.
29

Fig. 4.6. Evacuarea cu hidroelevator
1- racord pentru apă sub presiune; 2- racord refulare; 3- hidroelevator cu jet inelar; 4-
dispozitiv pentru reglarea duzei inelare; 5- robinet de separație; 6- inel din țeavă, cu duze
pentru barbotare.
Evacuarea cu elevator pneumatic . La deznisipatoarele stațiilor de epurare
înălțimea apei este mică astfel că se recomandă folosirea elevatoarelor pneumatice ce
utilizează aer de joasă presiune. Sistemul prezintă avantajul că nu mărește cantitatea de apă
evacuată odată cu nisipul. În afară de deznisipare, evacuarea cu elevator pneumatic se
utilizează și la decantoarele secundare asigurând în același timp și o aerare a nămolului
activ, precum și în cazul recuperărilor de reactivi datorită reducerii cantității de apă din
nămolul extras.Camera de lucru se va amplasa la adâncimea maximă de 4[m] pentru a se
putea utiliza aerul furnizat de suflante, la care presiunea maximă este 0,5 [bar].
Deznisipatoare
Deznisipatoarele sunt bazine care se folosesc pentru separarea din apele uzate a
particulelor minerale mai mari decât 0,2 mm și considerate a fi neputrescibile. În realitate,
pe lângă substanțele minerale, în deznisipatoare se rețin și cantități reduse de substanțe
organice; de aceea nisipul reținut este nociv și trebuie tratat ca atare. Deznisipatoarele se
clasifică după direcția de curgere a apei în: orizontale, verticale și cu deschideri de fund
30

Deznisipatoare orizontale .
Aceste deznisipatoare se construiesc cu cel puțin două compartimente, ambele fiind
active. Caracteristica principală a deznisipatoarelor orizontale constă în aceea că mișcarea
apei în acestea se face pe orizontală. Forma lor în plan este în cele mai multe cazuri
dreptunghiulară.
Nisipul extras prin orice metodă se transportă la platformele pentru uscare sau se
depozitează direct în depresiuni ale solului servind la umplerea acestora. Nisipul uscat mai
poate fi folosit pentru completarea stratului drenant al platformelor pentru deshidratarea
nămolurilor sau în construcții, la pavaje etc.
Transportul nisipului la platformele de uscare sau la locurile de depozitare și utilizare se
poate face hidraulic (cu folosirea hidroelevatoarelor sau hidromonitoarelor) sau uscat (cu
benzi de transport, vagonete decovil sau autocamioane).
Pentru debite mici sunt folosite deznisipatoarele cu curățire manuală. El are două
compartimente separabile prin stăvilare, care au la partea inferioară un dren comandat de o
vană, nisipul depus este evacuat periodic, manual, după ce în prealabil s-a scos din
funcțiune compartimentul respectiv și s-a evacuat apa prin intermediul drenajului. Apa
rezultată de la golirea deznisipatorului este trimisă înapoi în stație. În secțiune transversală,
fiecare compartiment are formă dreptunghiulară și pentru debite ceva mai mari –
trapezoidală.
Deznisipatoare verticale
Acestea sunt, în general, mai puțin utilizate în stațiile de epurare a apelor uzate deoarece
necesită adâncimi de construcție mari, în timp ce eficiența lor este adeseori inferioară
deznisipatoarelor orizontale.
Deznisipatoarele verticale asigură colectarea depunerilor în bașă în timp ce tipurile
orizontale creează condițiile hidrodinamice ca depunerea să se facă pe întreaga lungime a
acestora.
Transportul nisipului de pe fundul deznisipatorului
Întrucât nisipul se depune în deznisipator de-a lungul acestuia, în funcție de granulație cu
particulele mari către amonte, în principiu se utilizează transportul cu raclete dinspre aval
spre amonte la o bașă urmând ca din aceasta să fie evacuat la exterior.
Lanț cu racleti. Acesta constituie unul din tipurile de echipamente destinat transportului
nisipului de pe fundul deznisipatoarelor către o bașă din amonte, și constă dintr-o serie de
racleti așezate pe unul sau două lanțuri (fig. 8). Racletile sunt în general din lemn, și deci,
în caz de nevoie se pot repara sau înlocui, fără demontarea întregului sistem, atunci când
acestea se află la suprafață, la partea superioară. Fiecare compartiment este echipat cu o
linie proprie de curățire .
31

Fig. 4.7. Lanț cu racleți
a – secțiune longitudinală; b – secțiune transversală pentru echipament cu un lanț;
c- secțiune transversală pentru echipament cu două lanțuri;
1-racletă; 2- lanț; 3- lagăr; 4- roată de lanț.
Pod mobil cu racleți . Deznisipatorul are drept echipament un pod mobil, sub formă de
platformă, care încalecă toate compartimentele. În dreptul fiecărui compartiment se află
câte un raclete la extremitatea unei tije. În cursa activă, din aval spre amonte, racleții se
află coborâte și curăță deznisipatorul, descărcând depunerile în bașa din amonte. În cursa
pasivă, racleții sunt scoși afară din apă (fig. 9).

Fig. 4.8. Pod mobil cu racleți
Acționarea racleților se face în mai multe feluri:
a)cu cabluri, prin existența unui mecanism central și a câte unei tobe pentru cablu în
dreptul fiecărui raclete;
b)hidraulic, prin existența unui electromotor care mișcă racleții;
c)prin contragreutate comandată de came fixate pe compartiment la capetele aval și
amonte.
Variantele a și b necesită mecanisme de acționare ale racleților, pe când varianta c
utilizează chiar mecanismul de deplasare, fiind mai convenabil, dar mai dificil de realizat;
sistemul este aplicat în țară.
32

Evacuarea din bașă a nisipului uscat.
Evacuarea pe plan inclinat cu racleți cu lanț. În fig. 4.9. se prezintă un dispozitiv
de evacuare cu racleți a nisipului din deznisipator. Racleții apasă pe planul înclinat și
împiedică scăparea nisipului, în timp ce apa, care nu este antrenată, se scurge înapoi. Apa
care revine în deznisipator conține și substanțe organice, așa că nisipul este relativ curat și
se poate descărca într-un container. Viteza liniară a lanțului cu racleți este de 0,05…
0,1[m/s].

Fig. 4.9. Evacuarea pe plan inclinat cu racleți cu lanț
Evacuarea pe plan înclinat cu racleți cu excentric . La acest echipament evacuarea
nisipului se face prin racleti pășitori, în mod similar cu modul de curățire a fundului, cu
diferența că aceasta se produce pe un plan inclinat, de pantă redusă, ceea ce conduce la
lungimi mari. Din acest motiv, de obicei, se combină operațiunile de transport și evacuare
prin racleti pășitori.
Pod mobil pentru evacuarea nisipului de pe fundul deznisipatoare-lor. În această categorie
intră echipamentele care absorb direct nisipul cu apă de pe fundul deznisipatorului și-l
aduc deasupra nivelului terenului pentru a fi deshidratat și îndepărtat, în loc ca operația să
se facă în două faze (cu două echipamente) una de transport către bașă și a doua etapă de
evacuare. Pentru efectuarea acestei operații se utilizează o platformă mobilă care încalecă
toate compartimentele deznisipatorului. Aceasta execută o mișcare alternativă, de tip du-te
– vino, rulând cu roți pe șine metalice. Platforma este prevăzută cu dispozitive de evacuare
pentru fiecare compartiment. Mecanismele pentru deplasarea platformei se calculează
pentru învingerea rezistenței de rulare datorită greutății proprii, a vântului și a încercărilor
accidentale. Rezistența de deplasare a dispozitivelor de curățire este foarte mică putând să
nu fie luată în calculul general.
Alimentarea cu energie electrică se face printr-un cablu flexibil care fie că este suspendat
de cărucioare cu roți susținute pe un cablu din oțel, fie că se înfășoară pe un tambur aflat pe
platformă. Tamburul este acționat prin resort, ca în cazul macaralelor, sau electric, soluție
cu fiabilitate mai mare utilizată în țara noastră. Comenzile sunt în general manuale.
33

Pod mobil cu pompă . Podul mobil cu pompă reprezintă o soluție mai veche care prevede
fie o pompă pentru toate compartimentele, fie câte o pompă pentru fiecare compartiment,
amplasate pe un pod mobil. De regulă, pompa refulează pe o rigolă dispusă paralel cu
deznisipatorul. Se utilizează o pompă volumică, cu diafragmă, care este auto-aspirantă și se
uzează mai puțin la nisip. Prin faptul că exploatarea este discontinuă, soluția cere atenție
deosebită iarna când există pericol de îngheț.
Pod mobil cu hidroelevator . Podul mobil cu hidroelevator este, de asemenea, o soluție
mai veche (fig. 11), care a apărut ca necesară pentru înlocuirea pompei din cauza uzurii
acesteia. În acest caz, platforma este prevăzută cu o pompă de apă cu aspirația prin sorb cu
clapetă, pentru a putea fi amorsată. Aspirația pompei se face de la un nivel superior, unde
probabilitatea de antrenare a nisipului este redusă.

Fig. 4.10. Pod mobil cu hidroelevator pentru deznisipator
1 — hidroelevator; 2 — racord de refulare; 3 — apă sub presiune;
4 — pompă pentru apă curată sub presiune; 5 — țeavă de aspirație;
6 — sorb cu clapetă; 7—platforma sudată, cu roți, pe șine.
Când platforma ajunge la capăt de cursă se oprește pompa, iar nisipul colectat în
decantor, cu o cantitate mai mică de apă se evacuează. Fiecare compartiment al
deznisipatorului este echipat cu hidroelevator. Soluția este astăzi depășită întrucât prezintă
o exploatare greoaie pe timp de iarnă, precum și datorită manevrelor care trebuie efectuate
la fiecare curățire.
Decantoare.
După direcția de curgere a apei și după alcătuirea lor tehnologică, se deosebesc:
1)decantoare orizontale longitudinale;
2)decantoare orizontale radiale;
3)decantoare verticale (circulare sau pătrate in secțiune transversală).
34

După modul de îndepărtare a depunerilor, se deosebesc:
1)decantoare cu curățire manuală;
2)decantoare cu sisteme de curățire mecanică;
3)decantoare cu sisteme de curățire hidraulică.
După amplasarea lor în stația de epurare, se deosebesc:
1)decantoare primare, amplasate înainte de instalațiile de epurare biologică și care au
drept scop reținerea materiilor in suspensie din apele brute;
2)decantoare secundare, amplasate după instalațiile de epurare biologică și care au
drept
scop reținerea nămolurilor biologice, rezultate în urma epurării in instalațiile biologice.
Uneori, în special înainte decantoarelor primare, se practică coagularea suspensiilor din
apă, ceea ce conduce la realizarea unei decantări mai eficiente și la reducerea volumului de
decantare.
Decantoare radiale
În figura 4.11. se arată un decantor radial. Accesul apei se face printr-o conductă
care trece pe sub decantor și debușează apoi în centrul lui, sub nivelul apei. Distribuția apei
se realizează printr-un perete metalic deflector circular și care obligă apa să pătrundă în
bazin pe la partea inferioară a peretelui. Evacuarea apei se face printr-o rigolă periferică,
prevăzută cu un deversor reglabil având muchia în formă de dinți de ferăstrău. Evacuarea
nămolului se realizează prin intermediul unei conducte, care funcționează sub presiune
hidrostatică. Antrenarea nămolului de pe radier și împingerea lui în pâlnia de nămol este
realizată de un pod raclor. Tot pe acest pod raclor este prins și un braț metalic, având o
lungime egală cu un sfert de diametru, care antrenează grăsimile și le împinge către
periferie, unde se opresc în peretele semiînecat, ce împiedică grăsimile să intre în rigola de
colectare.
Grăsimile sunt antrenate către o conductă basculantă, așezată paralel cu jgheabul, într-
o întrerupere a acestuia. Conducta basculantă are o fantă orizontală așezată astfel încât
atunci când podul raclor cu dispozitivul de basculare a conductei nu se găsește in dreptul
ei, fanta se găsește deasupra apei. Când podul raclor ajunge în dreptul ei se produce
bascularea, fanta coboară sub nivelul apei și antrenează grăsimile aduse de brațul metalic,
legat la podul raclor. Grăsimile ajung apoi printr-o conductă in bazinul de colectare a
grăsimilor, așezat alături de decantor.
35

Fig. 4.11. Decantor radial
Evacuarea nămolului se face printr-o conductă care pornește din pâlnia de nămol și
ajunge într-un cămin cu vană. Un motor electric antrenează podul raclor; acesta se sprijină
la centru pe un eșafod metalic, iar la periferie pe două roți dotate cu bandaje de poliuretan,
care circulă pe peretele bazinului. Podul raclor este prevăzut cu o serie de brațe, care au la
partea de jos niște palete reglabile care conduc nămolul către pâlnia de nămol. Pentru un
contact mai bun între palete și peretele radierul bazinului, acestea au prevăzute la partea de
contact cu radierul niște benzi de cauciuc. Pentru curățirea pereților este prevăzută o perie
metalică în contact permanent cu pereții, antrenată de podul raclor.
Capătul conductei de aducțiune este așezat de obicei la o adâncime de 20–30[cm]
sub nivelul apei; muchia de jos a deflectorului cilindric de la intrare se găsește la nivelul
părții inferioare a peretelui exterior al decantorului; unele tratate recomandă adâncimi de
0,90 -1,80[m] sub nivelul apei. Diametrul deflectorului circular reprezintă 10-20[%] din
diametrul decantorului. La unele decantoare rigola de colectare a apei decantate este
așezată la 1,00-2,00[m] distanță de peretele decantorului; în asemenea cazuri accesul apei
în rigolă se face prin latura dinspre perete, unde se află și deversorul reglabil. Pereții
semiînecați sunt așezați la distanțe de 0,3 – 0,4[m] de deversorul de colectare a apei
decantate; în cazul jgheabului așezat la distanță de perete este suficient să se supraînalțe
peretele opus deversorului; adâncimea de cufundare a pereților semiînecați este de obicei
36

de 0,30[m] sub nivelul apei. Viteza periferică a podului raclor variază între 10 și
60[mm/s], realizând 1-2 rotiri complete pe oră. Evacuarea nămolului din decantoare se
poate face intermitent sau continuu; pentru decantoarele secundare, evacuarea trebuie să se
facă întotdeauna continuu; evacuarea intermitentă sau continuă a nămolului se poate
realiza gravitațional, prin presiune hidrostatică sau pompare. Evacuarea intermitentă se
realizează la intervale variind între 0,5 și 6[h]. diametrul minim al conductelor de nămol
este 200[mm], iar viteza minimă în acestea este de 0,70[ m/s].
Raclorul, dispozitivele de curățare a spumei, stăvilarele și vanele trebuie controlate
din punctul de vedere al funcționării, iar suprafața apei trebuie ținută sub observație.
Nămolul plutitor sau abundența bulelor de gaz sunt indicii că utilajul sau mersul epurării
sunt defectuoase. Decantoarele au eficiența cea mai mare când debitul este distribuit egal
tuturor bazinelor decantoare, și în acestea, pe toată suprafața, cât mai uniform. Aceasta se
poate realiza numai dacă deversoarele sunt orizontale, curate, fără depuneri sau vegetație
acvatică. Dacă distribuția apei în decantor se face prin pereți găuriți sau deflectoare,
curățirea acestora trebuie să fie de asemenea făcută la timp. Dispozitivele de evacuare a
spumei trebuie reglate din timp în timp pentru a evita antrenarea și a unei cantități de apă
prea mari. Dacă nu sunt prevăzute dispozitive de evacuare a spumei, evacuarea acesteia
trebuie să se facă manual, cu scule construite în consecință de către personalul de
exploatare a stației.
Nămolul acumulat în pâlniile de nămol este evacuat prin conductele de descărcare în
puțurile de nămol ale stațiilor de pompare care îl trimite, fie în bazinele de fermentare a
nămolului, fie înapoi în bazinele de nămol activ, etc. Câteodată, nămolul poate fi pompat
direct din pâlniile de nămol, pomparea fiind continuă sau intermitentă. Fiecare pompă este
recomandabil să extragă nămol de la o singură pâlnie sau puț al stației de pompare în
același timp. Dacă pompa extrage în același timp din mai multe pâlnii, diferențele de
pierdere de sarcină din conducte, densitatea, vâscozitatea și factorii de colmatare vor face
ca dintr-o pâlnie colectoare să fie pompat mai mult nămol, iar din cealaltă mai puțin.
Pomparea trebuie făcută de preferință un timp scurt, la intervale egale și mai dese, decât pe
perioade mai lungi la intervale neregulate.
În stațiile mici, unde personalul supraveghează stația cu intermitență, nămolul poate
fi pompat numai o dată sau de două ori pe zi, în timp ce în stațiile mari, unde există
personal toată ziua, nămolul este bine să fie pompat din oră în oră. O atenție deosebită
trebuie dată cantității de nămol care se pompează, pentru a nu pompa și apa decantată. Se
recomandă ca toate conductele de nămol să fie prevăzute cu posibilități de spălare, și în
acest caz să se procedeze la spălarea conductelor cel puțin o dată pe săptămână. Spălarea
conductelor trebuie de asemenea să se facă și în momentul în care se constată că pomparea
nămolului merge greu. Odată cu spălarea conductelor trebuie să se facă și spălarea
pompelor. Pe pompele de nămol trebuie instalate aparate de măsurare a presiunii pentru a
indica condițiile în care lucrează pompa, cu ajutorul acestora putându-se constata și o
eventuală depunere de nămol pe conducta de refulare.
37

Uneori, la suprafața apei, în decantoare se constată apariția nămolului plutitor,
datorită unui început de fermentare a nămolului în bazinul de decantare. Începerea
fermentării nămolului se datorează neevacuării la timp a acestuia sau unor defecțiuni de
curățire, nu tot nămolul din decantor fiind evacuat la timp, și în mod continuu. Nămolul
este adus la suprafață de gazele de fermentare. În asemenea situații decantorul trebuie scos
din funcțiune, golit, și verificate cauzele neîndepărtării complete a nămolului, respectiv
trebuie făcute remedierile necesare. De cele mai multe ori se constată că principala cauză
este insuficienta curățire a nămolului de pe lamele raclorului.
Alteori se constată că nămolul din pâlnia de nămol nu poate fi evacuat
gravitațional, prin conducta de descărcare. Această deficiență poate fi datorată fie
conținutului mare de nisip, argile sau alte materiale grele sau ușor compactabile, fie unor
viteze mici pe conducta de descărcare. Deficiența poate fi remediată fie prin oprirea la
locurile de producere a materialelor menționate mai sus, fie prin răscolirea din timp în
timp a nămolului cu ajutorul aerului comprimat, fie prin schimbarea conductei de
descărcare pentru a obține pe ea o viteză corespunzătoare antrenării depunerilor. La
instalații se constată că lanțurile sau lamele raclorului se rup, se degradează cu o frecvență
mare. Această deficiență se datorează încărcării prea mari a acestuia, lamele împingând o
cantitate prea mare de nămol, sau acesta este prea consistent. Rezultă că raclorul a fost
subdimensionat și este necesară reproiectarea lui.
O deficiență mai rar întâlnită, însă care poate apărea datorită încărcării apelor uzate
cu substanțe organice în cantitate mare și ușor fermentabile, este apariția în decantoare, în
anumite perioade, a unei ape de culoare închisă și urât mirositoare. În general, apele
provenite de la fabricile de conserve, bere, textile, precum și apele de nămol din bazinele
de fermentare a nămolului pot produce asemenea neplăceri, care provoacă fermentarea
nămolului din bazinul de decantare, și deranjează decantarea propriu – zisă. În scopul
prevenirii acestor deficiențe se procedează în primul rând la clorinarea apei pentru a
întârzia fermentarea substanțelor organice, sau se analizează posibilitatea preepurării
acestor substanțe. În ceea ce privește apele de nămol din bazinele de fermentare, se
analizează cauzele care conduc la producerea de ape de nămol de calitate inferioară,
prelungindu-se eventual timpul de fermentare, se evacuează apa de nămol în iazuri de
rezervă, sau în bazinele de nămol activ, etc. Clorinarea poate fi folosită și pentru vegetația
acvatică care se dezvoltă uneori în decantoare și în jgheaburile de colectare a apei
decantate.
Curățitoare pentru decantoare
Curățitoarele pentru decantoare sunt denumite și racloare, fiind destinate îndepărtării
depunerilor de pe radier, precum și a transportării materialelor colectate către bașa de
evacuare, situată în amonte. Radierul decantoarelor longitudinale este orizontal, sau cu o
pantă de 1[%] către bașa de evacuare. În soluțiile mai vechi, când nu se folosea evacuarea
mecanizată, decantoarele se executau cu fundul în pantă mai mare; astăzi, din cauza
racloarelor, radierul trebuie să fie orizontal. Având în vedere că radierul decantoarelor nu
este perfect, precum și datorită faptului că există posibilitatea căderii în decantor a unor
38

corpuri, aduse în multe cazuri de vânt, este nevoie să se asigure o oarecare elasticitate a
lamei racloare, pentru evitarea blocajelor, apelându-se de aceea, la lamele articulate.
Curățitoare pentru decantoare radiale. În general, decantoarele radiale au o formă
circulară în plan orizontal, la care se racordează fundul înclinat cu o pantă de 1/5 către
centru, unde se află bașa de colectare, denumită și conul central. Această pantă, reprezintă
valoarea cea mai mare a unghiului de taluz natural solicitată de nămoluri astfel încât
acestea să curgă singure. În acest caz destinația raclorului, utilizat ca echipament de
curățire, este să desprindă particulele de nămol care aderă la radier astfel încât curgerea
naturală să se efectueze fără rezistență, în lungul dreptei de cea mai mare pantă. De
asemenea, cel puțin in porțiunea exterioară, lamele racloare conduc la viteze mai mari
decât scurgerea naturala si astfel apare fenomenul de împingere si transport. Prin aceste
ipoteze s-a reușit să se obțină racloare mai ușoare si cu putere instalată mai redusă. Dacă la
construcțiile mai vechi, lama era fabricată dintr-o bucată, în zilele noastre, lama se execută
din segmente, dispunerea lor făcând ca scurgerea să fie continuă, ca și cum ar fi dintr-o
bucată, asigurând transportul rapid al nămolului organic.
În cazul nămolului mineral, segmentele de lama nu mai sunt dispuse ca pentru o
scurgere continuă, ci la fiecare rotație a raclorului, nămolul trece de pe un element pe altul
astfel încât să se obțină o îngroșare a lui chiar pe radierul decantorului. În acest ultim caz
este necesar sa se efectueze, pentru transportul unei particule de la periferie către bașa
centrală, un număr de rotații ale raclorului corespunzător numărului de segmente ale lamei.
Deasupra bașei centrale, decantorul radial are o construcție din beton care-i fixează centrul
geometric. În centru se amplasează pivotul raclorului metalic.
Podul se compune dintr-o grindă metalică dispusă radial. În centrul decantorului
grinda are un pivot cu un rulment, și cu inele colectoare pentru alimentarea cu energie
electrică, iar la capătul opus, în dreptul peretelui cilindric al bazinul din beton, mecanismul
de antrenare. Ca soluție modernă, partea superioară a peretelui cilindric este amenajată ca o
cale de rulare. Mecanismul de antrenare este prevăzut cu roti de rulare, având fie bandaje
masive din cauciuc sau material plastic, fie pneuri. O soluție neeconomică și depășită
tehnic constă din utilizarea de roți metalice ce rulează pe șina metalică circulară.
a) Pod raclor pentru decantoare primare . În figura 4.12. se prezintă un pod raclor pentru
decantoare primare. În acest caz, lamele sunt de asemenea segmentate, dar dispuse astfel
încât scurgerea să se facă continuu, pentru ca nămolul organic sedimentat sa fie evacuat cat
mai repede. Neformându-se gheață, punctele de articulație ale brațelor se afla la prinderea
pe grindă principală, care practic este aceeași ca și la decantoarele pentru apa de consum.
Întrucât la decantorul primar se separă, prin flotație naturală, spuma, de grinda principală a
podului este agățată lama semiscufundată care, în mișcarea de rotație a raclorului, este
împinsă spre periferie. De asemenea, tot de grinda principală este fixată și o lamă pentru
descărcarea spumei către o pâlnie, dispusă într-un punct fix la periferia decantorului. Pâlnia
are un plan înclinat pe care se deplasează lama de descărcare.
b) Pod raclor pentru decantoare radiale secundare . Raclorul este similar sau chiar același
cu cel pentru decantor primar, fără însă a fi prevăzut cu dispozitivele de transport și de
39

evacuare a spumei. Având în vedere că raclorul transportă nămolul activ și că acesta
trebuie să se întoarcă la regenerare în bazinele de aerare, timpul admis pentru staționare în
decantor este de 45…50[min], la o antrenare cu o viteză periferică de 0,04[m/s]. Diametrul
maxim adoptat pentru acest tip de decantor si raclor este de 25[m].

Fig. 4.12. Raclor pentru decantor primar radial
1 – pivot central; 2 – grinda radială;
3 – grinda de capăt cu mecanism de antrenare;
4 – lama racloare; 5 – lama de spumă; 6 – dispozitiv de evacuare a spumei;
7 – lama deversantă; 8 – perete semiscufundat; 9 – balustradă;
10 – tablou electric; 11 – ecran la corpul central
c) Pod raclor pentru decantoare cu recircularea nămolului . În categoria decantoarelor
accelerate intră și cele cu recircularea nămolului. Acestea au drept scop, ca prin contactul
cu apa brută încărcată cu suspensii coagulate și nămolul recirculat, să formeze flocoane
mari ce se decantează mai ușor și permit încărcări de suprafață superioare, micșorând astfel
dimensiunea în plan a decantoarelor.
Acest echipament, denumit impropriu raclor, îndeplinește trei funcții:
a) de amestecare a apei brute cu nămolul recirculat de un agitator central cu opt brațe;
b) de recirculare cu pompa de tip axial, cu turații variabile și debit dat de suma debitului
de apă brută și de apa cu nămol recirculat; la încărcări mari in suspensii a apei brute, nu
mai este astfel necesară recircularea nămolului (debitul recirculat fiind nul), debitul pompei
40

se reglează la debitul apei brute pentru ca să se mențină sensul de curgere în decantor, iar
la încărcări minime în suspensii a apei brute, pompa instalată central, vehiculând astfel de
patru ori debitul;
c) de curățire; ca raclor, este de tip pod rotativ (antrenare periferică) și lame înclinate,
articulate, care dirijează nămolul raclat spre o bașă inelară, deoarece centrul decantorului
este ocupat de camera de floculare și de îngroșare; bașa inelară având diametrul mare se
prevede ca nămolul să fie evacuat prin trei puncte dispuse la 120°; transportul nămolului în
bașa se realizează cu ajutorul unei lopeți articulate, cu formă corespunzătoare secțiunii
bașei, ce este precedată de un scarificator (grebla cu dinți de oțel lat sau țeavă, de lungime
diferită, după forma trapezoidală a canalului), ambele antrenate în mișcare de grinda
principală. Pentru a se asigura și evacuarea unor debite de nămol, raclorul are două viteze
de antrenare, una mai mică, normală, de 2,5…3[cm/s], și a doua dublă, ce se obține prin
motoare electrice, cu două turații. Cele trei conducte de evacuare a nămolului sunt
prevăzute cu robinete acționate pneumatic, automat, în funcție de poziția lopeții și a
cantității de nămol.
4.1.3. Treapta biologică
Epurarea apelor uzate prin procedeul cu nămol activ
Epurarea apelor uzate poate fi mai mult sau mai puțin complexă, în funcție de
caracteristicile fizico-chimice și microbiologice ale apelor și de cerințele de calitate pentru
evacuarea în râurile receptoare. Apele uzate, având un predominant caracter anorganic, pot
fi tratate prin procedee fizico-chimice în care eliminarea substanțelor impurificatoare se
face prin procese chimice și fizice ca de exemplu: sedimentare, neutralizare, precipitare,
coagulare, adsorbție de cărbune activ, schimb ionic, etc. Apele uzate cu caracter pronunțat
organic, pot fi tratate prin procedee fizico-chimice și/ sau biologice, în ultimul caz,
eliminarea substanțelor organice impurificatoare făcându-se prin procese biochimice,
procesele metabolice ale microorganismelor .
Până în prezent, specialiștii în domeniul epurării apelor consideră că metoda cea mai
eficientă și mai economică de îndepărtare a substanțelor organice din apele uzate este
folosirea procedeelor de epurare biologică. Aceste procedee se bazează pe reacțiile
metabolice ale unei populații mixte de bacterii, ciuperci și alte microorganisme (în special
protozoare și unele metazoare inferioare), care își desfășoară activitatea în anumite
construcții hidrotehnice, instalații de epurare. În practica epurării, aceasta populație
(biocenoza) se numește biomasă.
Compoziția biocenozelor și randamentul de îndepărtare a substanțelor organice
depinde de condițiile de mediu: compoziția apei uzate și concentrația de impurități,
temperatura, condițiile de amestec, modul de exploatare a instalației de epurare. Diferitele
specii ale biomasei coexista în echilibru dinamic; frecvența lor poate fi modificată de
factorii enumerați mai sus. Fluctuațiile temporale ale factorilor de mediu sunt compensate
de dinamica populației de microorganisme care are o bună capacitate de adaptare; în acest
41

fel, calitatea apei epurate variază puțin. Fluctuațiile de lungă durată ale condițiilor de
mediu, ca și intoxicările acute ale organismelor, datorită evacuării de poluanți toxici,
conduc la variații considerabile ale biocenozei; în acest caz, efluentul "epurat" nu mai are
calitățile cerute. Apele uzate menajere, reprezintă amestecuri neomogene a zeci de
compuși organici simpli și complecși care sunt asimilați de către microorganisme, în
principal glucide, aminoacizi, esteri ai acizilor grași. Apele uzate industriale se evacuează
după folosirea apei în procesele de obținere a materiilor prime și în cele de producere a
bunurilor necesare activității economice și sociale, se caracterizează prin variații mari ale
compoziției și concentrației; într-un timp dat, putem întâlni în aceeași apă uzată materii
prime, produși intermediari, produși finali, și produși ai reacțiilor secundare. Procedeele
de epurare biologică utilizează una din cele două grupe fiziologic diferite de
microorganisme: aerobe sau anaerobe. Microorganismele anaerobe se folosesc pentru
fermentarea nămolurilor și fermentarea unor ape uzate industriale concentrate.
Microorganismele aerobe sunt folosite în mod curent în epurarea majoritarii apelor uzate
cu caracter predominant organic, și în ultima vreme, de asemenea pentru fermentarea
nămolurilor organice. Alimentare biocenozelor respective se face continuu sau discontinuu
cu apă uzată sau cu solide organice separate din aceasta, prima metodă fiind mai des
folosită. Pentru epurarea aerobă a apelor, cele mai utilizate procedee sunt: cu nămol activ,
biofiltre, iazuri de oxidare. Deși aceste procedee diferă între ele cu privire la timpul de
contact între microorganisme și apa uzată, necesarul de oxigen, modul de utilizare al
nămolului biologic sunt identice. În ultimii ani, în epurarea biologică a apelor uzate
industriale prevalează procedeul cu nămol activ datorită calităților acestui procedeu .
Etapele epurării apelor uzate în instalațiile de nămol activ sunt:
1)Apa uzată (influentul) este preepurată mecanic, respectiv este separată de o
parte a suspensiilor prin sedimentarea acestora în decantorul primar (1), sau prin alte
procese fizico-chimice, daca este cazul, este amestecată cu nămolul recirculat (de
întoarcere) și este aerată împreună cu nămolul activ (biomasa) în bazinul de aerare
(reactor) (2), în așa fel încât oxigenul dizolvat să satisfacă necesitățile de mediu ale
microorganismelor aerobe, aglomerate în flocoane, iar acestea să se mențină în suspensie;
2)Apa epurată (efluentul), lipsită în procent de peste 95[%] de substanțe organice
degradabile, este separată de nămol prin sedimentarea acestuia în decantorul secundar (3),
și condusă în râul receptor;
3)Nămolul activ depus în decantorul secundar este reîntors (recirculat) în bazinul
de aerare și amestecat cu apa de tratat;
4)Nămolul activ excedentar, rezultat din procesele care au loc în reactor în timpul
epurării este scos din circuit, pentru ca în bazinul de aerare să rămână concentrația de
biomasă stabilită ca optimă.
Diferitele variante ale procesului cu nămol activ diferă, în principal prin modul de
introducere a apei uzate și prin raportul între substrat și microorganisme.
42

Fig. 4.13. Fluxul tehnologic al epurării apelor uzate cu nămol activat
1-decantor primar; 2- bazin de aerare (reactor); 3 – decantor secundar;
a – influent; b – efluent; c – nămol recirculat; d – nămol excedentar spre tratare.
Calitatea contactului dintre impuritățile organice și biomasă se păstrează prin
procesele de metabolism, de oxidare a substanțelor organice și de sinteză a masei celulare
vii. În procesul epurării apelor uzate, concentrația substanțelor organice este exprimată
global, direct prin determinarea carbonului organic, sau indirect prin determinarea
consumului chimic de oxigen. Schematic, procesul de epurarea biologică are loc în reactor
astfel: substanțele organice din apa uzată sunt adsorbite și concentrate la suprafața
biomasei; aici, prin activitatea enzimelor eliberate de celulă (exoenzime), substanțele sunt
descompuse în unități mici care pătrund în celula microorganismelor unde sunt
metabolizate; o parte a reacțiilor care au loc furnizează energie reacțiilor prin care se
formează masa celulara nouă, iar produșii finali ai descompunerilor (CO 2, H2O, azotați,
sulfați) sunt eliberați în mediu; moleculele mici de substanțe organice, aflate în mediul
apos, pot difuza în celulă fără să fie adsorbite pe suprafața acesteia . Deci, în epurarea
biologică, concomitent cu eliminarea substanței organice impurificatoare, se obține
creșterea biomasei sub forma materialului celular insolubil, sedimentabil, precum și
produși reziduali (din metabolism sau din distrugerea celulei), unii ușor de îndepărtat
(CO2), alții rămân dispersați în mediul lichid, conferind o anumită valoare CCO – ului și
CBO5- ului apei epurate; pentru nămolul activ se aproximează în general, creșterea
biomasei la 40-60[%] din cantitatea de substanță organică asimilabilă, existentă în apa
uzată menajeră. Această substanță organică considerată global, reprezintă substratul
dezvoltării microorganismelor din nămolul activ.
În linii generale, la îndepărtarea satisfăcătoare a substanțelor organice din apele uzate din
procesele biologice iau parte:
a)fenomene fizice ale transferului de masă (separarea prin sedimentarea a
suspensiilor grosiere din apa uzată brută, a suspensiilor obținute prin coagulare, ca și a
materialului celular sedimentabil din apa tratată; introducerea oxigenului din aer în apă;
difuzia oxigenului dizolvat ca și a substratului nutritiv în celulele microorganismelor;
adsorbția substanțelor dizolvate a particulelor coloidale și a suspensiilor fine pe suprafața
biomasei; desorbția produșilor de metabolism în mediu;
b)fenomene chimice (reacții catabolice-oxidarea substratului, respirația endogenă;
reacții anabolice-creșterea biomasei; inhibarea reacțiilor enzimatice de către substanțe
toxice)
43

c)fenomene hidraulice (de curgere; distribuția apei uzate în reactor; timpi de
retenție; viteze de sedimentare, încărcări hidraulice)
Cunoașterea temeinică a proceselor de asimilare sau de sinteză (anabolism) și de
dezasimilare sau de oxidare (catabolism), a condițiilor de mediu în care au loc cu eficiență
optimă, a inhibitorilor metabolici, precum și cunoașterea posibilităților de menținere a
echilibrului din punct de vedere tehnico – economic intre aceste procese conduce la
elaborarea instalațiilor de epurare biologică având randamente maxime în îndepărtarea
poluanților și la îndepărtarea erorilor fundamentale în aprecierea posibilităților de epurarea
biologică a anumitor ape uzate industriale.
4.2. Materii prime si materiale auxiliare
Caracteristicile materiilor auxiliare (nămolurile)
Nămolurile se pot clasifica după mai multe criterii:
1)După proveniența apei uzate, există:
a)nămoluri de la epurarea apelor uzate orășenești;
b)nămoluri de la epurarea apelor uzate industriale;
2)După treapta de epurare, se disting:
a)nămol primar din decantoarele primar;
b)nămol secundar din decantoarele secundare;
c)nămol amestecat: cu nămol activ în exces sau nămol de la filtrele biologice,
combinat cu nămol primar;
3)După stadiul de prelucrare în cadrul gospodăriei de nămol, se menționează:
a)nămol proaspăt;
b)nămol fermentat, stabilizat aerob, anaerob sau chimic;
4)După compoziția chimică, se disting:
a)nămoluri cu compoziție predominant organică, ce conțin peste 50[%] substanțe
volatile în substanță uscată;
b)nămoluri cu compoziție predominant anorganică, ce conțin peste 50[%]
substanțe minerale în substanță uscată.
4.2.1. Carcacterizarea fizico-chimica si tehnologică
Caracteristicile fizico-chimice ale nămolurilor
Caracteristicile fizico-chimice ale nămolurilor depind de proveniența apei uzate și
tehnologia de epurare. Pentru a caracteriza nămolurile se apelează la indicatori generali
(umiditate, greutate specifică, pH, putere calorică, etc.) și la indicatori specifici (substanțe
44

fertilizante, detergenți metale, uleiuri, grăsimi, etc.). Datorită naturii complexe a
nămolurilor, indicatorii generali și specifici se completează și cu alți parametri ce
caracterizează modul de comportare a nămolurilor la anumite procese de prelucrare
(fermentabilitate, rezistență specifică la filtrare, compresibilitate,). Principalele
caracteristici fizico-chimice ale nămolurilor, care prezintă interes în tehnologia de
prelucrare și evacuare sunt prezentate în continuare.
Umiditatea nămolurilor variază în limite destul de largi, în funcție de natura nămolului, de
treapta de epurare din care provine. Nisipul reținut în reținut în deznisipatoare are o
umiditate de cca. 60[%], nămolul primar proaspăt 95-97 [%], nămolul activ în exces 98-
99,5[%].
În nămoluri, apa este legată de particulele solide în mai multe moduri, fiecare tip de
apă putând fi separată printr-un anumit procedeu. Astfel, există:
-apă interstițială, separabilă prin decantare;
-apă de adeziune, separabilă prin filtrare sau centrifugare;
-apă de adsorbție, separabilă prin uscare;
-apa capilară sau intracelulară, separabilă prin uscare sau incinerare.
În principiu, energia necesară pentru separarea apei crește exponențial cu conținutul în
reziduu total al nămolului.
Greutatea specifică a nămolului depinde de greutatea specifică a substanțelor solide
pe care le conține, de umiditatea și de proveniența nămolului din cadrul stației; nămolul
primar brut are o greutate specifică de 1,004-1,014[t/m3], nămolul activ în exces are valori
în jur de 1,001[t/m3], iar după îngroșare 1,003[t/m3].
Mineral și volatil în substanța uscată e ste un criteriu de clasificare a nămolurilor și
un criteriu de selecție a procedeelor de prelucrare, întrucât un nămol organic este
putrescibil și se are în vedere mai întâi stabilizarea sa, mai ales pe cale biologică
(fermentare anaerobă, stabilizare aerobă), pe când nămolul anorganic se prelucrează prin
procedee fizico-chimice (solidificare, extracție de elemente utile). Întrucât pentru
înlăturarea apei cele mai folosite procedee sunt deshidratarea, uscarea și incinerarea, pentru
caracterizarea nămolurilor se utilizează anumiți parametri specifici ce interesează în mod
deosebit aceste operații. Între aceștia, cei mai importanți sunt: rezistența specifică la
filtrare, compresibilitatea și puterea calorică.
Rezistența specifică la filtrare este un parametru care indică posibilitatea eliminării
apei dintr-un nămol prin filtrare. Cu cât rezistența specifică este mai mare, cu atât apa se
îndepărtează mai greu.
În conformitate cu rezistența specifică la filtrare, nămolurile se împart în:
-nămoluri greu filtrabile, în categoria cărora se încadrează nămolurile orășenești
brute și unele nămoluri primare fermentate cu durată scurtă de fermentare;
-nămoluri cu filtrabilitate medie, care cuprind unele nămoluri anorganice și unele
nămoluri cu durată de fermentare mare;
45

-nămoluri ușor filtrabile cu rezistență la filtrare mică, în categoria cărora intră
nămoluri condiționate, nămoluri provenite din epurare mecano – chimică, nămoluri
fibroase, etc. Rezistența specifică la filtrare se determină experimental. Pentru aceasta, se
măsoară volumele de filtrat scurse la anumite intervale de timp într-o instalație specifică de
laborator, prin filtrare la o diferență de presiune negativă sau pozitivă. Cu cât factorul de
compresibilitate a unui nămol este mai mare, cu atât variază mai mult rezistența specifică
la filtrare a acestuia cu presiunea. Factorul de compresibilitate exprimă comportarea
nămolului în timpul filtrării .
Puterea calorică a nămolului variază în funcție de conținutul de substanță organică
(volatilă). Puterea calorică se determină experimental, utilizând o bombă calorimetrică. Se
poate determina puterea calorică și prin utilizarea de calcul stabilite pe baza conținutului
nămolului în substanță volatilă.
Conținutul în metale grele și nutrienți ( K, P, N) prezintă o importanță deosebită,
atunci când se are în vedere valorificarea nămolului ca îngrășământ agricol sau agent de
condiționare a solului. Dar utilizarea agricolă a nămolurilor este condiționată, în primul
rând, de conținutul nămolului în substanțe toxice și în special, în metale grele, care prezintă
un grad ridicat de toxicitate. Dacă nămolul menajer conține cantități reduse de metale
grele, în general sub limitele admise, nămolul rezultat din epurarea în comun a apelor
orășenești cu cele industriale conduc, în funcție de profilul industriei la creșterea
concentrației de metale grele în nămol. Prezența și concentrația metalelor grele în
nămolurile industriale depind de profilul și procesul tehnologic al industriei . Culoarea,
mirosul, textura, fluiditatea și plasticitatea sunt legate de gradul de fermentare a
nămolurilor în asemenea măsură, încât adeseori, chiar numai aceste caracteristici pot
indica instalația de unde provin. Nămolul proaspăt este cenușiu sau gălbui, adeseori cu
bucăți vizibile de resturi de mâncare, hârtie, gunoaie și alte murdării; miroase urât, este
vâscos și greu deshidratabil, iar apa conținută este tulbure și urât mirositoare. Nămolul
fermentat este cenușiu închis, negru, cu miros specific de putrefacție și ceva mai puțin
vâscos decât nămolul proaspăt. Nămolul activ este brun, floculos și lipsit de miros.
Nămolul activ în exces este de asemenea parțial descompus, are culoarea brun – deschisă,
este floculos, iar în stare proaspătă are un miros de pământ vegetal; descompus în
continuare devine septic, cu miros neplăcut.
4.2.2. Conditii de calitate, depozitare, transport
Recircularea namolului din metantancuri
Instalatiile de recirculare a namolului au ca scop principal omogenizarea namolului:cel
proaspat cu cel fermentat,cel cu temperatura mai mare cu cel cu temperatura mai joasa,etc.
1.Recircularea interioară cu hidroelevator
Echipamentul mecanic pentru recircularea nămolului se compune din hidroelevator, rețea
de conducte și pompa pentru circulație exterioară racordată la partea inferioară a
46

metantancului. Hidroelevatorul este amplasat în zona superioară astfel încât să se asigure
antrenarea crustei și spumei odată cu nămolul aspirat. Actualmente metoda nu este
recomandată datorită următoarelor dezavantaje:
a)randament energetic redus;
b)suspensiile cu dimensiuni mari, din nămolul primar, pot înfunda duza sau
pompa;
c)în sistem trebuie asigurate viteze mai mari, corespunzătoare hidrotransportului.
2. Rrecircularea interioară cu dispozitiv de stropire . Echipamentul mecanic se
compune dintr-o pompă exterioară racordată la partea inferioară a metantancului, rețea de
conducte, dispozitiv de stropire rotitor (brasaj) antrenat din exterior cu un grup
motoreductor la 8…10 [rot./min]. Sistemul asigură stropirea stratului superficial (crusta –
spuma), favorizând degajarea bulelor de gaz. Pompa este utilizată pentru vehicularea
nămolului prin schimbătorul de căldură și pentru stropire prin dispozitivul de brasaj în
scopul distrugerii spumei. Sistemul are dezavantajul că pompa de recirculare, dimensionată
pentru învingerea rezistenței hidraulice prin conducte si schimbătorul de căldură, trebuie să
funcționeze continuu, chiar dacă nu este nevoie de încălzire .
3. Recircularea interioară cu gaz-lift . Echipamentul mecanic pentru recirculare gaz-
lift este alcătuit dintr-un agregat pentru comprimarea gazului, conducte, și un dispozitiv cu
duze pentru dispersie. Barbotarea conținutului vasului de fermentare cu gaz propriu
conduce la o bună omogenizare. Debitul de gaz necesar barbotării este de 1…1.5[m3/min și
m2 de suprafață]. Dezavantajul sistemului constă în consumul de energie suplimentar
pentru comprimarea gazului precum si măsurile speciale ce trebuie luate la vehicularea
acestuia.
4.Recircularea mecanică interioară. Amestecătorul mecanic intubat (pompa) cu
spirală sau axial este larg utilizat la metantancurile încălzite care funcționează cu nivel
constant obligatoriu. Echipamentul mecanic se amplasează pe verticală, în centrul
metantancului, cu motorul electric deasupra capacului metalic al acoperișului. Rotorul elice
sau spirală, amplasat la partea superioară a tubului central, este imersat la 300[mm] în
stratul de nămol. În funcționare, el aspiră apa de nămol, antrenând pe această cale crusta și
spuma formată la suprafață, o împinge în jos prin tubul vertical și asigură mișcarea de
circulație. Turația rotorului este de 750[rot/min] realizată prin cuplarea directă a acestuia
pe axul electromotorului având puterea de 1,1…1,5[kW]. Diametrul rotorului este de
200…265[mm]. Tubul vertical de circulație este centrat în metantanc prin suportul de
ghidaj montat în acoperiș și susținut de picioare rezemate pe radier.
Spre deosebire de celelalte sisteme de recirculare, acesta impune menținerea constantă a
nivelului. Evacuarea nămolului fermentat se face prin dispozitiv de prea-plin. Creșterea
nivelului în scopul deversării se realizează prin introducerea nămolului proaspăt
5.Recircularea exterioară a metantancului . Echipamentul mecanic pentru recirculare
exterioară este alcătuit dintr-o electropompă de nămol, schimbătorul de căldură și rețeaua
de conducte. Racordul de aspirație se face în partea inferioară, iar cel de refulare spre zona
superioară. Rolul principal al acestuia este de a asigura energia termică necesară
47

desfășurării procesului de fermentare în domeniul mezofil. Pentru cazul realizării condiției
de omogenizare a conținutului, aspirația se face din mai multe puncte situate în diferite
puncte ale cuvei. În această situație, când nu este necesară o cantitate de energie termică
suplimentară, rețeaua de conducte are posibilitatea de a elimina din circuit schimbătorul de
căldură. Se recomandă utilizarea echipamentului mecanic pentru circulație exterioară
concomitent cu cel corespunzător recirculației mecanice interioare.
Instalații de încălzire a nămolului
Aceste instalatii sant necesare pentru a satisface cererea de caldura necesara namolului care
se introduce in bazin pentru a ajunge la temperatura namolului in curs de fermentare din
bazin. Astfel se compenseaza pierderile de caldura prin peretii si acoperisul bazinului.
Încălzire nămolului se poate face prin metode directe de contact cu sursa caldă introdusă în
metantanc, sau, indirecte, prin schimbătoare de căldură cu circulație exterioară față de
cuvă.
Încălzirea directă se realizează prin:
a)injectare de abur sau apă caldă în zona adiacentă a radierului cuvei; apa sau
condensul se evacuează în exterior prin conducta apei de nămol; eficiența metodei este de
cca. 60[%] pentru injecție de apă caldă; introducerea directă a aburului a dat bune rezultate,
dar soluția nu este întotdeauna aplicabilă economic deoarece este necesară dedurizarea
apei, apar zgomote, etc.;
b)conducte cu apă caldă montate în interiorul cuvei, pe eșafod, sau lângă radier și
pereți; eficiența metodei este de cca. 80[%];
c)arderea gazului de fermentare în arzătoare deschise sau camere speciale de
combustie, submerse, cu difuzia gazelor calde în masa nămolului din cuvă. Eficiența totală
a instalației este de cca. 85..90[%];
d)încălzirea nămolului care intră în bazin, în zona radierului, cu vapori sau cu
schimbător de căldură în contracurent. Încălzirea nămolului în schimbătoare de căldură
este metoda cea mai răspândită. Schimbătorul de căldură exterior se construiește sub forma
unui recipient de nămol, în interiorul căruia, în plan vertical este o spirală prin care circulă
apa caldă la o temperatura de maxim 68[°C]. La temperaturi mai mari ale apei sau la
încălzirea cu vapori s-ar produce prăjirea nămolului și formarea crustelor arse. Capacul
frontal al recipientului se rabate în plan orizontal ceea ce permite vizitarea si curățirea
spiralei. Nămolul încălzit este refulat în bazinul de fermentare.
4.3. Procese tehnologice componente (P.T.C.)
Procese unitare pentru epurarea apelor uzate industriale
A. Procese fizice
Procesele fizice de epurare sunt acelea n care substantele poluante nu sufera transformari
în alte substante, având la baza principiile:
48

a) separarea gravitationala a particulelor grele, nedizolvate în apa, sub influenta gravitatiei,
prin sedimentare, prin flotatie sau prin centrifugare.
b) flotatia este un proces unitar de separare din apa, sub actiunea câmpului gravitational
terestru, a particulelor cu densitate mai mica decât a apei. Flotatia poate fi naturala sau cu
aer introdus în apa sub forma de bule fine. Scopul flotatiei este de a forma o spuma stabila
care sa încorporeze particulele insolubile.
c) filtrarea consta în trecerea apei printr-un mediu poros în care are loc retinerea prin
fenomene predominant fizice. Filtrarea este un proces de sitare cu ajutorul unei tesaturi
fine.
d) retinerea pe gratare si site a impuritatilor mari (crengi, fire, etc) pe gratare si a celor mai
mici pe site. Sitele servesc pentru retinerea impuritatilor nedizolvate de dimensiuni mai
mici si sunt realizate din table metalice sau din placi de material plastic perforat. Acestea
pot fi statice si mobile (ciururi cu miscare de vibratie sau giratoare).
e) epurarea în filtre granulare si filtre cu prestrat. Procesul consta în filtrarea prin straturi de
materiale granulare (de ex. din antracit, nisip cuartos, granat) aranjându-se cu diametrul
descrescând în sensul de curgere.
f) epurarea prin membrane. Membrana este o bariera pentru speciile moleculare sau ionice
din apa. Procesul de epurare cu membrane se numeste osmoza, care poate fi directa sau
inversa.
Alte metode de epurare prin membrane sunt:
* ultrafiltrarea – se folosesc mai multe membrane cu permeabilitate selectiva pentru
anumiti componenti.
* electrodializa – foloseste membrane cu permeabilitate selectiva la anioni, respectiv
cationi, deplasarea acestora facându-se sub influenta unui câmp electric, ca la electroliza.
g) transferul între faze se bazeaza pe trecerea poluantilor într-o alta faza, nemiscibila cu
apa, care poate fi lichida, solida sau gazoasa.
h) distilarea consta în trecerea apei în faza de vapori, prin încalzire, urmata de condensarea
vaporilor, deoarece impuritatile au o volatilitate mai redusa decat apa.
i) înghetarea consta în trecerea apei în faza solida sub forma de cristale de gheata, care se
separa de reziduuri.
j) spumarea este un proces de separare a unor impuritati organice dizolvate în apa.
k) absorbtia are la baza fenomenul de retinere pe suprafata unui corp a moleculelor unei
substante dizolvate în apa. Materialul, lichid sau solid, pe care are loc retinerea se numeste
absorbant, iar substanta retinuta absorbat.
Ca absorbanti se folosesc materiale solide cu suprafata specifica mare, carbunele activ,
cenusa fina, etc. Carbunele activ poate retine o masa de substante organice de pâna la 5%
din greutatea sa .
49

B. Procese chimice: prin procesele chimice de epurare, poluantii sunt transformati în alte
substante mai usor de separat, precipitate insolubile, gaze, care pot fi stipale sau care au o
activitate nociva mai redusa.
a) neutralizarea este un proces prin care pH-ul unei solutii uzate este reglat prin adaos de
acizi sau baze.
b) oxidarea si reducerea
Scopul oxidarii este de a converti compusii chimici nedoriti în altii mai putin nocivi .
Reducerea consta în transformarea unor poluanti cu caracter oxidant în substante
inofensive care pot fi usor epurate.
c) precipitarea este un proces de epurare bazat pe transformarea poluantilor din apele
reziduale în produsi insolubili.
d) coagularea si flocularea
e) schimbul ionic
Schimbatorii de ioni se utilizeaza mai ales pentru dedurizarea apelor, folosind cationati în
forma sodiu (Na), iar regenerarea lor se face cu clorura de sodium.
Folosirea schimbatorilor de ioni este o solutie mai scumpa.
C. Procese biologice
Substantele organice pot fi îndepartate din apa de catre microorganisme care le utilizeaza
ca hrana, respectiv sursa de carbon.
Epuraea apelor reziduale prin procese biologice poate fi :
* Epurarea biologica aeroba
* Epurarea biologica anaeroba
D. Dezinfectia: dezinfectia este necesara în cazul apelor uzate care contin microorganisme.
Daca sterilizarea presupune distrugerea tuturor microorganismelor, prin dezinfectie nu se
distrug toate. Un dezinfectant pentru apa este clorul. Dintre metodele fizice de dezinfectie,
cele mai utilizate sunt metoda termica si iradierea cu radiatii de energie ridicata.

4.3.1. Mecanismul procesului de epurare
În urma colectării apelor uzate provenite din folosințe, a rezultat un debit mediu de
600 mc./zi. Apa uzată va fi tratată într-o stație de epurare care cuprinde două etape
tehnologice: tratarea mecanică și tratarea biologică.
C.Tratarea mecanică are următoarea soluție constructivă:
deznisipator – separator de grăsimi
bazin de egalizare – omogenizare și pompare
D.Tratarea biologică se realizează utilizându-se următoarele dispozitive:
50

 instalația automatizată de deshidratare în saci
 bazinele de aerare cu:
• tanc de hidroliză
• tanc de nitrificare – denitrificare heterotrofă
• tanc de nitrificare autotrofă
camera de coagulare
tanc de sedimentare secundară
unitate de dozare polielectrolit
instalație de aerare cu patru compresoare
instalație de dezinfecție cu ultraviolete.
Apa limpezită și tratată biologic este utilizată și ca apă tehnologică de spălare nisip și
platforme în stația de epurare, prin intermediul unei pompe montate în căminul de evacuare
efluent, cât și pentru cei doi hidranți proiectați pe linia de spălare.
Apele uzate necesită o epurare pentru a putea fi deversate în mediul înconjurător,
respectiv în receptor.
Conform calculului de dimensionare de mai jos, gradul necesar de epurare este de
cca. 79,04% pentru materiile solide în suspensie, 91,27% pentru consumul biochimic de
oxigen la cinci zile CBO5 , 92,72% pentru azot amoniacal, 78,16% pentru azotul total TKN
și de 82,53% pentru fosforul total TP.
Deci, stația de epurare pe lângă îndepărtarea unor poluanți clasici ca MTS (materii
solide în suspensie) și CBO5, trebuie să realizeze și reducerea amoniului, azotului și
fosforului, precum și a bacteriilor patogene existente în apele uzate.
Epurarea apei in statii de epurare se realizeaza in mai multe trepte si anume: treapta
primara, treapta secundara si treapta tertiara. Ca produsi finali ai procesului de epurare
dintr-o statie de epurare rezulta: apa purificata in diferite grade, functie de proces si de
starea ei initiala, precum si namoluri.
Schema de epurare se alege pe baza unor calcule tehnico-economice comparative
intre mai multe variante facute prin considerarea mai multor factori ca: existenta de
terenuri disponibile pentru statii de epurare sau economic inapte pentru alte folosinte,
posibilitatea asigurarii zonei de protectie sanitara in jurul statiei de epurare, obligativitatea
asigurarii gradului de epurare necesar, distanta fata de emisarul in care se deverseaza apele
purificate, cantitatile de namoluri rezultate in fiecare proces de epurare si posibilitatile de
depozitare sau de distrugere a lor, posibilitatea asigurarii statiei de epurare cu personal
calificat.
51

In functie de volumul de apa epurata zilnic si de natura apelor se poate opta din punct
de vedere economic si constructiv pentru rezervoare din diferite materiale sau bazine din
beton.
4.3.2. Bilanț de materiale
Stația de epurare proiectată desăvârșește unui oraș cu 40.000 locuitori.
Deși apele uzate au o densitate mai mare decât apele naturale și o
vâscozitate diferită, în calcule se consideră că au aceeași densitate și
vâscozitate ca a apelor naturale.
Debitul volumic al apei la intrare în stație este:
)/(216003..zimQmedua=
Debitul masic al apei la intrare în stație este:
)/(21600)/(21600
……..
zitMzit QM
medmedmed
uauauaua
==⋅=ρ
Bilanțul de materiale pentru grătare

Ecuația generală de bilanț pentru grătare este:
ggmedduauaMMM+=….
gggdddVMρ⋅=
Conform literaurii:
-volumul reținerilor pe grătare este: )/(64,0)/(100040000016,033zimzim Vgd =⋅=
(1)
52GRĂTAREmeduaM..
gdMguaM..

-densitatea reținerilor de pe grătare este: )/(75,03mtgd=ρ
(2)
Din (1) și (2) rezultă: )/(6,0zitMgd=
ggdgdgdg
duuuad
MMMMM
⋅=+=
%80……..)/(12,048,06,0…. zit Mgdus=−=
4,215996,021600……
=−=⇔−=
ggmedg
uaduaua
MMMM
Bilanțul de materiale pentru deznisipator
guaM..dzuaM..
dzdM
Ecuația generală de bilanț pentru deznisipator este:
dzdzgduauaMMM+=….
dzdzdzdddVMρ⋅=
Conform literaturii:
-volumul reținerilor în deznisipator este: )/(8,010004000002,03zim Vdzd=⋅=
(3)
-densitatea reținerilor din deznisipator este: )/(5,13mtdzd=ρ
(4)
Din (3) și (4) rezultă: )/(2,15,18,0zit Mdzd=⋅=
53DEZNISIPATOR

dzdzddzddzddz
duuusd
MMMMM
⋅=+=
%60….. )/(3,09,02,1… zit Mdzdus=−=
)/(2,215982,14,21599……
zit MMMM
dzdzgdz
uaduaua
=−=−=
Bilanțul de materiale pentru separatorul de grăsimi
dzuaM.. ….gsuaM

..gsdM

Ecuația generală de bilanț pentru separatorul de grăsimi este:
…….. gsgsdzduauaMMM+=
……gsgsgsdddVMρ=
Conform literaturii:
-volumul reținerilor din separatorul de grăsimi este:
)/(6,1)/(10004000004,033..zimzim Vgsd =⋅=
(5)
-densitatea reținerilor din separatorul de grăsimi este: )/(3,03..mtgsd=ρ
(6)
Din (5) și (6) rezultă: )/(48,03,06,1..zit Mgsd=⋅=
………….
%60..
gsgsdgsdgsdgs
duuusd
MMMMM
⋅=+=
)/(48,072,02,1….. zit Mgsdus=−=
)/(7,215962,19,21597……
……
zit MMMM
gsgsdzgs
uaduaua
=−=−=
54SEP.
GRĂSIMI

Bilanțul de materiale pentru decantorul primar
….gsuaM ….pduaM
..pddM
Conform literaturii:
-volumul de nămol din decantorul primar este:
)/(28)/(1000400007,033..zimzim Vpdd =⋅=
(7)
-densitatea nămolului din decantorul primar este: )/(01,13..mtpdd=ρ
(8)
Din (7) și (8) rezultă: )/(28,2801,128..zit Mpdd=⋅=
………….
%95..
pdpddpddpddpd
duuusd
MMMMM
⋅=+=
)/(3,158,2928,28….. zit Mpddus =−=
)/(42,2156828,287,21596……..
….,.
zit MMMM
pdpdgspd
uaduaua
=−=⇔−=
Bilanțul de materiale pentru decantorul secundar
….pduaM ..eaM
..sddM
Ecuația generală de bilanț pentru decantorul secundar este:
……..sdpddeauaMMM+=
……sdsdsddddVMρ⋅=
55DECANTOR
PRIMAR
DECANTOR
SECUNDAR

Conform literaturii:
-volumul de nămol din decantorul secundar după bazinul cu nămol
activat este: )/(60)/(1000400005,133..zimzimVsdd =⋅=
(9)
-densitatea nămolului din decantorul secundar este: )/(001,13
..mtsdd=ρ
(10)
Din (9) și (10) rezultă: )/(06,60001,160..zit Msdd=⋅=
………….
%97..
sdsddsddsddsd
duuusd
MMMMM
⋅=+=)/(7,136,5806,60….. zit Msddus =−=
)/(36,2150806,6042,21568…… ….
zit MMMM
eaduaea sdpd
=−=−=
Prezentarea bilanțului real de materiale sub formă tabelară
Tabelul 3 Bilanț de materiale
FAZACOMPONENT INTRĂRI
m [t/zi]IEȘIRI
m [t/zi]
m eduaM..Apă uzată 21600
TOTAL 21600
gdMDepuneri pe grătare 0,3
dzdMDepuneri în deznisipator 1,2
..gsdMDepuneri în separator de grăsimi 1,2
..pddMDepuneri în decantoarele primare 28,28
..sddMDepuneri în decantoarele
secundare60,06
..eaMApă epurată 21508,36
TOTAL 21600
TOTAL 21600 21600
4.4. Utilajele instalatiei pentru realizarea tehnologiei
56

Bazinele cu namol activ sunt constructii in care epurarea biologica aeroba a apei
areloc in prezenta unui amestec de namol si apa uzata, agitat in permanenta si aerat.
Epurarea apei in aceste bazine poate fi asemuita cu autoepurarea care se produce in apele
de suprafata; in bazinele cu namol activ insa in afara de agitarea si aerarea amestecului, se
realizeaza si accelerarea procesului de epurare, ca urmare a maririi cantitatii de namol prin
trimiterea in bazine a namolului de recirculare. Influentul cu continut de impuritati
organice este pus in contact intr-un bazin cu namol activ cu cultura de microorganisme
care consuma impuritatile degradabile biologic din apa uzata. Apa epurata se separa apoi
gravitational de namol activ in decantorul secundar. O parte din namolul activ, separat in
decantorul secundar este recirculata in bazinul de aerare, iar alta parte este evacuata ca
namol in exces in decantorul primar in asa fel incat in bazinele de aerare se mentine o
concentratie relativ constanta de namol activ; in bazinul de aerare cultura de
microorganisme este mentinuta in conditii de aerare printr-un aport permanent de aer sau
oxigen.
Bazinele de aerare pneumatică. Aerarea pneumatică se caracteri zează prin introducerea de
bule de aer în apă. Acestea sunt, ținînd seama de mărimea lor, de trei categorii: bule fine,
bule mijlocii, bule mari. Bulele fine sunt obținute prin distribuția aerului prin difuzori
poroși. Bulele mijlocii rezultă din distribuția aerului prin conducte prevăzute cu orificii a
căror diametru este cuprins între 1 și 5 mm, fiind așezate la distanțe mai mici de 5 mm
unele de altele. Bulele mari sunt rezultatul distribuției aerului prin conducte sau plăci
găurite, cu deschiderea gău rii de peste 5 mm. Deci, după modul de obținere a bulelor,
bazinele de aerare pot fi cu difuzori poroși și cu conducte găurite. Cu toate că difuzorii
poroși au o bună capacitate de transfer al oxigenului și asigură o agitare corespunzătoare,
au marele dezavantaj că se colmatează cu deosebită ușurință. Pentru a micșora gradul de
colmatare, aerul utilizat este filtrat înainte de a fi trecut prin difuzorii poroși. Există trei
tipuri de echipament pentru filtrarea aerului: filtre vâscoase, filtre uscate, electrofiltre.
Filtrele vâscoase constau din perdele de site metalice, de sticlă, lână sau alte
materiale, îmbibate cu ulei sau cu alt material vâscos adeziv. Ele au capacitatea de a reține
particulele de praf cu dia metrul mai mare de 10 µ.
Filtrele uscate folosesc pentru reținerea suspensiilor țesă turi din: fibre de sticlă,
bumbac, lână sau alte materiale. Rețin particule mai fine de 10 µ.
Electrofiltrele rețin particulele pînă la 0,5 µ. Sunt deosebit de eficace și au o mare
productivitate, întrucît opun o rezistență mică la trecerea aerului.
Bazinele cu aerare mecanică. Aerarea mecanică este un procedeu tehnic prin care
se pune în contact apa uzată, nămolul activ și aerul atmosferic în urma unei amestecări
mecanice intense.După felul în care se introduce aerul în conținutul bazinului de aerare,
aeratoarele mecanice sînt de trei categorii: cu perii sau palete (cu ax orizontal); cu
aspirație; cu rotor (cu ax vertical).
Bazinele de aerare alimentate cu oxigen pur. În cazul acestor bazine, oxigenul
necesar proceselor biologice este furnizat direct de la o insta lație de obținerea oxigenului.
57

Principalul avantaj al bazinelor alimentate cu oxigen pur constă în faptul că oxigenul
necesar procesului de epurare este mai ieftin decît cel furnizat prin procedee clasice.
Separator de grăsimi clasic. Grăsimile care se acumulează la partea superioară a
compartimentelor laterale, împreună cu o mică cantitate de apă, sunt evacuate prin rigola
de grăsime într-un puț de colectare lateral, de unde sunt periodic pompate pentru
fermentare sau ardere. În ceea ce privește apa uzată, ea este evacuată printr-o conductă cu
pantă mare și diametru mic, care pleacă de la partea inferioară a bazinului. Datorită vitezei
mari ce se realizează pe conducta de evacuare, se antrenează toate materiile solide depuse
pe radierul bazinului. Aici, la fel ca și în alte instalații pentru epurarea apelor, datorită
insuflării aerului, pe de o parte, iar pe de altă parte, datorită mișcării pe orizontală a apei, se
creează un curent în spirală care ajută la separarea grăsimilor.
4.4.1. Alegerea, descrierea si regimul de func ionare a utilajelor ț
dimensionate
Deznisipatoarele se prezinta sub forma unor bazine speciale din beton armat unde
sunt retinute suspensiile granulare sub forma de particule discrete care sedimenteaza,
indepedent unele de altele, cu o viteza constanta. In compozitia acestor depuneri
predomina particulele de origine minerala, in special nisipuri antrenate de apele de
canalizare de pe suprafata centrelor poluante. Necesitatea tehnologica a deznisipatoarelor
in cadrul unei statii de epurare este justificata de protectia instalatiilor mecanice in miscare
impotriva actiunii abrazive a nisipului, de reducerea volumelor utile ale rezervoarelor de
fermentare a namolului organic ocupate cu acest material inert, precum si pentru a evita
formarea de depuneri pe conductele sau pe canalele de legatura care pot modifica regimul
hidraulic al influentului. Deznisipatoarele sunt bazine care se folosesc pentru separarea din
apele uzate a particulelor minerale mai mari decât 0,2 mm și considerate a fi
neputrescibile. În realitate, pe lângă substanțele minerale, în deznisipatoare se rețin și
cantități reduse de substanțe organice; de aceea nisipul reținut este nociv și trebuie tratat ca
atare. Deznisipatoarele se clasifică după direcția de curgere a apei în: orizontale, verticale
și cu deschideri de fund. Pentru debite mici sunt folosite deznisipatoarele cu curățire
manuală. El are două compartimente separabile prin stăvilare, care au la partea inferioară
un dren comandat de o vană, nisipul depus este evacuat periodic, manual, după ce în
prealabil s-a scos din funcțiune compartimentul respectiv și s-a evacuat apa prin
intermediul drenajului. Apa rezultată de la golirea deznisipatorului este trimisă înapoi în
stație. În secțiune transversală, fiecare compartiment are formă dreptunghiulară și pentru
debite ceva mai mari – trapezoidală
Decantoarele primare sunt bazine deschise in care se separa substantele insolubile
mai mici de 0.2 mm care in majoritatea lor, se prezinta sub forma de particule floculente,
precum si substantele usoare care plutesc la suprafata apei. In functie de gradul necesar de
epurare a apelor uzate, procesul de decantare este folosit, fie in scopul prelucrarii
preliminare a acestora inaintea epurarii lor in treapta biologica, fie ca procedeu de epurare
58

finala, daca in conformitate cu conditiile sanitare locale se impune numai separarea
suspensiilor din apele uzate.
Decantoarele secundare constitue o parte componenta importanta a treptei de epurare
biologica; ele au drept scop sa retina namolul, materiile solide in suspensie separabile prin
decantare. Namolul din decantoarele secundare are un continut mare de apa, este puternic
floculat, este usor si intra repede in descompunere; daca ramane un timp mai indelungat in
decantoarele secundare, bulele mici de azot, care se formeaza prin procesul chimic de
reductie, il aduc la suprafata si astfel nu mai poate fi evaluat.
Gratarele si sitele, conformSTAS 12431/86, se prevad la toate statiile de epurare,
indiferent de sistemul de canalizare adoptat si indiferent de procedeul de intrare a apei in
statia de epurare. Scopul gratarelor este de a retine corpurile plutitoare si suspensiile mari
din apele uzate (crengi si alte bucati de material plastic, de lemn, materiale moarte, legume,
carpe si diferite corpuri aduse prin plutire) pentru a proteja mecanismele si utilajele din
statia de epurare si pentru a reduce pericolul de colmatare a canalelor de legatura dintre
obiectele statiei de epurare. In general, se construiesc sub forma unor panouri metalice
plane sau curbe in interiorul carora se sudeaza bare de otel paralele prin care sunt trecute
apele uzate. In cazul unor debite mari de ape uzate, gratarele se considera ca sunt prevazute
cu sisteme de curgere mecanica cu o inclinare de 45 – 950C. Aceste gratare sunt amplasate
in camere speciale care prezinta o supralargire a canalului din amonte sub un unghi de
raportare de 900 pentru a se evita formarea de curenti turbionari. Pentru evitarea colmatarii
este prevazut un canal de ocolire (by – pass) care asigura evacuarea apelor uzate fara a
inunda camera gratarelor si zonele din vecinatatea lor. Barele cele mai frecvent folosite
sunt cele de sectiune dreptunghiulara (10x40mm sau 8x60mm), dimensiunea minima fiind
asezata normal pe directia de parcurgere a apei. Pentru a reduce marimea pierderilor
hidraulice la trecerea apei prin gratar, se recomanda rotunjirea muchiilor barelor.
Inune;lesituatii se poate accepta solutia cu bare cu sectiune rotunda care, sub aspect
hidraulic, prezinta rezistente minime, in schimb sunt dificile de curatat in timpul
exploatarii. Gratarele rare indeplinesc, de obicei, rolul de protectie a gratarelor dese
importiva corpurilor mari plutitoare. Distanta intre barele acestui gratar variaza in limitele
50-100mm. Gratarele dese prezinta deschiderile dintre bare de 16-20 mm, cand curatirea
lor este manuala, si de 25-60 mm, cand curatirea lor este mecanica. Cele din fata statiilor
de pomapare a apelor uzate brute au interspatiile de 50-150 mm. Gratarele cu curatire
manuala se utilizeaza numai la statiile de epurare mici cu debite pana la 0,1 3/m s, care
deservesc maximum 15 000 locuitori. Curatirea se face cu greble, cangi, lopeti, etc., iar
pentru usurarea exploatarii se vor prevedea platforme de lucru la nivelul partii superioare a
gratarului, latimea minima a acestora fiind de 0,8 m. Avand in vedere variatiile mari de
debite ce se inregistreaza in perioadele ploioase sau uscate de-a lungul unui an, exploatarea
va fi mult usurata daca se prevad 2 panouri de gratare aferente debitelor respective.
Gratarul cu curatire mecanica constituie solutia aplicata la statiile de epuarare ce
deservesc peste 15 000 locuitori, deoarce, in afara de faptul ca elimina necesitatea unui
personal de deservire continua, aigura conditii bune de curgere a apei prin interspatiile
gratarului fara a exista riscul aparitiei mirosurilor neplacute in zona. Spre deosebire de
gratarele cu curatire manuala unde nu se prevad panouri gratare de rezerva,la cele cu
curatire mecanica este necesar sa se prevada minimum un gratar de rezerva. Curatirea
59

gratarului este realizata de cele mai multe ori cu grable macanice care se deplaseaza prin
deschizaturile barelor gratarului prin intermediul unor lanturi sau cabluri.
Latimea gratarelor este limitata, ceea ce presupune adoptarea de mai multe
compartimente in camera gratarelor. Fiecare compartiment va fi prevazut cu stavile de
inchidere pentru a permite repararea gratarelor si a mecanismelor de curatire. In cazul cand
depunerile retinute pe gratare depasesc cantitatea de 0,1 3/m zi, iar procedeul de curatire
este macanizat, se vor pervedea obligatoriu utilaje pentru tocarea (faramitarea) acestor
depuneri. In afară de gratarele plane,se pot folosi si gratare curbe cu curatire mecanica,
care se compun dintr-un schelet matalic incastrat in beton, prevezut cu doua greble care
curate, prin intermitenta,gratarul.
Distanta dintre barele panoului se considera de 16 mm, iar viteza apei printre bare
variaza intre 0,8 si 1,1m/s.
Dimensionarea gratarului se face in functie de debitul apei uzate, de marimea
interspatiilor adoptate intre barele gratarului si de latimea barelor metalice din care se
executa panouri-gratar. Se va avea in vedere ca viteza apei prin gratar, din conditia de a nu
se antrena depunerile prin interspatiile gratarului, san u depaseasca 0,7 m/s la debitul zilnic
mediu si de maximum 1,2 m/s pentru debitul orar maxim.
In amonte de gratar, limita maximaa vitezei este 0,4 m/s la dibitul minim al apelor
uzate, iar limita maxima este de 0,9 m/s corespunzatoare debitelor maxime si a celor pe
timp de ploaie (aceste limite de viteze nu vor permite depunerea materiilor in suspensie pe
radierul camerei gratarului).
4.4.2. Dimensionarea tehnologică a utilajelor
4.4.2.1. Calculul de dimensionare al grătarelor
Dimensionarea grătarelor pentru stația de epurare se face ținând cont de
următoarele date:
Orașul pentru care este proiectată această stație de epurare are o populație de 40.000
locuitori, sistemul de canalizare este unitar, clima temperat continentală.
Debitele care sosesc în stația de epurare, prin rețeaua de canalizare sunt următoarele:
Debitul zilnic maxim Q zi max = 290[l/s] ;
Debitul zilnic mediu Q zi med = 250[l/s ];
Debitul orar maxim Q u o max = 350[l/s] ;
Debitul orar minim Q u o min = m Qzi max = 0,02 × 290 ×24 = 140[l/s], unde m este
procentul minim orar din debitul zilnic maxim .
60

Proiectarea grătarelor implică stabilirea unor condiții corespunzătoare de curgere a apei în
camera grătarului, precum și determinarea dimensiunilor constructive ale camerei. Debitele
de dimensionare și de verificare Q c, respectiv Qv sunt redate în tabelul 4.
4.4.2. Dimensionarea tehnologică a utilajelor
4.4.2.1. Calculul de dimensionare al grătarelor
Dimensionarea grătarelor pentru stația de epurare se face ținând cont de
următoarele date:
Orașul pentru care este proiectată această stație de epurare are o populație de 40.000
locuitori, sistemul de canalizare este unitar, clima temperat continentală.
Debitele care sosesc în stația de epurare, prin rețeaua de canalizare sunt următoarele:
Debitul zilnic maxim Q zi max = 290[l/s] ;
Debitul zilnic mediu Q zi med = 250[l/s ];
Debitul orar maxim Q u o max = 350[l/s] ;
Debitul orar minim Q u o min = m Qzi max = 0,02 × 290 ×24 = 140[l/s], unde m este
procentul minim orar din debitul zilnic maxim .
Proiectarea grătarelor implică stabilirea unor condiții corespunzătoare de curgere a apei în
camera grătarului, precum și determinarea dimensiunilor constructive ale camerei. Debitele
de dimensionare și de verificare Q c, respectiv Qv sunt redate în tabelul 4.
Tabelul.4.1 Debite hidraulice de dimensionare și verificare
ale obiectelor din stația de epurare.
Obiectul stației de epurareSistemul de canalizare
Separativ Unitar
Debit de:
DimensionareVerificareDimensionareVerificare
Grătar, deznisipator,
debitmetru, camera de
repartițieQs o maxQs o min2Qu o maxQu o min
Separator de grăsimi,
decantor primarQs zi maxQs o maxQu zi max2Qu o max
Construcții pentru epurarea
biologică (filtre biologice,
bazine cu nămol activ)Qs zi maxQs o maxQu zi maxQu o max
Decantorul secundar Qs zi maxQs o maxQu zo maxQu o max
61

a)Inițialele s si u arată că apele uzate provin dintr-o rețea dimensionată în sistem
separativ respectiv unitar.
b)Qu este debitul de calcul pentru sistemul unitar, în care sunt incluse diferite
categorii de ape uzate, de suprafață și subterane, Q s este debitul de calcul pentru sistemul
separativ, în care sunt incluse toate categoriile de ape.
Grătarele se dimensionează la 2Q u o max deci, 70035022max=×=uoQ [dm3/s]. Se
proiectează două grătare dese cu curățire mecanică, cu înclinarea față de orizontală de
75[°]; lățimea interspațiilor dintre bare se ia b = 20 [mm], iar lățimea barelor de secțiune
dreptunghiulară cu colțurile amonte rotunjite s=10 [mm] (β = 1,83). Fiecare grătar va
prelucra un debit Q u o max = 350 [dm3/s], respectiv Q u o min = 70 [dm3/s].
Viteza amonte grătarului V a, respectiv viteza în partea amonte camerei grătarului, trebuie
menținută între anumite limite pentru a obține o bună exploatare a acestora. Viteaza trebuie
să fie suficient de mare pentru a împiedica depunerea materiilor în suspensie mari și a
corpurilor din apa uzată, iar pe de altă parte nu prea mare pentru a produce dislocarea
depunerilor de pe grătar. În acest sens, Fair – Geyer recomandă ca viteza în amonte V a =
0,40…0,75[m/s]; pentru debite maxime și cele din timp de ploaie, viteza amonte poate
crește la Va = 0,90[m/s], pentru a antrena nisipul adus de apa uzată care are tendința de a se
depune în amonte de grătar.
Viteza printre interspațiile grătarului V g trebuie să fie maxim 0,70[m/s] la debitul zilnic
mediu și maxim 1,00[m/s] la debitul maxim.
Pierderile de sarcină prin grătar trebuie să rămână întotdeauna între anumite limite,
acestea variind cu cantitatea și natura depunerilor acumulate pe grătar.
Pierderea de sarcină se calculează cu relația lui Kirschmer:
β=h3/4

bs
gVa
22
θsin;
][43,0751026,0
02,001,083,123/4
mhh
=⋅⋅⋅⋅=
h = pierderea de sarcină prin grătar [m];
β = coeficientul de formă al barelor, se alege între 2,42 pentru secțiune dreptunghiulară, și
1,79 pentru secțiune sferică;
s = lățimea barelor [m]
b = lățimea interspațiilor dintre bare [m];
62

Va = viteaza apei în amonte de grătar [m/s];
θ = unghiul pe care-l face grătarul cu suprafața.
Chiar în perioadele când grătarul este puternic colmatat, pierderea de sarcină nu trebuie să
depășească 0,75[m], printr-o curățire regulată, ea trebuie ținută sub această valoare. Pentru
grătarele cu curățire manuală trebuie să se țină seama în calcule de o pierdere de sarcină
minimă de 15[cm], ceea ce necesită o atentă supraveghere din partea personalului de
exploatare. Pentru grătarele cu curățire mecanică pierderea de sarcină poate fi ținută
aproape constantă prin automatizarea dispozitivului de curățire. Pentru o bună funcționare
a grătarului, radierul camerei grătarului are o pantă de cel puțin 0,001.
Lățimea camerei grătarului se stabilește astfel :
=cB∑b+
bbsC+; ∑b=m axm axhVQ
gc;
Bc= lățimea camerei grătarului [m];
∑b = suma lățimilor interspațiilor dintre bare [m];
C= lățimea pieselor de prindere a grătarului în pereții camerei [m]; se ia între 0,25 și
0,3 [m];
Qc = debitul de calcul [l/s]
Vg max= viteza maximă a apei prin grătar [m/s];
hmax= adâncimea maximă a apei în fața grătarului, corespunzătoare vitezei și debitului
maxim [m].
Lățimile uzuale ale camerei grătarului după normele germane sunt: 50; 60; 80; 100; 125;
160; 180; 225; 250, primele valori fiind folosite numai pentru grătare cu curățire manuală.
Secțiunea amonte a camerei grătarului . Condiția de bază este:
Va = 0,4…0,9[m/s].
Se ia o înălțime maximă de apă, un h max, și cu acesta se determină lățimea camerei B c și se
verifică condiția de viteză.
hmax = 0,35[mm], și Bc= 2[m], viteza fiind de 0,9[m/s] .
∑b=.11,135,09,035,0
maxmax=×=hVQ
guo
Pentru grătarul ales, lățimea camerei este :
63

=cB∑b+
bbs1 1,1=+C ×02,002,001,0+ 203,0=+][m.
Pe această lățime vor există un număr de 55 bare ×0,01[m]+56 interspații ×0,22 [m]+2
spații pentru piesele de prindere ×0,165 = 2[m].
Raza hidraulică a camerei este:
=R35,02235,02
×+×4 1,0=.
Luând o pantă pentru camera grătarului după calculele anterioare, viteza apei în amonte de
grătar este:
94,0001,041,074742/13/22/13/2=××=××=IRVa ]/[sm,
unde 0 01,0=I.
În concluzie, viteza stabilită îndeplinește condiția de bază.
La debitul minim, Qu o min ]/[7,03sdm=și la viteza minimă Va]/[4,0sm=
se obține o înălțime de apă minimă h min, pentru stabilirea căreia se determină în prealabil
valoarea razei hidraulice =3/2R744,0×1 74,003 1,0=; 074,0=R; se determină apoi
valoarea hmin din ecuația =R22minh074,02min=+h și ][08,0minmh=.
Viteza apei prin interspațiile grătarului V g.
Condiția de bază este ]/[1…4,0smVg=.
Pentru debitul orar maxim de 350 [dm 3/s] rezultă:
39,002,05635,0max =××=A ][2m;
Vg max 89,039,0350,0== ]/[sm.
Pentru debitul minim (Qu o min 0 7 0,0=]/[3sm),
09,002,05608,0min =××=A ][2m;
Vg min = 0 9,00 7,00 7 7,0=]/[sm.
Vitezele obținute se încadrează în limitele admise.
Pierderea de sarcină prin grătar:
64

β=h3/4

bs
gVa
22
θsin; 028,075sin81,9292,0
02,001,083,1023/4
=
×=h ][m.
Pentru calculele necesare profilului tehnologic al apei, se va considera o pierdere de
sarcină de 15[cm].
Cantitatea de rețineri pe grătar depinde de lățimea interspațiilor, sistemul de canalizare,
proveniența apelor uzate industriale, etc. În tabelul 4 sunt prezentate cantitățile medii de
rețineri pe grătare, ele putând ajunge la valori de 5 ori mai mari.
Tabelul.4.2. Cantități de rețineri pe grătare.
Lățimea interspațiilor între bare
[mm]Cantitatea de rețineri
[l/om an] la curățire
ManualăMecanică
16 56
20 45
25 33,5
30 2,53
40 22,5
50 1,52
Analizele făcute asupra reținerilor au arătat că umiditatea acestora este de 80[%], restul
reprezentând substanțe solide. Substanțele minerale reprezintă cca. 13[%], iar cele organice
87[%]. Greutatea specifică a depunerilor este de 750[kg/m3].
Conform tabelului 4, cantitatea de rețineri este:
2 ]/[200000]/[5400003 3andmanomdmVr =××= .
Greutatea depunerilor este:
]/[150000]/[750]/[20033ankgmkganmGr =×=
65

Fig. 4.14.Dimensionarea grătarelor din stația de epurare
4.4.2.2. Calculul de dimensionare al deznisipatorului
Debitele de calcul și de verificare în procedeul separativ sunt debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim, iar în procedeul unitar de două ori debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim. La dimensionarea deznisipatoarelor orizontale vitezele de
mișcare a apei pe verticală V s și de mișcare a apei pe orizontală V o sunt de o mare
importanță.
În ceea ce privește viteza de sedimentare, tabelul 5 furnizează valorile
corespunzătoare diametrului particulelor de formă sferică pentru temperaturi ale apei de
10[°C] într-un bazin cu apa în repaus.
Tabelul 4.3. Vitezele de sedimentare V s [cm/s] în funcție de diametrul particulelor [mm]
Diametrul
particulei [mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3]14,07,22,30,70,170,0080,002
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]4,22,10,70,20,040,0020,00004
Materii în
suspensie din apele 3,41,70,50,080,020,00080,0002
66

uzate orășenești: γ=1,20[kg/dm3]

În general, proiectarea deznisipatoarelor se bazează pe premisa reținerii particulelor de
nisip, cu dimensiuni mai mari de 0,20-0,25[mm] până la dimensiuni de maxim 1[mm]. S-a
constatat că dacă 50[%] din particule sau mai mult au dimensiuni mai mici de 0,21[mm]
eficiența deznisipatorului scade. Viteza de mișcare – de deplasare – a apei pe orizontală V o
trebuie discutată în paralel cu viteza de antrenare a suspensiilor de pe radierul
deznisipatorului, numită viteză critică V cr. Viteza orizontală trebuie să fie mai mică sau
egală cu viteza critică, la care apa uzată antrenează suspensiile depuse pe radierul
bazinului. Vitezele critice, care pot fi în calcule ca viteze orizontale, stabilite de Camp și
Shiels în [cm/s] sunt date în tabelul 6.
Tabelul 4.4. Vitezele critice Vcr [cm/s] în funcție
de diametrul particulelor [mm]
Diametrul particulei
[mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3[41,030,019,013,09,04,13,0
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]23,016,010,07,05,02,31,6
Materii în suspensie
din apele uzate
orășenești:
γ=1,20[kg/dm3]18,013,08,05,54,01,81,3
Se recomandă a se utiliza în calcule drept viteză orizontală maximă V o=0,30[m/s] pentru
debitul orar maxim, și viteză minimă 0,05[m/s] pentru debitul orar minim.
Secțiunea transversală A tr a deznisipatoarelor:
Atr = 0VQc
Qc = debitul de calcul al deznisipatorului;
Vo = viteza orizontală stabilită anterior.
Secțiunea orizontală A o a deznisipatorului rezultă din împărțirea debitului de calcul la
viteza de sedimentare; pentru a ține seama de curenții care se formează în deznisipator,
aceasta trebuie mărită, în care scop se înmulțește cu un coeficient α:
67

Ao =α
Sc
VQ
.
Coeficientul α se calculează din figura 4.15.
α = 'ss
VV
Fig. 4.15. Coeficienți de corecție pentru dimensionarea deznisipatoarelor
Lungimea deznisipatorului L:
tVL0α=;
t = timpul de rămânere a apei în deznisipator;
Timpii de rămânere a apei în deznisipator de 30 – 50[s] și chiar de 90[s] trebuie avuți în
vedere la proiectare. Imhoff – Fair recomandă ca lățimile compartimentelor să fie de
până la 5,00[m], lungimile de 12,00 – 36,00[m], iar raportul dintre lungime și lățime să fie
cuprins între 10 și 15. În general, adâncimile deznisipatoarelor variază între 0,50 și
2,50[m], ajungând uneori chiar până la 3,00[m] și mai mult, în acestea fiind inclusă și
înălțimea volumului de nisip, la deznisipatoarele cu curățire manuală; se recomandă totuși
ca adâncimile să nu depășească 1,00 – 1,50[m], pentru a nu rezulta lungimi prea mari.
Numărul minim al compartimentelor trebuie să fie cel puțin două, exploatarea lor urmând
să fie făcută periodic – alternativ; proiectarea unui singur compartiment implică prevederea
unui canal de by-pass pentru timp de ploaie. Dacă deznisipatorul epurează apele uzate
provenite dintr-un sistem separativ, el poate fu curățit manual; dacă epurează ape provenite
dintr-un sistem unitar, se recomandă să fie prevăzut cu curățire mecanică. În ceea ce
privește pierdere de sarcină, în general, este minimă (sub 6 [cm]) în deznisipatoarele de
dimensiuni mici, unde nu sunt prevăzute dispozitive pentru menținerea vitezei constante.
Radierul deznisipatoarelor se așează mai jos ca al canalului de intrare a apei cu 15 –
45[cm]; el trebuie să fie orizontal, fără denivelări, în care s-ar putea acumula substanțele
68

floculente. În camera de racordare a grătarelor cu deznisipatorul viteza orizontală nu
trebuie să coboare sub 0,40[m/s] pentru debitul orar minim. Cantitatea de nisip care poate
fi colectată în deznisipator depinde de felul, suprafața și întreținerea pavajului, condiții
climaterice, intensitatea ploilor, etc. Normativele recomandă a se lua în calcule, pentru
sistemul de canalizare unitar, cantități de nisip de 0,015 – 0,020[dm3/om × zi] și pentru
procedeul separativ, 0,005 – 0,01[dm3/om × zi]. Dispozitivele pentru menținerea vitezei
constantă la variații de debit, sunt de tipul canalelor cu secțiune îngustată Venturi sau
Parshall. Debitul Q care trece printr-un deznisipator a cărui secțiune transversală este o
parabolă, este în funcție de înălțimea h a apei în deznisipator:
nkhQ=, unde k și n sunt constante.
Pentru menținerea vitezei constantă, lățimea b a deznisipatorului trebuie aleasă astfel încât:
∫==hnbdhVkhQ
00
Această condiție este satisfăcută când: b = 01
Vnkn−
.
Pentru n = 23, rezultă: b = 23 × 01
Vnkn−
= 23 × 0hVQ.
Ecuația parabolei este, deci: 2
2bp h2=;
unde p este parametrul parabolei.
Se alege lățimea B a canalului Venturi în funcție de debit (0,6; 0,8; 1,00…) și se stabilește
raportul de similitudine αe ca fiind raportul dintre lățimea canalului în natură și lățimea
canalului în model. Se alege apoi coeficientul de strangulare în funcție de debit:
ψb = Bb;
din care rezultă b, lățimea canalului în zona strangulată.
Din ecuațiile cunoscute:
hnatură = αehmodel;
Qnatură = (αe)5/2Qmodel,
Rezultă Qmodel, și cu acesta rezultă h aval model și hamonte model. Se calculează apoi h natură amonte și
aval.
În continuare cu următoarele ecuații se stabilesc celelalte dimensiuni ale canalului
strangulat:
69

=e 2bB−; CE = B ; R1 =
eeCE
222+; R2 = 1.66 R1; CD = 31B; CF = 61 3B.
Debitmetrul Venturi trebuie amplasat pe un canal, în aliniament, care în amonte trebuie
să aibă o lungime de 6,00 – 16,00[m], iar în aval 10,00 – 15,00[m].

Calculul deznisipatorului
Se dimensionează deznisipatorul orizontal cu curățire mecanică la care se cunosc:
dimensiunea granulelor 0,2[mm] și gradul de îndepărtare al suspensiilor 85[%].
1. Debitul de dimensionare al deznisipatorului este:
Qc = 2 Qo max = 2 ×350 = 700 [dm3/s]
2. Se proiectează 3 compartimente cu secțiune parabolică, care vor trebui să
prelucreze fiecare un debit de 233[dm3/s].
3. Secțiunea transversală Atr deznisipatorului este: A tr = 0VQc
Pentru o viteză orizontală de 0,19[m/s], conform tabelului 2.5, corespunzătoare
dimensiunii granulelor de 0,2[mm], deci:
=trA1 9,02 3 3,0][2 2,12m=.
Dacă se ia înălțimea parabolei h 0 =1.10m, lățimea parabolei este:
=B302hAtr=3×22 2,1×][6 6,11 0,1m=
4.Secțiunea orizontală, lungimea și timpul de traversare se determină pentru
dimensiunea granulelor de0,20[mm], raportul V s/V's = 1,90.
=0Aα
Sc
VQ9 0,1=×0 2 3,02 3 3,0][2 4,1 92m=;
Lungimea deznisipatorului: =LbA0=3 0,12 4,1 9][8 0,1 4m=
Timpul de traversare: =t0VL
=1 9,08 0,1 487′′=
5. Volumul unui compartiment este:
70

V0 =1,22 × 14,80 =18,06[m3].
Volumul de nisip colectat:
Vn = 50 000 [loc]×6[dm3/loc × an] = 300[m3/an]
2
2b = 2ph0.
Pentru determinarea parametrului p se dau pentru b și h0 valori limită, pentru b = 1,66[m],
iar pentru h0 = 1,10[m]; rezultă:
2
266,1= 2p × 1,10 și p = 0,30.
Ecuația parabolei, va fi :
2
2b= 2 × 0,30 h0,
dând diferite valori pentru b și h 0 se poate trasa parabola.
7. Se proiectează un singur canal Venturi cu radier orizontal pentru toate trei
compartimentele. Se alege lățimea canalului B = 0,80[m]. Raportul de similitudine:
α =30175,08,0 6 5,2=;
coeficientul de strangulare este: ψ=Bb4,0=; b = 0,40 × 0,80 = 0,32[m].
4.4.2.3. Calculul de dimensionare al decantorului (utilajul principal)
Bazele proiectării decantoarelor
Proiectarea decantoarelor depinde de numeroși factori, dintre aceștia cei mai importanți
fiind: natura particulelor ce trebuie îndepărtate și scopul bazinului (decantor pentru
epurarea mecanică a apelor, decantor secundar după filtre biologice și bazine cu nămol
activ, etc.). Dacă la deznisipatoare parametrul principal de dimensionare este încărcarea
superficială, la decantoare este important timpul de vărsare. Timpul de decantare t d de
rămânere a apei uzate în decantoare trebuie să fie de 1,5[h] pentru apele uzate ce conțin o
cantitate de suspensii mai mare de 200[mg/dm3], și de 1[h] pentru cantități mai mici.
Literatura germană recomandă timpii de decantare din tabelul 7:
Tabelul 4.5. Timpi de decantare t d[h]
71

Tipul stației de epurareDecantoare primare Decantoare secundare
La debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaieLa debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaie
Stația are numai epurare
mecanică1,7-2,50,3-0,5–
După instalațiile de coagulare 1,5-0,80,3-0,51,5-2,00,8-1,0
4.4.2.1. Calculul de dimensionare al grătarelor
Dimensionarea grătarelor pentru stația de epurare se face ținând cont de
următoarele date:
Orașul pentru care este proiectată această stație de epurare are o populație de 40.000
locuitori, sistemul de canalizare este unitar, clima temperat continentală.
Debitele care sosesc în stația de epurare, prin rețeaua de canalizare sunt următoarele:
Debitul zilnic maxim Q zi max = 290[l/s] ;
Debitul zilnic mediu Q zi med = 250[l/s ];
Debitul orar maxim Q u o max = 350[l/s] ;
Debitul orar minim Q u o min = m Qzi max = 0,02 × 290 ×24 = 140[l/s], unde m este
procentul minim orar din debitul zilnic maxim .
Proiectarea grătarelor implică stabilirea unor condiții corespunzătoare de curgere a apei în
camera grătarului, precum și determinarea dimensiunilor constructive ale camerei. Debitele
de dimensionare și de verificare Q c, respectiv Qv sunt redate în tabelul 4.
Tabelul.4.1 Debite hidraulice de dimensionare și verificare
ale obiectelor din stația de epurare.
Obiectul stației de epurareSistemul de canalizare
Separativ Unitar
Debit de:
DimensionareVerificareDimensionareVerificare
Grătar, deznisipator,
debitmetru, camera de
repartițieQs o maxQs o min2Qu o maxQu o min
Separator de grăsimi,
decantor primarQs zi maxQs o maxQu zi max2Qu o max
Construcții pentru epurarea
biologică (filtre biologice,
bazine cu nămol activ)Qs zi maxQs o maxQu zi maxQu o max
Decantorul secundar Qs zi maxQs o maxQu zo maxQu o max
72

c)Inițialele s si u arată că apele uzate provin dintr-o rețea dimensionată în sistem
separativ respectiv unitar.
d)Qu este debitul de calcul pentru sistemul unitar, în care sunt incluse diferite
categorii de ape uzate, de suprafață și subterane, Q s este debitul de calcul pentru sistemul
separativ, în care sunt incluse toate categoriile de ape.
Grătarele se dimensionează la 2Q u o max deci, 70035022max=×=uoQ [dm3/s]. Se
proiectează două grătare dese cu curățire mecanică, cu înclinarea față de orizontală de
75[°]; lățimea interspațiilor dintre bare se ia b = 20 [mm], iar lățimea barelor de secțiune
dreptunghiulară cu colțurile amonte rotunjite s=10 [mm] (β = 1,83). Fiecare grătar va
prelucra un debit Q u o max = 350 [dm3/s], respectiv Q u o min = 70 [dm3/s].
Viteza amonte grătarului V a, respectiv viteza în partea amonte camerei grătarului, trebuie
menținută între anumite limite pentru a obține o bună exploatare a acestora. Viteaza trebuie
să fie suficient de mare pentru a împiedica depunerea materiilor în suspensie mari și a
corpurilor din apa uzată, iar pe de altă parte nu prea mare pentru a produce dislocarea
depunerilor de pe grătar. În acest sens, Fair – Geyer recomandă ca viteza în amonte V a =
0,40…0,75[m/s]; pentru debite maxime și cele din timp de ploaie, viteza amonte poate
crește la Va = 0,90[m/s], pentru a antrena nisipul adus de apa uzată care are tendința de a se
depune în amonte de grătar.
Viteza printre interspațiile grătarului V g trebuie să fie maxim 0,70[m/s] la debitul zilnic
mediu și maxim 1,00[m/s] la debitul maxim.
Pierderile de sarcină prin grătar trebuie să rămână întotdeauna între anumite limite,
acestea variind cu cantitatea și natura depunerilor acumulate pe grătar.
Pierderea de sarcină se calculează cu relația lui Kirschmer:
β=h3/4

bs
gVa
22
θsin;
][43,0751026,0
02,001,083,123/4
mhh
=⋅⋅⋅⋅=
h = pierderea de sarcină prin grătar [m];
β = coeficientul de formă al barelor, se alege între 2,42 pentru secțiune dreptunghiulară, și
1,79 pentru secțiune sferică;
s = lățimea barelor [m]
b = lățimea interspațiilor dintre bare [m];
Va = viteaza apei în amonte de grătar [m/s];
73

θ = unghiul pe care-l face grătarul cu suprafața.
Chiar în perioadele când grătarul este puternic colmatat, pierderea de sarcină nu trebuie să
depășească 0,75[m], printr-o curățire regulată, ea trebuie ținută sub această valoare. Pentru
grătarele cu curățire manuală trebuie să se țină seama în calcule de o pierdere de sarcină
minimă de 15[cm], ceea ce necesită o atentă supraveghere din partea personalului de
exploatare. Pentru grătarele cu curățire mecanică pierderea de sarcină poate fi ținută
aproape constantă prin automatizarea dispozitivului de curățire. Pentru o bună funcționare
a grătarului, radierul camerei grătarului are o pantă de cel puțin 0,001.
Lățimea camerei grătarului se stabilește astfel :
=cB∑b+
bbsC+; ∑b=m axm axhVQ
gc;
Bc= lățimea camerei grătarului [m];
∑b = suma lățimilor interspațiilor dintre bare [m];
C= lățimea pieselor de prindere a grătarului în pereții camerei [m]; se ia între 0,25 și
0,3 [m];
Qc = debitul de calcul [l/s]
Vg max= viteza maximă a apei prin grătar [m/s];
hmax= adâncimea maximă a apei în fața grătarului, corespunzătoare vitezei și debitului
maxim [m].
Lățimile uzuale ale camerei grătarului după normele germane sunt: 50; 60; 80; 100; 125;
160; 180; 225; 250, primele valori fiind folosite numai pentru grătare cu curățire manuală.
Secțiunea amonte a camerei grătarului . Condiția de bază este:
Va = 0,4…0,9[m/s].
Se ia o înălțime maximă de apă, un h max, și cu acesta se determină lățimea camerei B c și se
verifică condiția de viteză.
hmax = 0,35[mm], și Bc= 2[m], viteza fiind de 0,9[m/s] .
∑b=.11,135,09,035,0
maxmax=×=hVQ
guo
Pentru grătarul ales, lățimea camerei este :
=cB∑b+
bbs1 1,1=+C ×02,002,001,0+ 203,0=+][m.
74

Pe această lățime vor există un număr de 55 bare ×0,01[m]+56 interspații ×0,22 [m]+2
spații pentru piesele de prindere ×0,165 = 2[m].
Raza hidraulică a camerei este:
=R35,02235,02
×+×4 1,0=.
Luând o pantă pentru camera grătarului după calculele anterioare, viteza apei în amonte de
grătar este:
94,0001,041,074742/13/22/13/2=××=××=IRVa ]/[sm,
unde 0 01,0=I.
În concluzie, viteza stabilită îndeplinește condiția de bază.
La debitul minim, Qu o min ]/[7,03sdm=și la viteza minimă Va]/[4,0sm=
se obține o înălțime de apă minimă h min, pentru stabilirea căreia se determină în prealabil
valoarea razei hidraulice =3/2R744,0×1 74,003 1,0=; 074,0=R; se determină apoi
valoarea hmin din ecuația =R22minh074,02min=+h și ][08,0minmh=.
Viteza apei prin interspațiile grătarului V g.
Condiția de bază este ]/[1…4,0smVg=.
Pentru debitul orar maxim de 350 [dm 3/s] rezultă:
39,002,05635,0max =××=A ][2m;
Vg max 89,039,0350,0== ]/[sm.
Pentru debitul minim (Qu o min 0 7 0,0=]/[3sm),
09,002,05608,0min =××=A ][2m;
Vg min = 0 9,00 7,00 7 7,0=]/[sm.
Vitezele obținute se încadrează în limitele admise.
Pierderea de sarcină prin grătar:
β=h3/4

bs
gVa
22
θsin; 028,075sin81,9292,0
02,001,083,1023/4
=
×=h ][m.
75

Pentru calculele necesare profilului tehnologic al apei, se va considera o pierdere de
sarcină de 15[cm].
Cantitatea de rețineri pe grătar depinde de lățimea interspațiilor, sistemul de canalizare,
proveniența apelor uzate industriale, etc. În tabelul 4 sunt prezentate cantitățile medii de
rețineri pe grătare, ele putând ajunge la valori de 5 ori mai mari.
Tabelul.4.2. Cantități de rețineri pe grătare.
Lățimea interspațiilor între bare
[mm]Cantitatea de rețineri
[l/om an] la curățire
ManualăMecanică
16 56
20 45
25 33,5
30 2,53
40 22,5
50 1,52
Analizele făcute asupra reținerilor au arătat că umiditatea acestora este de 80[%], restul
reprezentând substanțe solide. Substanțele minerale reprezintă cca. 13[%], iar cele organice
87[%]. Greutatea specifică a depunerilor este de 750[kg/m3].
Conform tabelului 4, cantitatea de rețineri este:
2 ]/[200000]/[5400003 3andmanomdmVr =××= .
Greutatea depunerilor este:
]/[150000]/[750]/[20033ankgmkganmGr =×=

76

Fig. 4.14.Dimensionarea grătarelor din stația de epurare
4.4.2.2. Calculul de dimensionare al deznisipatorului
Debitele de calcul și de verificare în procedeul separativ sunt debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim, iar în procedeul unitar de două ori debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim. La dimensionarea deznisipatoarelor orizontale vitezele de
mișcare a apei pe verticală V s și de mișcare a apei pe orizontală V o sunt de o mare
importanță.
În ceea ce privește viteza de sedimentare, tabelul 5 furnizează valorile
corespunzătoare diametrului particulelor de formă sferică pentru temperaturi ale apei de
10[°C] într-un bazin cu apa în repaus.
Tabelul 4.3. Vitezele de sedimentare V s [cm/s] în funcție de diametrul particulelor [mm]
Diametrul
particulei [mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3]14,07,22,30,70,170,0080,002
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]4,22,10,70,20,040,0020,00004
Materii în
suspensie din apele
uzate orășenești: γ=1,20[kg/dm3]3,41,70,50,080,020,00080,0002

În general, proiectarea deznisipatoarelor se bazează pe premisa reținerii particulelor de
nisip, cu dimensiuni mai mari de 0,20-0,25[mm] până la dimensiuni de maxim 1[mm]. S-a
constatat că dacă 50[%] din particule sau mai mult au dimensiuni mai mici de 0,21[mm]
eficiența deznisipatorului scade. Viteza de mișcare – de deplasare – a apei pe orizontală V o
trebuie discutată în paralel cu viteza de antrenare a suspensiilor de pe radierul
deznisipatorului, numită viteză critică V cr. Viteza orizontală trebuie să fie mai mică sau
egală cu viteza critică, la care apa uzată antrenează suspensiile depuse pe radierul
bazinului. Vitezele critice, care pot fi în calcule ca viteze orizontale, stabilite de Camp și
Shiels în [cm/s] sunt date în tabelul 6.
77

Tabelul 4.4. Vitezele critice Vcr [cm/s] în funcție
de diametrul particulelor [mm]
Diametrul particulei
[mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3[41,030,019,013,09,04,13,0
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]23,016,010,07,05,02,31,6
Materii în suspensie
din apele uzate
orășenești:
γ=1,20[kg/dm3]18,013,08,05,54,01,81,3
Se recomandă a se utiliza în calcule drept viteză orizontală maximă V o=0,30[m/s] pentru
debitul orar maxim, și viteză minimă 0,05[m/s] pentru debitul orar minim.
Secțiunea transversală A tr a deznisipatoarelor:
Atr = 0VQc
Qc = debitul de calcul al deznisipatorului;
Vo = viteza orizontală stabilită anterior.
Secțiunea orizontală A o a deznisipatorului rezultă din împărțirea debitului de calcul la
viteza de sedimentare; pentru a ține seama de curenții care se formează în deznisipator,
aceasta trebuie mărită, în care scop se înmulțește cu un coeficient α:
Ao =α
Sc
VQ
.
Coeficientul α se calculează din figura 4.15.
α = 'ss
VV
78

Fig. 4.15. Coeficienți de corecție pentru dimensionarea deznisipatoarelor
Lungimea deznisipatorului L:
tVL0α=;
t = timpul de rămânere a apei în deznisipator;
Timpii de rămânere a apei în deznisipator de 30 – 50[s] și chiar de 90[s] trebuie avuți în
vedere la proiectare. Imhoff – Fair recomandă ca lățimile compartimentelor să fie de
până la 5,00[m], lungimile de 12,00 – 36,00[m], iar raportul dintre lungime și lățime să fie
cuprins între 10 și 15. În general, adâncimile deznisipatoarelor variază între 0,50 și
2,50[m], ajungând uneori chiar până la 3,00[m] și mai mult, în acestea fiind inclusă și
înălțimea volumului de nisip, la deznisipatoarele cu curățire manuală; se recomandă totuși
ca adâncimile să nu depășească 1,00 – 1,50[m], pentru a nu rezulta lungimi prea mari.
Numărul minim al compartimentelor trebuie să fie cel puțin două, exploatarea lor urmând
să fie făcută periodic – alternativ; proiectarea unui singur compartiment implică prevederea
unui canal de by-pass pentru timp de ploaie. Dacă deznisipatorul epurează apele uzate
provenite dintr-un sistem separativ, el poate fu curățit manual; dacă epurează ape provenite
dintr-un sistem unitar, se recomandă să fie prevăzut cu curățire mecanică. În ceea ce
privește pierdere de sarcină, în general, este minimă (sub 6 [cm]) în deznisipatoarele de
dimensiuni mici, unde nu sunt prevăzute dispozitive pentru menținerea vitezei constante.
Radierul deznisipatoarelor se așează mai jos ca al canalului de intrare a apei cu 15 –
45[cm]; el trebuie să fie orizontal, fără denivelări, în care s-ar putea acumula substanțele
floculente. În camera de racordare a grătarelor cu deznisipatorul viteza orizontală nu
trebuie să coboare sub 0,40[m/s] pentru debitul orar minim. Cantitatea de nisip care poate
fi colectată în deznisipator depinde de felul, suprafața și întreținerea pavajului, condiții
climaterice, intensitatea ploilor, etc. Normativele recomandă a se lua în calcule, pentru
sistemul de canalizare unitar, cantități de nisip de 0,015 – 0,020[dm3/om × zi] și pentru
procedeul separativ, 0,005 – 0,01[dm3/om × zi]. Dispozitivele pentru menținerea vitezei
constantă la variații de debit, sunt de tipul canalelor cu secțiune îngustată Venturi sau
79

Parshall. Debitul Q care trece printr-un deznisipator a cărui secțiune transversală este o
parabolă, este în funcție de înălțimea h a apei în deznisipator:
nkhQ=, unde k și n sunt constante.
Pentru menținerea vitezei constantă, lățimea b a deznisipatorului trebuie aleasă astfel încât:
∫==hnbdhVkhQ
00
Această condiție este satisfăcută când: b = 01
Vnkn−
.
Pentru n = 23, rezultă: b = 23 × 01
Vnkn−
= 23 × 0hVQ.
Ecuația parabolei este, deci: 2
2bp h2=;
unde p este parametrul parabolei.
Se alege lățimea B a canalului Venturi în funcție de debit (0,6; 0,8; 1,00…) și se stabilește
raportul de similitudine αe ca fiind raportul dintre lățimea canalului în natură și lățimea
canalului în model. Se alege apoi coeficientul de strangulare în funcție de debit:
ψb = Bb;
din care rezultă b, lățimea canalului în zona strangulată.
Din ecuațiile cunoscute:
hnatură = αehmodel;
Qnatură = (αe)5/2Qmodel,
Rezultă Qmodel, și cu acesta rezultă h aval model și hamonte model. Se calculează apoi h natură amonte și
aval.
În continuare cu următoarele ecuații se stabilesc celelalte dimensiuni ale canalului
strangulat:
=e 2bB−; CE = B ; R1 =
eeCE
222+; R2 = 1.66 R1; CD = 31B; CF = 61 3B.
Debitmetrul Venturi trebuie amplasat pe un canal, în aliniament, care în amonte trebuie
să aibă o lungime de 6,00 – 16,00[m], iar în aval 10,00 – 15,00[m].

80

Calculul deznisipatorului
Se dimensionează deznisipatorul orizontal cu curățire mecanică la care se cunosc:
dimensiunea granulelor 0,2[mm] și gradul de îndepărtare al suspensiilor 85[%].
5. Debitul de dimensionare al deznisipatorului este:
Qc = 2 Qo max = 2 ×350 = 700 [dm3/s]
6. Se proiectează 3 compartimente cu secțiune parabolică, care vor trebui să
prelucreze fiecare un debit de 233[dm3/s].
7. Secțiunea transversală Atr deznisipatorului este: A tr = 0VQc
Pentru o viteză orizontală de 0,19[m/s], conform tabelului 2.5, corespunzătoare
dimensiunii granulelor de 0,2[mm], deci:
=trA1 9,02 3 3,0][2 2,12m=.
Dacă se ia înălțimea parabolei h 0 =1.10m, lățimea parabolei este:
=B302hAtr=3×22 2,1×][6 6,11 0,1m=
8.Secțiunea orizontală, lungimea și timpul de traversare se determină pentru
dimensiunea granulelor de0,20[mm], raportul V s/V's = 1,90.
=0Aα
Sc
VQ9 0,1=×0 2 3,02 3 3,0][2 4,1 92m=;
Lungimea deznisipatorului: =LbA0=3 0,12 4,1 9][8 0,1 4m=
Timpul de traversare: =t0VL
=1 9,08 0,1 487′′=
5. Volumul unui compartiment este:
V0 =1,22 × 14,80 =18,06[m3].
Volumul de nisip colectat:
Vn = 50 000 [loc]×6[dm3/loc × an] = 300[m3/an]
2
2b = 2ph0.
81

Pentru determinarea parametrului p se dau pentru b și h0 valori limită, pentru b = 1,66[m],
iar pentru h0 = 1,10[m]; rezultă:
2
266,1= 2p × 1,10 și p = 0,30.
Ecuația parabolei, va fi :
2
2b= 2 × 0,30 h0,
dând diferite valori pentru b și h 0 se poate trasa parabola.
7. Se proiectează un singur canal Venturi cu radier orizontal pentru toate trei
compartimentele. Se alege lățimea canalului B = 0,80[m]. Raportul de similitudine:
α =30175,08,0 6 5,2=;
coeficientul de strangulare este: ψ=Bb4,0=; b = 0,40 × 0,80 = 0,32[m].
4.4.2.3. Calculul de dimensionare al decantorului (utilajul principal)
Bazele proiectării decantoarelor
Proiectarea decantoarelor depinde de numeroși factori, dintre aceștia cei mai importanți
fiind: natura particulelor ce trebuie îndepărtate și scopul bazinului (decantor pentru
epurarea mecanică a apelor, decantor secundar după filtre biologice și bazine cu nămol
activ, etc.). Dacă la deznisipatoare parametrul principal de dimensionare este încărcarea
superficială, la decantoare este important timpul de vărsare. Timpul de decantare t d de
rămânere a apei uzate în decantoare trebuie să fie de 1,5[h] pentru apele uzate ce conțin o
cantitate de suspensii mai mare de 200[mg/dm3], și de 1[h] pentru cantități mai mici.
Literatura germană recomandă timpii de decantare din tabelul 7:
Tabelul 4.5. Timpi de decantare t d[h]
Tipul stației de epurareDecantoare primare Decantoare secundare
La debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaieLa debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaie
Stația are numai epurare
mecanică1,7-2,50,3-0,5–
După instalațiile de coagulare 1,5-0,80,3-0,51,5-2,00,8-1,0
4.4.2.1. Calculul de dimensionare al grătarelor
82

Dimensionarea grătarelor pentru stația de epurare se face ținând cont de
următoarele date:
Orașul pentru care este proiectată această stație de epurare are o populație de 40.000
locuitori, sistemul de canalizare este unitar, clima temperat continentală.
Debitele care sosesc în stația de epurare, prin rețeaua de canalizare sunt următoarele:
Debitul zilnic maxim Q zi max = 290[l/s] ;
Debitul zilnic mediu Q zi med = 250[l/s ];
Debitul orar maxim Q u o max = 350[l/s] ;
Debitul orar minim Q u o min = m Qzi max = 0,02 × 290 ×24 = 140[l/s], unde m este
procentul minim orar din debitul zilnic maxim .
Proiectarea grătarelor implică stabilirea unor condiții corespunzătoare de curgere a apei în
camera grătarului, precum și determinarea dimensiunilor constructive ale camerei. Debitele
de dimensionare și de verificare Q c, respectiv Qv sunt redate în tabelul 4.
Tabelul.4.1 Debite hidraulice de dimensionare și verificare
ale obiectelor din stația de epurare.
Obiectul stației de epurareSistemul de canalizare
Separativ Unitar
Debit de:
DimensionareVerificareDimensionareVerificare
Grătar, deznisipator,
debitmetru, camera de
repartițieQs o maxQs o min2Qu o maxQu o min
Separator de grăsimi,
decantor primarQs zi maxQs o maxQu zi max2Qu o max
Construcții pentru epurarea
biologică (filtre biologice,
bazine cu nămol activ)Qs zi maxQs o maxQu zi maxQu o max
Decantorul secundar Qs zi maxQs o maxQu zo maxQu o max
e)Inițialele s si u arată că apele uzate provin dintr-o rețea dimensionată în sistem
separativ respectiv unitar.
f)Qu este debitul de calcul pentru sistemul unitar, în care sunt incluse diferite
categorii de ape uzate, de suprafață și subterane, Q s este debitul de calcul pentru sistemul
separativ, în care sunt incluse toate categoriile de ape.
83

Grătarele se dimensionează la 2Q u o max deci, 70035022max=×=uoQ [dm3/s]. Se
proiectează două grătare dese cu curățire mecanică, cu înclinarea față de orizontală de
75[°]; lățimea interspațiilor dintre bare se ia b = 20 [mm], iar lățimea barelor de secțiune
dreptunghiulară cu colțurile amonte rotunjite s=10 [mm] (β = 1,83). Fiecare grătar va
prelucra un debit Q u o max = 350 [dm3/s], respectiv Q u o min = 70 [dm3/s].
Viteza amonte grătarului V a, respectiv viteza în partea amonte camerei grătarului, trebuie
menținută între anumite limite pentru a obține o bună exploatare a acestora. Viteaza trebuie
să fie suficient de mare pentru a împiedica depunerea materiilor în suspensie mari și a
corpurilor din apa uzată, iar pe de altă parte nu prea mare pentru a produce dislocarea
depunerilor de pe grătar. În acest sens, Fair – Geyer recomandă ca viteza în amonte V a =
0,40…0,75[m/s]; pentru debite maxime și cele din timp de ploaie, viteza amonte poate
crește la Va = 0,90[m/s], pentru a antrena nisipul adus de apa uzată care are tendința de a se
depune în amonte de grătar.
Viteza printre interspațiile grătarului V g trebuie să fie maxim 0,70[m/s] la debitul zilnic
mediu și maxim 1,00[m/s] la debitul maxim.
Pierderile de sarcină prin grătar trebuie să rămână întotdeauna între anumite limite,
acestea variind cu cantitatea și natura depunerilor acumulate pe grătar.
Pierderea de sarcină se calculează cu relația lui Kirschmer:
β=h3/4

bs
gVa
22
θsin;
][43,0751026,0
02,001,083,123/4
mhh
=⋅⋅⋅⋅=
h = pierderea de sarcină prin grătar [m];
β = coeficientul de formă al barelor, se alege între 2,42 pentru secțiune dreptunghiulară, și
1,79 pentru secțiune sferică;
s = lățimea barelor [m]
b = lățimea interspațiilor dintre bare [m];
Va = viteaza apei în amonte de grătar [m/s];
θ = unghiul pe care-l face grătarul cu suprafața.
Chiar în perioadele când grătarul este puternic colmatat, pierderea de sarcină nu trebuie să
depășească 0,75[m], printr-o curățire regulată, ea trebuie ținută sub această valoare. Pentru
grătarele cu curățire manuală trebuie să se țină seama în calcule de o pierdere de sarcină
minimă de 15[cm], ceea ce necesită o atentă supraveghere din partea personalului de
exploatare. Pentru grătarele cu curățire mecanică pierderea de sarcină poate fi ținută
84

aproape constantă prin automatizarea dispozitivului de curățire. Pentru o bună funcționare
a grătarului, radierul camerei grătarului are o pantă de cel puțin 0,001.
Lățimea camerei grătarului se stabilește astfel :
=cB∑b+
bbsC+; ∑b=m axm axhVQ
gc;
Bc= lățimea camerei grătarului [m];
∑b = suma lățimilor interspațiilor dintre bare [m];
C= lățimea pieselor de prindere a grătarului în pereții camerei [m]; se ia între 0,25 și
0,3 [m];
Qc = debitul de calcul [l/s]
Vg max= viteza maximă a apei prin grătar [m/s];
hmax= adâncimea maximă a apei în fața grătarului, corespunzătoare vitezei și debitului
maxim [m].
Lățimile uzuale ale camerei grătarului după normele germane sunt: 50; 60; 80; 100; 125;
160; 180; 225; 250, primele valori fiind folosite numai pentru grătare cu curățire manuală.
Secțiunea amonte a camerei grătarului . Condiția de bază este:
Va = 0,4…0,9[m/s].
Se ia o înălțime maximă de apă, un h max, și cu acesta se determină lățimea camerei B c și se
verifică condiția de viteză.
hmax = 0,35[mm], și Bc= 2[m], viteza fiind de 0,9[m/s] .
∑b=.11,135,09,035,0
maxmax=×=hVQ
guo
Pentru grătarul ales, lățimea camerei este :
=cB∑b+
bbs1 1,1=+C ×02,002,001,0+ 203,0=+][m.
Pe această lățime vor există un număr de 55 bare ×0,01[m]+56 interspații ×0,22 [m]+2
spații pentru piesele de prindere ×0,165 = 2[m].
Raza hidraulică a camerei este:
=R35,02235,02
×+×4 1,0=.
85

Luând o pantă pentru camera grătarului după calculele anterioare, viteza apei în amonte de
grătar este:
94,0001,041,074742/13/22/13/2=××=××=IRVa ]/[sm,
unde 0 01,0=I.
În concluzie, viteza stabilită îndeplinește condiția de bază.
La debitul minim, Qu o min ]/[7,03sdm=și la viteza minimă Va]/[4,0sm=
se obține o înălțime de apă minimă h min, pentru stabilirea căreia se determină în prealabil
valoarea razei hidraulice =3/2R744,0×174,003 1,0=; 074,0=R; se determină apoi
valoarea hmin din ecuația =R22minh074,02min=+h și ][08,0minmh=.
Viteza apei prin interspațiile grătarului V g.
Condiția de bază este ]/[1…4,0smVg=.
Pentru debitul orar maxim de 350 [dm 3/s] rezultă:
39,002,05635,0max =××=A ][2m;
Vg max 89,039,0350,0== ]/[sm.
Pentru debitul minim (Qu o min 0 7 0,0=]/[3sm),
09,002,05608,0min =××=A ][2m;
Vg min = 0 9,00 7,00 7 7,0=]/[sm.
Vitezele obținute se încadrează în limitele admise.
Pierderea de sarcină prin grătar:
β=h3/4

bs
gVa
22
θsin; 028,075sin81,9292,0
02,001,083,1023/4
=
×=h ][m.
Pentru calculele necesare profilului tehnologic al apei, se va considera o pierdere de
sarcină de 15[cm].
Cantitatea de rețineri pe grătar depinde de lățimea interspațiilor, sistemul de canalizare,
proveniența apelor uzate industriale, etc. În tabelul 4 sunt prezentate cantitățile medii de
rețineri pe grătare, ele putând ajunge la valori de 5 ori mai mari.
Tabelul.4.2. Cantități de rețineri pe grătare.
86

Lățimea interspațiilor între bare
[mm]Cantitatea de rețineri
[l/om an] la curățire
ManualăMecanică
16 56
20 45
25 33,5
30 2,53
40 22,5
50 1,52
Analizele făcute asupra reținerilor au arătat că umiditatea acestora este de 80[%], restul
reprezentând substanțe solide. Substanțele minerale reprezintă cca. 13[%], iar cele organice
87[%]. Greutatea specifică a depunerilor este de 750[kg/m3].
Conform tabelului 4, cantitatea de rețineri este:
2 ]/[200000]/[5400003 3andmanomdmVr =××= .
Greutatea depunerilor este:
]/[150000]/[750]/[20033ankgmkganmGr =×=

Fig. 4.14.Dimensionarea grătarelor din stația de epurare
4.4.2.2. Calculul de dimensionare al deznisipatorului
87

Debitele de calcul și de verificare în procedeul separativ sunt debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim, iar în procedeul unitar de două ori debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim. La dimensionarea deznisipatoarelor orizontale vitezele de
mișcare a apei pe verticală V s și de mișcare a apei pe orizontală V o sunt de o mare
importanță.
În ceea ce privește viteza de sedimentare, tabelul 5 furnizează valorile
corespunzătoare diametrului particulelor de formă sferică pentru temperaturi ale apei de
10[°C] într-un bazin cu apa în repaus.
Tabelul 4.3. Vitezele de sedimentare V s [cm/s] în funcție de diametrul particulelor [mm]
Diametrul
particulei [mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3]14,07,22,30,70,170,0080,002
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]4,22,10,70,20,040,0020,00004
Materii în
suspensie din apele
uzate orășenești: γ=1,20[kg/dm3]3,41,70,50,080,020,00080,0002

În general, proiectarea deznisipatoarelor se bazează pe premisa reținerii particulelor de
nisip, cu dimensiuni mai mari de 0,20-0,25[mm] până la dimensiuni de maxim 1[mm]. S-a
constatat că dacă 50[%] din particule sau mai mult au dimensiuni mai mici de 0,21[mm]
eficiența deznisipatorului scade. Viteza de mișcare – de deplasare – a apei pe orizontală V o
trebuie discutată în paralel cu viteza de antrenare a suspensiilor de pe radierul
deznisipatorului, numită viteză critică V cr. Viteza orizontală trebuie să fie mai mică sau
egală cu viteza critică, la care apa uzată antrenează suspensiile depuse pe radierul
bazinului. Vitezele critice, care pot fi în calcule ca viteze orizontale, stabilite de Camp și
Shiels în [cm/s] sunt date în tabelul 6.
Tabelul 4.4. Vitezele critice Vcr [cm/s] în funcție
de diametrul particulelor [mm]
Diametrul particulei
[mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip: 41,030,019,013,09,04,13,0
88

γ =2,65 [kg/dm3[
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]23,016,010,07,05,02,31,6
Materii în suspensie
din apele uzate
orășenești:
γ=1,20[kg/dm3]18,013,08,05,54,01,81,3
Se recomandă a se utiliza în calcule drept viteză orizontală maximă V o=0,30[m/s] pentru
debitul orar maxim, și viteză minimă 0,05[m/s] pentru debitul orar minim.
Secțiunea transversală A tr a deznisipatoarelor:
Atr = 0VQc
Qc = debitul de calcul al deznisipatorului;
Vo = viteza orizontală stabilită anterior.
Secțiunea orizontală A o a deznisipatorului rezultă din împărțirea debitului de calcul la
viteza de sedimentare; pentru a ține seama de curenții care se formează în deznisipator,
aceasta trebuie mărită, în care scop se înmulțește cu un coeficient α:
Ao =α
Sc
VQ
.
Coeficientul α se calculează din figura 4.15.
α = 'ss
VV
89

Fig. 4.15. Coeficienți de corecție pentru dimensionarea deznisipatoarelor
Lungimea deznisipatorului L:
tVL0α=;
t = timpul de rămânere a apei în deznisipator;
Timpii de rămânere a apei în deznisipator de 30 – 50[s] și chiar de 90[s] trebuie avuți în
vedere la proiectare. Imhoff – Fair recomandă ca lățimile compartimentelor să fie de
până la 5,00[m], lungimile de 12,00 – 36,00[m], iar raportul dintre lungime și lățime să fie
cuprins între 10 și 15. În general, adâncimile deznisipatoarelor variază între 0,50 și
2,50[m], ajungând uneori chiar până la 3,00[m] și mai mult, în acestea fiind inclusă și
înălțimea volumului de nisip, la deznisipatoarele cu curățire manuală; se recomandă totuși
ca adâncimile să nu depășească 1,00 – 1,50[m], pentru a nu rezulta lungimi prea mari.
Numărul minim al compartimentelor trebuie să fie cel puțin două, exploatarea lor urmând
să fie făcută periodic – alternativ; proiectarea unui singur compartiment implică prevederea
unui canal de by-pass pentru timp de ploaie. Dacă deznisipatorul epurează apele uzate
provenite dintr-un sistem separativ, el poate fu curățit manual; dacă epurează ape provenite
dintr-un sistem unitar, se recomandă să fie prevăzut cu curățire mecanică. În ceea ce
privește pierdere de sarcină, în general, este minimă (sub 6 [cm]) în deznisipatoarele de
dimensiuni mici, unde nu sunt prevăzute dispozitive pentru menținerea vitezei constante.
Radierul deznisipatoarelor se așează mai jos ca al canalului de intrare a apei cu 15 –
45[cm]; el trebuie să fie orizontal, fără denivelări, în care s-ar putea acumula substanțele
floculente. În camera de racordare a grătarelor cu deznisipatorul viteza orizontală nu
trebuie să coboare sub 0,40[m/s] pentru debitul orar minim. Cantitatea de nisip care poate
fi colectată în deznisipator depinde de felul, suprafața și întreținerea pavajului, condiții
climaterice, intensitatea ploilor, etc. Normativele recomandă a se lua în calcule, pentru
sistemul de canalizare unitar, cantități de nisip de 0,015 – 0,020[dm3/om × zi] și pentru
procedeul separativ, 0,005 – 0,01[dm3/om × zi]. Dispozitivele pentru menținerea vitezei
constantă la variații de debit, sunt de tipul canalelor cu secțiune îngustată Venturi sau
Parshall. Debitul Q care trece printr-un deznisipator a cărui secțiune transversală este o
parabolă, este în funcție de înălțimea h a apei în deznisipator:
nkhQ=, unde k și n sunt constante.
Pentru menținerea vitezei constantă, lățimea b a deznisipatorului trebuie aleasă astfel încât:
∫==hnbdhVkhQ
00
Această condiție este satisfăcută când: b = 01
Vnkn−
.
90

Pentru n = 23, rezultă: b = 23 × 01
Vnkn−
= 23 × 0hVQ.
Ecuația parabolei este, deci: 2
2bp h2=;
unde p este parametrul parabolei.
Se alege lățimea B a canalului Venturi în funcție de debit (0,6; 0,8; 1,00…) și se stabilește
raportul de similitudine αe ca fiind raportul dintre lățimea canalului în natură și lățimea
canalului în model. Se alege apoi coeficientul de strangulare în funcție de debit:
ψb = Bb;
din care rezultă b, lățimea canalului în zona strangulată.
Din ecuațiile cunoscute:
hnatură = αehmodel;
Qnatură = (αe)5/2Qmodel,
Rezultă Qmodel, și cu acesta rezultă h aval model și hamonte model. Se calculează apoi h natură amonte și
aval.
În continuare cu următoarele ecuații se stabilesc celelalte dimensiuni ale canalului
strangulat:
=e 2bB−; CE = B ; R1 =
eeCE
222+; R2 = 1.66 R1; CD = 31B; CF = 61 3B.
Debitmetrul Venturi trebuie amplasat pe un canal, în aliniament, care în amonte trebuie
să aibă o lungime de 6,00 – 16,00[m], iar în aval 10,00 – 15,00[m].

Calculul deznisipatorului
Se dimensionează deznisipatorul orizontal cu curățire mecanică la care se cunosc:
dimensiunea granulelor 0,2[mm] și gradul de îndepărtare al suspensiilor 85[%].
9. Debitul de dimensionare al deznisipatorului este:
Qc = 2 Qo max = 2 ×350 = 700 [dm3/s]
10. Se proiectează 3 compartimente cu secțiune parabolică, care vor trebui să
prelucreze fiecare un debit de 233[dm3/s].
91

11. Secțiunea transversală Atr deznisipatorului este: A tr = 0VQc
Pentru o viteză orizontală de 0,19[m/s], conform tabelului 2.5, corespunzătoare
dimensiunii granulelor de 0,2[mm], deci:
=trA1 9,02 3 3,0][2 2,12m=.
Dacă se ia înălțimea parabolei h 0 =1.10m, lățimea parabolei este:
=B302hAtr=3×22 2,1×][6 6,11 0,1m=
12.Secțiunea orizontală, lungimea și timpul de traversare se determină pentru
dimensiunea granulelor de0,20[mm], raportul V s/V's = 1,90.
=0Aα
Sc
VQ9 0,1=×0 2 3,02 3 3,0][2 4,1 92m=;
Lungimea deznisipatorului: =LbA0=3 0,12 4,1 9][8 0,1 4m=
Timpul de traversare: =t0VL
=1 9,08 0,1 487′′=
5. Volumul unui compartiment este:
V0 =1,22 × 14,80 =18,06[m3].
Volumul de nisip colectat:
Vn = 50 000 [loc]×6[dm3/loc × an] = 300[m3/an]
2
2b = 2ph0.
Pentru determinarea parametrului p se dau pentru b și h0 valori limită, pentru b = 1,66[m],
iar pentru h0 = 1,10[m]; rezultă:
2
266,1= 2p × 1,10 și p = 0,30.
Ecuația parabolei, va fi :
2
2b= 2 × 0,30 h0,
92

dând diferite valori pentru b și h 0 se poate trasa parabola.
7. Se proiectează un singur canal Venturi cu radier orizontal pentru toate trei
compartimentele. Se alege lățimea canalului B = 0,80[m]. Raportul de similitudine:
α =30 1 75,08,0 6 5,2=;
coeficientul de strangulare este: ψ=Bb4,0=; b = 0,40 × 0,80 = 0,32[m].
4.4.2.3. Calculul de dimensionare al decantorului (utilajul principal)
Bazele proiectării decantoarelor
Proiectarea decantoarelor depinde de numeroși factori, dintre aceștia cei mai importanți
fiind: natura particulelor ce trebuie îndepărtate și scopul bazinului (decantor pentru
epurarea mecanică a apelor, decantor secundar după filtre biologice și bazine cu nămol
activ, etc.). Dacă la deznisipatoare parametrul principal de dimensionare este încărcarea
superficială, la decantoare este important timpul de vărsare. Timpul de decantare t d de
rămânere a apei uzate în decantoare trebuie să fie de 1,5[h] pentru apele uzate ce conțin o
cantitate de suspensii mai mare de 200[mg/dm3], și de 1[h] pentru cantități mai mici.
Literatura germană recomandă timpii de decantare din tabelul 7:
Tabelul 4.5. Timpi de decantare t d[h]
Tipul stației de epurareDecantoare primare Decantoare secundare
La debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaieLa debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaie
Stația are numai epurare
mecanică1,7-2,50,3-0,5–
După instalațiile de coagulare 1,5-0,80,3-0,51,5-2,00,8-1,0
La stații cu filtre biologice 1,7-2,50,3-0,51,5-2,01,8-1,0
La stații cu bazine cu nămol activ 0,5-1,00,3-0,52,0-3,51,0-1,7
Debitul de calcul – debitul de timp uscat al stației de epurare este ×
181
Qzi med (după
literatura germană). Literatura americană „ Standardul celor 10 state S.U.A” recomandă
datele din tabelul 8:
Tabelul 4.6. Timpi de decantare t d[h]
Încărcarea superficială [m/h] Adâncimi medii ale bazinului [m]
93

2,002,503,00
1,00 2,002,503,00
1,40 1,601,802,25
1,70 1,251,401,75
Debitul de calcul al stațiilor de epurare este de obicei debitul zilnic mediu. Aceeași
literatură americană recomandă ca timpul de rămânere al apei în bazin de 2[h] să se reducă
sau să se mărească în conformitate cu recomandările date în continuare:
Timpul mediu de 2[h] se reduce:
-la 1[h] când apele uzate după decantare sunt folosite la irigații;
-la ½[h] când apele uzate au concentrații în materii în suspensie de maxim 200
[mg/dm3 și sunt tratate biologic în bazine cu nămol activ;
-la ½[h] când apele uzate au fost trate prealabil cu coagulanți;
-la 1[h] când apele uzate meteorice amestecate cu alte ape uzate urmează a fi
tratate mecanic.
Mărirea timpului mediu de 2[h] se face când:
-decantarea primară singură trebuie să conducă la o reducere importantă a CBO 5
și a substanțelor in suspensie – un timp de decantare de până la 3 ½ h poate reține și
suspensiile fine care contribuie la menținerea unui CBO 5 ridicat;
-decantoarele primesc ape uzate industriale care conțin substanțe bactericide.
Fermentarea în aceste condiții este practic imposibilă și drept urmare nămolul nu trebuie să
fie evacuat imediat, deoarece rămânerea lui un timp mai îndelungat în decantoare poate
conduce la îngroșarea lui, necesitând pentru aceasta volume mai mari pentru înmagazinare
în decantoare;
-apele uzate industriale cu conținut mare de substanțe toxice sau ape calde
amestecate cu ape uzate menajere au nevoie de un timp de contact mai mare (peste 2h),
pentru o mai bună decantare;
-cantități mari de apă de ploaie trec prin bazinul de decantare, de exemplu,
dublul debitului pe timp uscat.
Imhoff recomandă pentru ape uzate orășenești:
-un timp de decantare de 1 ½ [h], atunci când adâncimea decantorului este de
aproximativ 2[m];
-3[h] când stația de epurare are numai epurare mecanică;
94

-supraîncărcări pe timp de ploaie până la cantități duble față de debitul pe timp
uscat sunt admisibile.
Încărcarea superficială [m3/m2h] sau viteza de sedimentare u [m/h] este de asemenea un
parametru important în dimensionarea decantoarelor. Viteza de sedimentare, în funcție de
reducerea suspensiilor în decantor și de concentrația lor inițială sunt arătate în tabelul 9:
Tabelul 4.7. Viteze de sedimentare în decantoare.
Reducerea suspensiilor în decantor [%]Viteze de sedimentare u[m/h]
C≤200200≤C≤300C≥300
40-45 2,32,73,0
45-50 1,82,32,6
50-55 1,21,51,9
55-60 0,71,11,5
„Standardul celor 10 state din S.U.A” prevede pentru:
-decantoare primare care nu sunt urmate de instalații de epurare biologică și care
nu prelucrează debite mai mari de 3785[m3/zi], o încărcare superficială de 1[m/h] ;
-pentru decantoarele primare urmate de instalații de epurare biologică încărcarea
maximă este de 1,7[m/s];
-decantoarele secundare urmând filtrelor biologice de mică încărcare,
u=1,7[m/h]; filtrelor biologice de mare încărcare, u=1,4[m/h]; bazinelor cu nămol activ cu
debite peste 7570[m3/zi], u= 1,7[m/h]; bazinelor cu nămol activ cu debite sub 7570[m3/zi],
u= 1,4[m/h].
Literatura germană furnizează următoarele date:
Tabelul 4.8. Încărcarea superficială a decantoarelor u [m/h]1).
Tipul stației de epurareDecantoare primare Decantoare secundare
La debit pe timp uscatLa debit maxim pe timp de ploaieLa debit pe timp uscatLa debit maxim pe timp de ploaie
95

Stația are numai epurare mecanică 1,5 – 0,86 – 4–
După instalațiile de coagulare 4,0 – 2,56 – 41,5 – 1,02,5 – 2,0
La stații cu filtre biologice 1,5 – 0,86 – 41,5 – 1,02,5 – 2,0
La stații cu bazine cu nămol activ 4,0 – 2,56 – 4**
1)încărcarea superficială a decantoarelor verticale se mărește cu 20% față de datele din
tabel datorită filtrului de suspensii care se formează în aceste decantoare, și care conduce la
eficiențe mai mari.
* Problema dimensionării decantoarelor secundare amplasate după bazinele cu nămol activ
este mai complicată decât a celorlalte, deoarece depinde de cantitatea și concentrația de
nămol în exces și de recirculare, de indicele nămolului, etc. Încărcarea cu materii solide în
suspensie a decantoarelor primare nu constituie un parametru important pentru
dimensionarea acestora, deoarece în general nu influențează eficiența lor.
Proiectarea decantoarelor
Debitele de dimensionare și verificare a decantoarelor radiale sunt atât pentru
canalizările în sistem separativ, cât și pentru cele în sistem unitar; verificarea se face la
debitul orar maxim pentru canalizările în sistem separativ, și la de două ori debitul orar
maxim pentru canalizările în sistem unitar. Dimensiunile uzuale sunt date în tabelul de
mai jos:
Tabelul 4.9 . Elementele geometrice ale decantoarelor radiale.
Elemente geometriceDimensiuni [m]
d180258025050
d23.0 : 4.0 4.0 : 6.0
cmin0,2 0,2 0,4
k1 max1,0 1,5 2,04
h80,3…1,0
nmin0,2
Suprafața orizontală a decan-torului [m2]0125414809116070462257590964
huVolumul decantorului [m3]
1,22413053754565897398489641154150819082356
1,428135544053268786298911251346176022602750
96

1,6322406502608785985113112861539201125443142
1,83624575656848831108127214471731226228623535
2,04025086287609821232141416081924251431803928
2,244255869083610801355155517682116276534984320
2,550263578595012271540176720102405314239754910
2,8711879100113741724198022012003352044525500
3,0762942114014731848212124422336377147705892
3,2 1005121615711971226225723076402250886284
3,6 136817672217254528943463452557247070
4,0 19642404282832163848502863607856
Debitul de dimensionare este Qc =290 [dm3/s];
Volumul decantorului: Vdec = Qctd = 0,290 × 1,70 =1774,8[m3];
Qc = debitul de calcul (Q zi max);
td = timpul de decantare, conform tabelului 7.
Secțiunea orizontală:
A0 uQc==×=360050,1290,0696[m2];
în care u este încărcarea superficială conform tabelului 2.8.
Înălțimea utilă a spațiului de decantare:
hu = utd = 1,5 × 1,7 = 2,55[m].
Cu aceste date se intră în tabelul 7.13 și se stabilesc dimensiunile principale d 1, d2, h, A0 și
Vdec respectiv numărul de decantoare, verificând în același timp relațiile:
6 ≤ uhd1≤ 10, pentru decantoare cu diametrul de 16 – 30[m];
15 ≤uhd1 ≤ 20, pentru decantoare cu diametrul de 30 – 50 [m];
20 ≤ uhd1≤ 25, pentru cazul apelor uzate cu cantități mari de materii organice.
97

Se iau două decantoare, fiecare cu d 1=20[m]; hu=2,80[m];
Vdec = 879 [m3]; A0 = 314 [m2]; d2 = 3,00 [m].
Se determină raportul ==80,200,201
uhd
7,18 deci se respectă relația de mai sus, valoarea
raportului fiind cuprinsă între 6 și 10.
Se verifică apoi încărcarea deversorului de la ieșirea apei decantate.
Încărcarea deversorului de pe jgheabul de colectare a apei decantate este:
Qd = ()80,860,022014,32486400145,0 =×−××× [m/h×ml],
admisibil conform recomandărilor.
Volumul de nămol depus într-o zi se determină cu ecuația următoare:
Vd=nr
γCQzimaxp−10010040,809510010086400290,0350,0120055,0=−××××=
[m3/zi];
respectiv 40,00[m3/zi] pentru un decantor.
r = procentul de reducere al suspensiilor;
γn = greutatea specifică a nămolului cu 1,10 -1,20[t/m3], pentru o umiditate a nămolului
de 95[%];
p = umiditatea nămolurilor decantate, aproximativ 95[%];
C = concentrația inițială a depunerilor.
Tabelul 4.10.. Debite de nămol în stațiile de epurare.
Tipul instalațiilorMaterii solide totale
[%]Conținutul în apă
[%]Cantitatea de nămol
[dm3/loc zi]
Epurare mecanică
1) Nămol din
decantoare2,5 97,5 2,16
2) Nămol fermentat,
umed13,0 87,0 0,26
3) Nămol fermentat,
uscat în aer liber45,0 55,0 0,13
Încărcări
Epurarea mecano –
biologicăMicăMareMicăMareMicăMare
98

4) Nămol din
decantoarele
secundare8,05,092,095,00,160,40
5) Nămol din
decantoarele
principale și
secundare amestecat5,55,094,595,01,221,48
6) Idem 5)
fermentat10,010,090,090,00,430,48
7) Idem 5)
fermentat, uscat în
aer liber45,045,055,055,00,170,19
Bazine cu nămol
activ
8) Nămol din
decantoarele
secundare0,71,599,397,54,431,67
9) Idem 5) 4,54,595,595,51,871,75
10) Idem 6) 7,010,093,090,00,790,52
Se determină volumul pâlniei de nămol și se stabilesc condițiile de evacuare a nămolului
(perioade, diametru, conducte, etc.). Se stabilesc apoi dimensiunile jgheabului de colectare
a apelor decantate, vitezele minime în acestea fiind de 0,7[m/s]. Se dimensionează
deversorul de evacuare a apei decantate.
Volumul pâlniei de nămol este:
Vp = 31× (3,14 × 3,0 × 1,52 – 3,14 × 1,00 × 0,252) = 7,0[m3].
Jgheabul de colectare a apei decantate se dimensionează la 2Q o max, deci debitul pentru
decantor este de 0,350 [dm3/s]. Dacă se ia o înălțime de jgheab de 0,6[m], lungimea
jgheabului:
L = 2 × 3,14 (10,00 – 0,60) = 59,00 [m],
debitul este de 0,006 [m3/s]; viteza minimă în jgheab fiind de 0,70[m/s], rezultă următoarea
suprafață a jgheabului în secțiunea 1-1 :
Aj 1 = 2350,0× 0,70 = 0,25[m2],
iar înălțimea apei în jgheab: h j 1 = 6 0,02 5,0 = 0,42 [m];
Panta jgheabului rezultă din ecuația : V = 74 R2/3I1/2.
Raza hidraulică: R = 60,042,0225,0
+×= 0,174 și I1/2 = 0,0009;
99

În consecință, în secțiunea 3-3 radierul jgheabului trebuie să fie mai ridicat decât în
secțiunea 1-1 cu h' = (21 × 59) × 0.0009 = 0,0265 [m]; în secțiunea 2-2 lățimea
jgheabului, de asemenea pentru o viteză de 0,70 [m/s] și o înălțime a apei de 0,42 [m],
rezultă:
bj =42,07 0,03 50,0
× = 1,20 [m].
Se determină adâncimea decantorului la perete și la centru:
la perete: Hp =hu+hs;
la centru : Hc =hu+hn+hp+hs,,
în care hn este înălțimea pâlniei de nămol, iar h p – diferența de înălțime datorată pantei.
Înălțimea decantoarelor la perete:
Hp = hu + hs = 2,80 + 0,30 = 3,10[m]
iar la centru:
Hc = hu + hn+ hp + hs = 2,80 + 2,00 +10 × 1 51+ 0,30 =5,80 [m]
4.4.2.4. Probleme de coroziune si sau alegerea a materialeleor de
constructie.
Coroziunea galvanică a cuplului oțel inoxidabil 316L / TiAlV a fost studiată prin
măsurători electrochimice. Din măsurători potențiostatice s-a observat o deplasare a
potențialului critic de pitting (Ecp) în direcție negativă. Rezistența de polarizare (Rp,cuplu)
a fost de aproximativ 5 ori mai mică în cazul oțelului cuplat, iar curentul de coroziune,
determinat din diagramele Tafel, a avut valoarea de 1,1 μA/cm2. Deoarece aliajul de
TiAlV potențează activitatea oțelului inoxidabil 316L, se recomandă ca acest cuplu să nu
fie utilizat pentru bioimplanturi în organismul uman.
Studiu privind acțiunea anticorozivă a tufului vulcanic zeolitic în stațiile de epurare a
apelor uzate
În această lucrare este prezentată acțiunea tufului vulcanic zeolitic, ce conține
clinoptilolit, asupra echipamentelor metalice dintr-o stație de epurare a apelor uzate din
punctul de vedere al coroziunii. Tuful vulcanic zeolitic poate fi folosit în treapta biologică
a instalațiilor de epurare pentru îmbunătățirea capacității de biodegradare a nămolului
activ. Acest tuf are proprietatea de a reduce substanțele organice prin adsorbție, de a crește
capacitatea de sedimentare a nămolului activ în decantoare, dar la fel de bine ar putea avea
proprietatea de a scădea acțiunea corosivă a apei uzate asupra conductelor și utilajelor
100

dinamice, precum rotorii pompelor sau podurile racloare ale decantoarelor secundare.
Experimentele au fost efectuate prin metoda pierderii în greutate, folosind eșantioane
metalice, care au fost ținute diferite periode de timp în ape uzate atât fără cât și cu adaos de
tuf zeolitic, simulând condițiile din treapta biologică. Rezultatele au fost ilustrate grafic.
Diferențe semnificative între comportarea anodică a oțelulului inoxidabil 18Cr-10Ni
și nichelului în soluții apoase 10–80% HCOOH
Rezumat: Curbe anodice potențiostatice pe oțel inoxidabil 18Cr-10Ni și nichel au fost
trasate în soluții apoase de 10, 20, 40, 60 și 80% HCOOH, la temperatura camerei. Oțelul
inoxidabil este activ în toate soluțiile de acid formic și trece în stare pasivă prin polarizarea
anodică, prezentând un domeniu extins de pasivitate stabilă (960 mV), deplasat spre valori
mai pozitive de potențial odată cu creșterea concentrației soluțiilor de acid formic.
Oxidarea anodică a acidului formic are loc doar în regiunea transpasivă, simultan cu
degajarea oxigenului. După polarizarea anodică, oțelul inoxidabil și-a păstrat culoarea și
luciul metalic. Nichelul prezintă efect catalitic pentru reacția de oxidare a acidului formic.
Curbele de polarizare prezintă unde anodice, care se extind pe tot domeniul pasiv al
nichelului, având curenții maximi cu două ordine de mărime mai mari decât cei obținuți pe
oțel inoxidabil, în aceleași soluții. După polarizare, suprafața nichelului a prezentat
modificări vizibile, ca pitting, fisuri și pierderea luciului metalic. Pe suprafața nichelului,
se admite că au loc reacții succesive/ simultane și concurente, care duc la
dizolvarea/pasivarea nichelului și oxidarea acidului formic. Cuvinte cheie: oțel inoxidabil,
nichel
Acțiunea inhibitoare a unor compuși organici de adsorbție asupra coroziunii
aluminiului în medii acide
Rezumat: Doi surfactanți organici: dodecil sulfat de sodiu (SDS) și respectiv dodecil
benzen sulfonat de sodiu (SDBS) au fost studiați ca inhibitori pentru coroziunea
aluminiului în soluții apoase de acid clorhidric folosind polarizarea electrochimică și
spectroscopia electrochimică de impedanță (EIS). S-a studiat, de asemenea, influența
concentrației de inhibitor asupra eficienței anticorozive a acestora. La valori mici ale
supratensiunii, procesul de dizolvare este controlat de activare, în timp ce la valori mai
mari ale supratensiunii procesul de dizolvare este controlat de difuzie. Viteza de coroziune
scade cu creșterea concentrației de inhibitor. La valori ale concentrațiilor celor doi
surfactanți mai mici decât concentrația critică micelară (CMC) efectul de inhibare este
neglijabil. La concentrații mai mari decât CMC efectul de inhibare crește rapid cu creșterea
concentrației surfactantului până la o valoare limită. Inhibarea procesului de dizolvare în
prezența surfactanților poate fi explicată prin adsorbția acestora în zonele active ale
suprafeței. În cazul nostru, presupunem că inhibitorii de acest tip sunt puternic adsorbiți la
suprafața metalului, având loc formarea unui film protector, iar reacția dintre metal și
soluția corozivă poate avea loc numai prin difuzia anionilor mediului agresiv prin porii fini
ai filmului protector. Măsurătorile EIS au fost realizate pe electrodul de aluminiu în soluții
0.5M HCl în absența și prezența celor doi surfactanți în diferite condiții (timp de imersare
și concentrație de surfactant). Acoperiri compozite cu proprietăți anticorozive îmbunătățite
obținute prin co-electrodepunerea cuprului cu nanoparticule de Al2O3
Rezumat: În lucrarea de față, sunt prezentate rezultate referitoare la comportarea la
coroziune a unor acoperiri compozite obținute prin co-electrodepunerea cuprului cu
101

nanoparticule de Al2O3, pe un electrod din oțel OL 37, dintr-o baie acidă de sulfat de
cupru. Comportarea la coroziune a acestor acoperiri compozite de cupru s-a investigat în
soluții de Na2SO4 (pH 3). Studiile de coroziune au fost efectuate prin măsurători de
potențial de circuit deschis, prin spectroscopie de impedanță electrochimică și prin
voltametrie hidrodinamică. Interpretarea cantitativă a rezultatelor obținute a dus la
concluzia că nanoparticulele de oxid de aluminu încorporate în cuprul electrodepus au
mărit rezistența la coroziune a depozitelor compozite de 1.32 ori în comparație cu
depozitele de cupru pur.
Dizolvarea zincului ca proces de coroziune
Rezumat: În acest studiu s-a investigat posibilitatea dizolvării accelerate a zincului
metalic în acid sulfuric prin introducerea unui catod de cupru, în care hidrogenul degajat
este mult mai ușor decât zincul. S-a constatat că accelerarea dizolvării zincului este
posibilă și, la o suprafață constantă a catodului de cupru, depinde de contactul intim între
electrodul de cupru și zinc.
4.5. Utilitati si energie
Functie de utilizarea care se da apei se deosebesc mai multe categorii: apa
tehnologica, apa de racire, apa potabila, apa de incendiu, apa de incalzire.
Apa
Apa ca agent de incalzire poate fi :
– apa calda cu temperatura pana la 90 °C;
– apa fierbinte, sub presiune, pana la temperatura de 130 – 150 °C.
Apa este un agent termic cu capacitate calorica mare, usor de procurat. Pentru
incalzire, se prefera apa dedurizata in scopul evitarii depunerilor de piatra.
Aburul
Aburul este cel mai utilizat agent de incalzire si poate fi: abur umed; abur saturat;
abur supraincalzit.
Aburul umed contine picaturi de apa si rezulta de la turbioanele cu contra presiune
sau din operatiile de evaporare, ca produs secundar. Este cunoscut sub denumirea de abur
mort.
Aburul saturat este frecvent folosit ca agent de incalzire, avand caldura latenta de
condensare mare si coeficienti individuali de transfer de caldura mari. Temperatura
aburului saturat poate fi reglata usor prin modificarea presiunii. Incalzirea cu abur se poate
realiza direct, prin barbotare, sau indirect, prin intermediul unei suprafete ce separa cele
doua fluide.
Aburul supraincalzit cedeaza, in prima faza, caldura sensibila de racire, pana la
atingerea temperaturii de saturatie, cand coeficientul individual de transfer de caldura este
mai mic si apoi caldura latenta prin condensare.
102

Energia electrica
Aceasta reprezinta una din formele cele mai folosite datorita usurintei de transport
la distante mari si la punctele de consum si randamentelor mari cu care poate fi
transformata in energie mecanica, termica sau luminoasa.
Energia electrica transformata in energie mecanica este utilizata la actionarea
motoarelor cu care sunt dotate diversele utilaje.
Energia electrica este folosita si la incalzire, prin transformare in caldura, folosind
mai multe tehnici:
-trecerea curentului prin rezistente electrice;
-transformarea energiei electrice in radiatii infrarosii;
-folosirea curentilor de inalta frecventa, medie si mica;
-folosirea pierderilor dielectrice;
-incalzirea prin arc electric.
Avantajul incalzirii electrice consta in reglarea usoara a aparaturii, posibilitatea
generarii caldurii intr-un punct, introducerea unei cantitati mari de caldura intr- un volum
mic, realizarea unei incalziri directe, fara impurificarea mediului si la orice presiune.
Dezavantajul utilizarii energiei electrice il costituie costul ridicat si impunerea unor
masuri speciale de protectia muncii.
Aerul comprimat
Aerul comprimat poate fi utilizat in urmatoarele scopuri:
-ca purtator de energie (pentru actionarea aparatelor de masura si de reglare, in
atelierul mecanic);
-pentru amestecare pneumatica;
-pentru diferite scopuri(curatirea utilajelor, uscare, etc).
4.5.1. Operarea instalatiei de epurare
4.4.2. Dimensionarea tehnologică a utilajelor
4.4.2.1. Calculul de dimensionare al grătarelor
Dimensionarea grătarelor pentru stația de epurare se face ținând cont de
următoarele date:
Orașul pentru care este proiectată această stație de epurare are o populație de 40.000
locuitori, sistemul de canalizare este unitar, clima temperat continentală.
Debitele care sosesc în stația de epurare, prin rețeaua de canalizare sunt următoarele:
Debitul zilnic maxim Q zi max = 290[l/s] ;
Debitul zilnic mediu Q zi med = 250[l/s ];
103

Debitul orar maxim Q u o max = 350[l/s] ;
Debitul orar minim Q u o min = m Qzi max = 0,02 × 290 ×24 = 140[l/s], unde m este
procentul minim orar din debitul zilnic maxim .
Proiectarea grătarelor implică stabilirea unor condiții corespunzătoare de curgere a apei în
camera grătarului, precum și determinarea dimensiunilor constructive ale camerei. Debitele
de dimensionare și de verificare Q c, respectiv Qv sunt redate în tabelul 4.
Tabelul.4.1 Debite hidraulice de dimensionare și verificare
ale obiectelor din stația de epurare.
Obiectul stației de epurareSistemul de canalizare
Separativ Unitar
Debit de:
DimensionareVerificareDimensionareVerificare
Grătar, deznisipator,
debitmetru, camera de
repartițieQs o maxQs o min2Qu o maxQu o min
Separator de grăsimi,
decantor primarQs zi maxQs o maxQu zi max2Qu o max
Construcții pentru epurarea
biologică (filtre biologice,
bazine cu nămol activ)Qs zi maxQs o maxQu zi maxQu o max
Decantorul secundar Qs zi maxQs o maxQu zo maxQu o max
g)Inițialele s si u arată că apele uzate provin dintr-o rețea dimensionată în sistem
separativ respectiv unitar.
h)Qu este debitul de calcul pentru sistemul unitar, în care sunt incluse diferite
categorii de ape uzate, de suprafață și subterane, Q s este debitul de calcul pentru sistemul
separativ, în care sunt incluse toate categoriile de ape.
Grătarele se dimensionează la 2Q u o max deci, 70035022max=×=uoQ [dm3/s]. Se
proiectează două grătare dese cu curățire mecanică, cu înclinarea față de orizontală de
75[°]; lățimea interspațiilor dintre bare se ia b = 20 [mm], iar lățimea barelor de secțiune
dreptunghiulară cu colțurile amonte rotunjite s=10 [mm] (β = 1,83). Fiecare grătar va
prelucra un debit Q u o max = 350 [dm3/s], respectiv Q u o min = 70 [dm3/s].
Viteza amonte grătarului V a, respectiv viteza în partea amonte camerei grătarului, trebuie
menținută între anumite limite pentru a obține o bună exploatare a acestora. Viteaza trebuie
să fie suficient de mare pentru a împiedica depunerea materiilor în suspensie mari și a
corpurilor din apa uzată, iar pe de altă parte nu prea mare pentru a produce dislocarea
104

depunerilor de pe grătar. În acest sens, Fair – Geyer recomandă ca viteza în amonte V a =
0,40…0,75[m/s]; pentru debite maxime și cele din timp de ploaie, viteza amonte poate
crește la Va = 0,90[m/s], pentru a antrena nisipul adus de apa uzată care are tendința de a se
depune în amonte de grătar.
Viteza printre interspațiile grătarului V g trebuie să fie maxim 0,70[m/s] la debitul zilnic
mediu și maxim 1,00[m/s] la debitul maxim.
Pierderile de sarcină prin grătar trebuie să rămână întotdeauna între anumite limite,
acestea variind cu cantitatea și natura depunerilor acumulate pe grătar.
Pierderea de sarcină se calculează cu relația lui Kirschmer:
β=h3/4

bs
gVa
22
θsin;
][43,0751026,0
02,001,083,123/4
mhh
=⋅⋅⋅⋅=
h = pierderea de sarcină prin grătar [m];
β = coeficientul de formă al barelor, se alege între 2,42 pentru secțiune dreptunghiulară, și
1,79 pentru secțiune sferică;
s = lățimea barelor [m]
b = lățimea interspațiilor dintre bare [m];
Va = viteaza apei în amonte de grătar [m/s];
θ = unghiul pe care-l face grătarul cu suprafața.
Chiar în perioadele când grătarul este puternic colmatat, pierderea de sarcină nu trebuie să
depășească 0,75[m], printr-o curățire regulată, ea trebuie ținută sub această valoare. Pentru
grătarele cu curățire manuală trebuie să se țină seama în calcule de o pierdere de sarcină
minimă de 15[cm], ceea ce necesită o atentă supraveghere din partea personalului de
exploatare. Pentru grătarele cu curățire mecanică pierderea de sarcină poate fi ținută
aproape constantă prin automatizarea dispozitivului de curățire. Pentru o bună funcționare
a grătarului, radierul camerei grătarului are o pantă de cel puțin 0,001.
Lățimea camerei grătarului se stabilește astfel :
=cB∑b+
bbsC+; ∑b=m axm axhVQ
gc;
Bc= lățimea camerei grătarului [m];
105

∑b = suma lățimilor interspațiilor dintre bare [m];
C= lățimea pieselor de prindere a grătarului în pereții camerei [m]; se ia între 0,25 și
0,3 [m];
Qc = debitul de calcul [l/s]
Vg max= viteza maximă a apei prin grătar [m/s];
hmax= adâncimea maximă a apei în fața grătarului, corespunzătoare vitezei și debitului
maxim [m].
Lățimile uzuale ale camerei grătarului după normele germane sunt: 50; 60; 80; 100; 125;
160; 180; 225; 250, primele valori fiind folosite numai pentru grătare cu curățire manuală.
Secțiunea amonte a camerei grătarului . Condiția de bază este:
Va = 0,4…0,9[m/s].
Se ia o înălțime maximă de apă, un h max, și cu acesta se determină lățimea camerei B c și se
verifică condiția de viteză.
hmax = 0,35[mm], și Bc= 2[m], viteza fiind de 0,9[m/s] .
∑b=.11,135,09,035,0
maxmax=×=hVQ
guo
Pentru grătarul ales, lățimea camerei este :
=cB∑b+
bbs1 1,1=+C ×02,002,001,0+ 203,0=+][m.
Pe această lățime vor există un număr de 55 bare ×0,01[m]+56 interspații ×0,22 [m]+2
spații pentru piesele de prindere ×0,165 = 2[m].
Raza hidraulică a camerei este:
=R35,02235,02
×+×4 1,0=.
Luând o pantă pentru camera grătarului după calculele anterioare, viteza apei în amonte de
grătar este:
94,0001,041,074742/13/22/13/2=××=××=IRVa ]/[sm,
unde 0 01,0=I.
În concluzie, viteza stabilită îndeplinește condiția de bază.
La debitul minim, Qu o min ]/[7,03sdm=și la viteza minimă Va]/[4,0sm=
106

se obține o înălțime de apă minimă h min, pentru stabilirea căreia se determină în prealabil
valoarea razei hidraulice =3/2R744,0×174,003 1,0=; 074,0=R; se determină apoi
valoarea hmin din ecuația =R22minh074,02min=+h și ][08,0minmh=.
Viteza apei prin interspațiile grătarului V g.
Condiția de bază este ]/[1…4,0smVg=.
Pentru debitul orar maxim de 350 [dm 3/s] rezultă:
39,002,05635,0max =××=A ][2m;
Vg max 89,039,0350,0== ]/[sm.
Pentru debitul minim (Qu o min 0 7 0,0=]/[3sm),
09,002,05608,0min =××=A ][2m;
Vg min = 0 9,00 7,00 7 7,0=]/[sm.
Vitezele obținute se încadrează în limitele admise.
Pierderea de sarcină prin grătar:
β=h3/4

bs
gVa
22
θsin; 028,075sin81,9292,0
02,001,083,1023/4
=
×=h ][m.
Pentru calculele necesare profilului tehnologic al apei, se va considera o pierdere de
sarcină de 15[cm].
Cantitatea de rețineri pe grătar depinde de lățimea interspațiilor, sistemul de canalizare,
proveniența apelor uzate industriale, etc. În tabelul 4 sunt prezentate cantitățile medii de
rețineri pe grătare, ele putând ajunge la valori de 5 ori mai mari.
Tabelul.4.2. Cantități de rețineri pe grătare.
Lățimea interspațiilor între bare
[mm]Cantitatea de rețineri
[l/om an] la curățire
ManualăMecanică
16 56
20 45
25 33,5
107

30 2,53
40 22,5
50 1,52
Analizele făcute asupra reținerilor au arătat că umiditatea acestora este de 80[%], restul
reprezentând substanțe solide. Substanțele minerale reprezintă cca. 13[%], iar cele organice
87[%]. Greutatea specifică a depunerilor este de 750[kg/m3].
Conform tabelului 4, cantitatea de rețineri este:
2 ]/[200000]/[5400003 3andmanomdmVr =××= .
Greutatea depunerilor este:
]/[150000]/[750]/[20033ankgmkganmGr =×=

Fig. 4.14.Dimensionarea grătarelor din stația de epurare
4.4.2.2. Calculul de dimensionare al deznisipatorului
Debitele de calcul și de verificare în procedeul separativ sunt debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim, iar în procedeul unitar de două ori debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim. La dimensionarea deznisipatoarelor orizontale vitezele de
mișcare a apei pe verticală V s și de mișcare a apei pe orizontală V o sunt de o mare
importanță.
108

În ceea ce privește viteza de sedimentare, tabelul 5 furnizează valorile
corespunzătoare diametrului particulelor de formă sferică pentru temperaturi ale apei de
10[°C] într-un bazin cu apa în repaus.
Tabelul 4.3. Vitezele de sedimentare V s [cm/s] în funcție de diametrul particulelor [mm]
Diametrul
particulei [mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3]14,07,22,30,70,170,0080,002
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]4,22,10,70,20,040,0020,00004
Materii în
suspensie din apele
uzate orășenești: γ=1,20[kg/dm3]3,41,70,50,080,020,00080,0002

În general, proiectarea deznisipatoarelor se bazează pe premisa reținerii particulelor de
nisip, cu dimensiuni mai mari de 0,20-0,25[mm] până la dimensiuni de maxim 1[mm]. S-a
constatat că dacă 50[%] din particule sau mai mult au dimensiuni mai mici de 0,21[mm]
eficiența deznisipatorului scade. Viteza de mișcare – de deplasare – a apei pe orizontală V o
trebuie discutată în paralel cu viteza de antrenare a suspensiilor de pe radierul
deznisipatorului, numită viteză critică V cr. Viteza orizontală trebuie să fie mai mică sau
egală cu viteza critică, la care apa uzată antrenează suspensiile depuse pe radierul
bazinului. Vitezele critice, care pot fi în calcule ca viteze orizontale, stabilite de Camp și
Shiels în [cm/s] sunt date în tabelul 6.
Tabelul 4.4. Vitezele critice Vcr [cm/s] în funcție
de diametrul particulelor [mm]
Diametrul particulei
[mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3[41,030,019,013,09,04,13,0
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]23,016,010,07,05,02,31,6
Materii în suspensie
din apele uzate
orășenești:18,013,08,05,54,01,81,3
109

γ=1,20[kg/dm3]
Se recomandă a se utiliza în calcule drept viteză orizontală maximă V o=0,30[m/s] pentru
debitul orar maxim, și viteză minimă 0,05[m/s] pentru debitul orar minim.
Secțiunea transversală A tr a deznisipatoarelor:
Atr = 0VQc
Qc = debitul de calcul al deznisipatorului;
Vo = viteza orizontală stabilită anterior.
Secțiunea orizontală A o a deznisipatorului rezultă din împărțirea debitului de calcul la
viteza de sedimentare; pentru a ține seama de curenții care se formează în deznisipator,
aceasta trebuie mărită, în care scop se înmulțește cu un coeficient α:
Ao =α
Sc
VQ
.
Coeficientul α se calculează din figura 4.15.
α = 'ss
VV
Fig. 4.15. Coeficienți de corecție pentru dimensionarea deznisipatoarelor
Lungimea deznisipatorului L:
tVL0α=;
t = timpul de rămânere a apei în deznisipator;
110

Timpii de rămânere a apei în deznisipator de 30 – 50[s] și chiar de 90[s] trebuie avuți în
vedere la proiectare. Imhoff – Fair recomandă ca lățimile compartimentelor să fie de
până la 5,00[m], lungimile de 12,00 – 36,00[m], iar raportul dintre lungime și lățime să fie
cuprins între 10 și 15. În general, adâncimile deznisipatoarelor variază între 0,50 și
2,50[m], ajungând uneori chiar până la 3,00[m] și mai mult, în acestea fiind inclusă și
înălțimea volumului de nisip, la deznisipatoarele cu curățire manuală; se recomandă totuși
ca adâncimile să nu depășească 1,00 – 1,50[m], pentru a nu rezulta lungimi prea mari.
Numărul minim al compartimentelor trebuie să fie cel puțin două, exploatarea lor urmând
să fie făcută periodic – alternativ; proiectarea unui singur compartiment implică prevederea
unui canal de by-pass pentru timp de ploaie. Dacă deznisipatorul epurează apele uzate
provenite dintr-un sistem separativ, el poate fu curățit manual; dacă epurează ape provenite
dintr-un sistem unitar, se recomandă să fie prevăzut cu curățire mecanică. În ceea ce
privește pierdere de sarcină, în general, este minimă (sub 6 [cm]) în deznisipatoarele de
dimensiuni mici, unde nu sunt prevăzute dispozitive pentru menținerea vitezei constante.
Radierul deznisipatoarelor se așează mai jos ca al canalului de intrare a apei cu 15 –
45[cm]; el trebuie să fie orizontal, fără denivelări, în care s-ar putea acumula substanțele
floculente. În camera de racordare a grătarelor cu deznisipatorul viteza orizontală nu
trebuie să coboare sub 0,40[m/s] pentru debitul orar minim. Cantitatea de nisip care poate
fi colectată în deznisipator depinde de felul, suprafața și întreținerea pavajului, condiții
climaterice, intensitatea ploilor, etc. Normativele recomandă a se lua în calcule, pentru
sistemul de canalizare unitar, cantități de nisip de 0,015 – 0,020[dm3/om × zi] și pentru
procedeul separativ, 0,005 – 0,01[dm3/om × zi]. Dispozitivele pentru menținerea vitezei
constantă la variații de debit, sunt de tipul canalelor cu secțiune îngustată Venturi sau
Parshall. Debitul Q care trece printr-un deznisipator a cărui secțiune transversală este o
parabolă, este în funcție de înălțimea h a apei în deznisipator:
nkhQ=, unde k și n sunt constante.
Pentru menținerea vitezei constantă, lățimea b a deznisipatorului trebuie aleasă astfel încât:
∫==hnbdhVkhQ
00
Această condiție este satisfăcută când: b = 01
Vnkn−
.
Pentru n = 23, rezultă: b = 23 × 01
Vnkn−
= 23 × 0hVQ.
Ecuația parabolei este, deci: 2
2bp h2=;
unde p este parametrul parabolei.
111

Se alege lățimea B a canalului Venturi în funcție de debit (0,6; 0,8; 1,00…) și se stabilește
raportul de similitudine αe ca fiind raportul dintre lățimea canalului în natură și lățimea
canalului în model. Se alege apoi coeficientul de strangulare în funcție de debit:
ψb = Bb;
din care rezultă b, lățimea canalului în zona strangulată.
Din ecuațiile cunoscute:
hnatură = αehmodel;
Qnatură = (αe)5/2Qmodel,
Rezultă Qmodel, și cu acesta rezultă h aval model și hamonte model. Se calculează apoi h natură amonte și
aval.
În continuare cu următoarele ecuații se stabilesc celelalte dimensiuni ale canalului
strangulat:
=e 2bB−; CE = B ; R1 =
eeCE
222+; R2 = 1.66 R1; CD = 31B; CF = 61 3B.
Debitmetrul Venturi trebuie amplasat pe un canal, în aliniament, care în amonte trebuie
să aibă o lungime de 6,00 – 16,00[m], iar în aval 10,00 – 15,00[m].

Calculul deznisipatorului
Se dimensionează deznisipatorul orizontal cu curățire mecanică la care se cunosc:
dimensiunea granulelor 0,2[mm] și gradul de îndepărtare al suspensiilor 85[%].
13. Debitul de dimensionare al deznisipatorului este:
Qc = 2 Qo max = 2 ×350 = 700 [dm3/s]
14. Se proiectează 3 compartimente cu secțiune parabolică, care vor trebui să
prelucreze fiecare un debit de 233[dm3/s].
15. Secțiunea transversală Atr deznisipatorului este: A tr = 0VQc
Pentru o viteză orizontală de 0,19[m/s], conform tabelului 2.5, corespunzătoare
dimensiunii granulelor de 0,2[mm], deci:
=trA1 9,02 3 3,0][2 2,12m=.
Dacă se ia înălțimea parabolei h 0 =1.10m, lățimea parabolei este:
112

=B302hAtr=3×22 2,1×][6 6,11 0,1m=
16.Secțiunea orizontală, lungimea și timpul de traversare se determină pentru
dimensiunea granulelor de0,20[mm], raportul V s/V's = 1,90.
=0Aα
Sc
VQ9 0,1=×0 2 3,02 3 3,0][2 4,1 92m=;
Lungimea deznisipatorului: =LbA0=3 0,12 4,1 9][8 0,1 4m=
Timpul de traversare: =t0VL
=1 9,08 0,1 487′′=
5. Volumul unui compartiment este:
V0 =1,22 × 14,80 =18,06[m3].
Volumul de nisip colectat:
Vn = 50 000 [loc]×6[dm3/loc × an] = 300[m3/an]
2
2b = 2ph0.
Pentru determinarea parametrului p se dau pentru b și h0 valori limită, pentru b = 1,66[m],
iar pentru h0 = 1,10[m]; rezultă:
2
266,1= 2p × 1,10 și p = 0,30.
Ecuația parabolei, va fi :
2
2b= 2 × 0,30 h0,
dând diferite valori pentru b și h 0 se poate trasa parabola.
7. Se proiectează un singur canal Venturi cu radier orizontal pentru toate trei
compartimentele. Se alege lățimea canalului B = 0,80[m]. Raportul de similitudine:
α =30175,08,0 6 5,2=;
coeficientul de strangulare este: ψ=Bb4,0=; b = 0,40 × 0,80 = 0,32[m].
113

4.4.2.3. Calculul de dimensionare al decantorului (utilajul principal)
Bazele proiectării decantoarelor
Proiectarea decantoarelor depinde de numeroși factori, dintre aceștia cei mai importanți
fiind: natura particulelor ce trebuie îndepărtate și scopul bazinului (decantor pentru
epurarea mecanică a apelor, decantor secundar după filtre biologice și bazine cu nămol
activ, etc.). Dacă la deznisipatoare parametrul principal de dimensionare este încărcarea
superficială, la decantoare este important timpul de vărsare. Timpul de decantare t d de
rămânere a apei uzate în decantoare trebuie să fie de 1,5[h] pentru apele uzate ce conțin o
cantitate de suspensii mai mare de 200[mg/dm3], și de 1[h] pentru cantități mai mici.
Literatura germană recomandă timpii de decantare din tabelul 7:
Tabelul 4.5. Timpi de decantare t d[h]
Tipul stației de epurareDecantoare primare Decantoare secundare
La debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaieLa debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaie
Stația are numai epurare
mecanică1,7-2,50,3-0,5–
După instalațiile de coagulare 1,5-0,80,3-0,51,5-2,00,8-1,0
La stații cu filtre biologice 1,7-2,50,3-0,51,5-2,01,8-1,0
La stații cu bazine cu nămol activ 0,5-1,00,3-0,52,0-3,51,0-1,7
Debitul de calcul – debitul de timp uscat al stației de epurare este ×
181
Qzi med (după
literatura germană). Literatura americană „ Standardul celor 10 state S.U.A” recomandă
datele din tabelul 8:
Tabelul 4.6. Timpi de decantare t d[h]
Încărcarea superficială [m/h]Adâncimi medii ale bazinului [m]
2,002,503,00
1,00 2,002,503,00
1,40 1,601,802,25
1,70 1,251,401,75
Debitul de calcul al stațiilor de epurare este de obicei debitul zilnic mediu. Aceeași
literatură americană recomandă ca timpul de rămânere al apei în bazin de 2[h] să se reducă
sau să se mărească în conformitate cu recomandările date în continuare:
114

Timpul mediu de 2[h] se reduce:
-la 1[h] când apele uzate după decantare sunt folosite la irigații;
-la ½[h] când apele uzate au concentrații în materii în suspensie de maxim 200
[mg/dm3 și sunt tratate biologic în bazine cu nămol activ;
-la ½[h] când apele uzate au fost trate prealabil cu coagulanți;
-la 1[h] când apele uzate meteorice amestecate cu alte ape uzate urmează a fi
tratate mecanic.
Mărirea timpului mediu de 2[h] se face când:
-decantarea primară singură trebuie să conducă la o reducere importantă a CBO 5
și a substanțelor in suspensie – un timp de decantare de până la 3 ½ h poate reține și
suspensiile fine care contribuie la menținerea unui CBO 5 ridicat;
-decantoarele primesc ape uzate industriale care conțin substanțe bactericide.
Fermentarea în aceste condiții este practic imposibilă și drept urmare nămolul nu trebuie să
fie evacuat imediat, deoarece rămânerea lui un timp mai îndelungat în decantoare poate
conduce la îngroșarea lui, necesitând pentru aceasta volume mai mari pentru înmagazinare
în decantoare;
-apele uzate industriale cu conținut mare de substanțe toxice sau ape calde
amestecate cu ape uzate menajere au nevoie de un timp de contact mai mare (peste 2h),
pentru o mai bună decantare;
-cantități mari de apă de ploaie trec prin bazinul de decantare, de exemplu,
dublul debitului pe timp uscat.
Imhoff recomandă pentru ape uzate orășenești:
-un timp de decantare de 1 ½ [h], atunci când adâncimea decantorului este de
aproximativ 2[m];
-3[h] când stația de epurare are numai epurare mecanică;
-supraîncărcări pe timp de ploaie până la cantități duble față de debitul pe timp
uscat sunt admisibile.
Încărcarea superficială [m3/m2h] sau viteza de sedimentare u [m/h] este de asemenea un
parametru important în dimensionarea decantoarelor. Viteza de sedimentare, în funcție de
reducerea suspensiilor în decantor și de concentrația lor inițială sunt arătate în tabelul 9:
115

Tabelul 4.7. Viteze de sedimentare în decantoare.
Reducerea suspensiilor în decantor [%]Viteze de sedimentare u[m/h]
C≤200200≤C≤300C≥300
40-45 2,32,73,0
45-50 1,82,32,6
50-55 1,21,51,9
55-60 0,71,11,5
„Standardul celor 10 state din S.U.A” prevede pentru:
-decantoare primare care nu sunt urmate de instalații de epurare biologică și care
nu prelucrează debite mai mari de 3785[m3/zi], o încărcare superficială de 1[m/h] ;
-pentru decantoarele primare urmate de instalații de epurare biologică încărcarea
maximă este de 1,7[m/s];
-decantoarele secundare urmând filtrelor biologice de mică încărcare,
u=1,7[m/h]; filtrelor biologice de mare încărcare, u=1,4[m/h]; bazinelor cu nămol activ cu
debite peste 7570[m3/zi], u= 1,7[m/h]; bazinelor cu nămol activ cu debite sub 7570[m3/zi],
u= 1,4[m/h].
Literatura germană furnizează următoarele date:
Tabelul 4.8. Încărcarea superficială a decantoarelor u [m/h]1).
Tipul stației de epurareDecantoare primare Decantoare secundare
La debit pe timp uscatLa debit maxim pe timp de ploaieLa debit pe timp uscatLa debit maxim pe timp de ploaie
Stația are numai epurare mecanică 1,5 – 0,86 – 4–
După instalațiile de coagulare 4,0 – 2,56 – 41,5 – 1,02,5 – 2,0
La stații cu filtre biologice 1,5 – 0,86 – 41,5 – 1,02,5 – 2,0
La stații cu bazine cu nămol activ 4,0 – 2,56 – 4**
116

1)încărcarea superficială a decantoarelor verticale se mărește cu 20% față de datele din
tabel datorită filtrului de suspensii care se formează în aceste decantoare, și care conduce la
eficiențe mai mari.
* Problema dimensionării decantoarelor secundare amplasate după bazinele cu nămol activ
este mai complicată decât a celorlalte, deoarece depinde de cantitatea și concentrația de
nămol în exces și de recirculare, de indicele nămolului, etc. Încărcarea cu materii solide în
suspensie a decantoarelor primare nu constituie un parametru important pentru
dimensionarea acestora, deoarece în general nu influențează eficiența lor.
Proiectarea decantoarelor
Debitele de dimensionare și verificare a decantoarelor radiale sunt atât pentru
canalizările în sistem separativ, cât și pentru cele în sistem unitar; verificarea se face la
debitul orar maxim pentru canalizările în sistem separativ, și la de două ori debitul orar
maxim pentru canalizările în sistem unitar. Dimensiunile uzuale sunt date în tabelul de
mai jos:
Tabelul 4.9 . Elementele geometrice ale decantoarelor radiale.
Elemente geometriceDimensiuni [m]
d180258025050
d23.0 : 4.0 4.0 : 6.0
cmin0,2 0,2 0,4
k1 max1,0 1,5 2,04
h80,3…1,0
nmin0,2
Suprafața orizontală a decan-torului [m2]0125414809116070462257590964
huVolumul decantorului [m3]
1,22413053754565897398489641154150819082356
1,428135544053268786298911251346176022602750
1,6322406502608785985113112861539201125443142
1,83624575656848831108127214471731226228623535
2,04025086287609821232141416081924251431803928
2,244255869083610801355155517682116276534984320
2,550263578595012271540176720102405314239754910
2,8711879100113741724198022012003352044525500
3,0762942114014731848212124422336377147705892
117

3,2 1005121615711971226225723076402250886284
3,6 136817672217254528943463452557247070
4,0 19642404282832163848502863607856
Debitul de dimensionare este Qc =290 [dm3/s];
Volumul decantorului: Vdec = Qctd = 0,290 × 1,70 =1774,8[m3];
Qc = debitul de calcul (Q zi max);
td = timpul de decantare, conform tabelului 7.
Secțiunea orizontală:
A0 uQc==×=360050,1290,0696[m2];
în care u este încărcarea superficială conform tabelului 2.8.
Înălțimea utilă a spațiului de decantare:
hu = utd = 1,5 × 1,7 = 2,55[m].
Cu aceste date se intră în tabelul 7.13 și se stabilesc dimensiunile principale d 1, d2, h, A0 și
Vdec respectiv numărul de decantoare, verificând în același timp relațiile:
6 ≤ uhd1≤ 10, pentru decantoare cu diametrul de 16 – 30[m];
15 ≤uhd1 ≤ 20, pentru decantoare cu diametrul de 30 – 50 [m];
20 ≤ uhd1≤ 25, pentru cazul apelor uzate cu cantități mari de materii organice.
Se iau două decantoare, fiecare cu d 1=20[m]; hu=2,80[m];
Vdec = 879 [m3]; A0 = 314 [m2]; d2 = 3,00 [m].
Se determină raportul ==80,200,201
uhd
7,18 deci se respectă relația de mai sus, valoarea
raportului fiind cuprinsă între 6 și 10.
Se verifică apoi încărcarea deversorului de la ieșirea apei decantate.
Încărcarea deversorului de pe jgheabul de colectare a apei decantate este:
118

Qd = ()80,860,022014,32486400145,0 =×−××× [m/h×ml],
admisibil conform recomandărilor.
Volumul de nămol depus într-o zi se determină cu ecuația următoare:
Vd=nr
γCQzimaxp−10010040,809510010086400290,0350,0120055,0=−××××=
[m3/zi];
respectiv 40,00[m3/zi] pentru un decantor.
r = procentul de reducere al suspensiilor;
γn = greutatea specifică a nămolului cu 1,10 -1,20[t/m3], pentru o umiditate a nămolului
de 95[%];
p = umiditatea nămolurilor decantate, aproximativ 95[%];
C = concentrația inițială a depunerilor.
Tabelul 4.10.. Debite de nămol în stațiile de epurare.
Tipul instalațiilorMaterii solide totale
[%]Conținutul în apă
[%]Cantitatea de nămol
[dm3/loc zi]
Epurare mecanică
1) Nămol din
decantoare2,5 97,5 2,16
2) Nămol fermentat,
umed13,0 87,0 0,26
3) Nămol fermentat,
uscat în aer liber45,0 55,0 0,13
Încărcări
Epurarea mecano –
biologicăMicăMareMicăMareMicăMare
4) Nămol din
decantoarele
secundare8,05,092,095,00,160,40
5) Nămol din
decantoarele
principale și
secundare amestecat5,55,094,595,01,221,48
6) Idem 5)
fermentat10,010,090,090,00,430,48
7) Idem 5)
fermentat, uscat în
aer liber45,045,055,055,00,170,19
Bazine cu nămol
activ
119

8) Nămol din
decantoarele
secundare0,71,599,397,54,431,67
9) Idem 5) 4,54,595,595,51,871,75
10) Idem 6) 7,010,093,090,00,790,52
Se determină volumul pâlniei de nămol și se stabilesc condițiile de evacuare a nămolului
(perioade, diametru, conducte, etc.). Se stabilesc apoi dimensiunile jgheabului de colectare
a apelor decantate, vitezele minime în acestea fiind de 0,7[m/s]. Se dimensionează
deversorul de evacuare a apei decantate.
Volumul pâlniei de nămol este:
Vp = 31× (3,14 × 3,0 × 1,52 – 3,14 × 1,00 × 0,252) = 7,0[m3].
Jgheabul de colectare a apei decantate se dimensionează la 2Q o max, deci debitul pentru
decantor este de 0,350 [dm3/s]. Dacă se ia o înălțime de jgheab de 0,6[m], lungimea
jgheabului:
L = 2 × 3,14 (10,00 – 0,60) = 59,00 [m],
debitul este de 0,006 [m3/s]; viteza minimă în jgheab fiind de 0,70[m/s], rezultă următoarea
suprafață a jgheabului în secțiunea 1-1 :
Aj 1 = 2350,0× 0,70 = 0,25[m2],
iar înălțimea apei în jgheab: h j 1 = 6 0,02 5,0 = 0,42 [m];
Panta jgheabului rezultă din ecuația : V = 74 R2/3I1/2.
Raza hidraulică: R = 60,042,0225,0
+×= 0,174 și I1/2 = 0,0009;
În consecință, în secțiunea 3-3 radierul jgheabului trebuie să fie mai ridicat decât în
secțiunea 1-1 cu h' = (21 × 59) × 0.0009 = 0,0265 [m]; în secțiunea 2-2 lățimea
jgheabului, de asemenea pentru o viteză de 0,70 [m/s] și o înălțime a apei de 0,42 [m],
rezultă:
bj =42,07 0,03 50,0
× = 1,20 [m].
Se determină adâncimea decantorului la perete și la centru:
la perete: Hp =hu+hs;
120

la centru : Hc =hu+hn+hp+hs,,
în care hn este înălțimea pâlniei de nămol, iar h p – diferența de înălțime datorată pantei.
Înălțimea decantoarelor la perete:
Hp = hu + hs = 2,80 + 0,30 = 3,10[m]
iar la centru:
Hc = hu + hn+ hp + hs = 2,80 + 2,00 +10 × 1 51+ 0,30 =5,80 [m]
4.4.2.4. Probleme de coroziune si sau alegerea a materialeleor de
constructie.
Coroziunea galvanică a cuplului oțel inoxidabil 316L / TiAlV a fost studiată prin
măsurători electrochimice. Din măsurători potențiostatice s-a observat o deplasare a
potențialului critic de pitting (Ecp) în direcție negativă. Rezistența de polarizare (Rp,cuplu)
a fost de aproximativ 5 ori mai mică în cazul oțelului cuplat, iar curentul de coroziune,
determinat din diagramele Tafel, a avut valoarea de 1,1 μA/cm2. Deoarece aliajul de
TiAlV potențează activitatea oțelului inoxidabil 316L, se recomandă ca acest cuplu să nu
fie utilizat pentru bioimplanturi în organismul uman.
Studiu privind acțiunea anticorozivă a tufului vulcanic zeolitic în stațiile de epurare a
apelor uzate
În această lucrare este prezentată acțiunea tufului vulcanic zeolitic, ce conține
clinoptilolit, asupra echipamentelor metalice dintr-o stație de epurare a apelor uzate din
punctul de vedere al coroziunii. Tuful vulcanic zeolitic poate fi folosit în treapta biologică
a instalațiilor de epurare pentru îmbunătățirea capacității de biodegradare a nămolului
activ. Acest tuf are proprietatea de a reduce substanțele organice prin adsorbție, de a crește
capacitatea de sedimentare a nămolului activ în decantoare, dar la fel de bine ar putea avea
proprietatea de a scădea acțiunea corosivă a apei uzate asupra conductelor și utilajelor
dinamice, precum rotorii pompelor sau podurile racloare ale decantoarelor secundare.
Experimentele au fost efectuate prin metoda pierderii în greutate, folosind eșantioane
metalice, care au fost ținute diferite periode de timp în ape uzate atât fără cât și cu adaos de
tuf zeolitic, simulând condițiile din treapta biologică. Rezultatele au fost ilustrate grafic.
Diferențe semnificative între comportarea anodică a oțelulului inoxidabil 18Cr-10Ni
și nichelului în soluții apoase 10–80% HCOOH
Rezumat: Curbe anodice potențiostatice pe oțel inoxidabil 18Cr-10Ni și nichel au fost
trasate în soluții apoase de 10, 20, 40, 60 și 80% HCOOH, la temperatura camerei. Oțelul
inoxidabil este activ în toate soluțiile de acid formic și trece în stare pasivă prin polarizarea
anodică, prezentând un domeniu extins de pasivitate stabilă (960 mV), deplasat spre valori
mai pozitive de potențial odată cu creșterea concentrației soluțiilor de acid formic.
Oxidarea anodică a acidului formic are loc doar în regiunea transpasivă, simultan cu
degajarea oxigenului. După polarizarea anodică, oțelul inoxidabil și-a păstrat culoarea și
121

luciul metalic. Nichelul prezintă efect catalitic pentru reacția de oxidare a acidului formic.
Curbele de polarizare prezintă unde anodice, care se extind pe tot domeniul pasiv al
nichelului, având curenții maximi cu două ordine de mărime mai mari decât cei obținuți pe
oțel inoxidabil, în aceleași soluții. După polarizare, suprafața nichelului a prezentat
modificări vizibile, ca pitting, fisuri și pierderea luciului metalic. Pe suprafața nichelului,
se admite că au loc reacții succesive/ simultane și concurente, care duc la
dizolvarea/pasivarea nichelului și oxidarea acidului formic. Cuvinte cheie: oțel inoxidabil,
nichel
Acțiunea inhibitoare a unor compuși organici de adsorbție asupra coroziunii
aluminiului în medii acide
Rezumat: Doi surfactanți organici: dodecil sulfat de sodiu (SDS) și respectiv dodecil
benzen sulfonat de sodiu (SDBS) au fost studiați ca inhibitori pentru coroziunea
aluminiului în soluții apoase de acid clorhidric folosind polarizarea electrochimică și
spectroscopia electrochimică de impedanță (EIS). S-a studiat, de asemenea, influența
concentrației de inhibitor asupra eficienței anticorozive a acestora. La valori mici ale
supratensiunii, procesul de dizolvare este controlat de activare, în timp ce la valori mai
mari ale supratensiunii procesul de dizolvare este controlat de difuzie. Viteza de coroziune
scade cu creșterea concentrației de inhibitor. La valori ale concentrațiilor celor doi
surfactanți mai mici decât concentrația critică micelară (CMC) efectul de inhibare este
neglijabil. La concentrații mai mari decât CMC efectul de inhibare crește rapid cu creșterea
concentrației surfactantului până la o valoare limită. Inhibarea procesului de dizolvare în
prezența surfactanților poate fi explicată prin adsorbția acestora în zonele active ale
suprafeței. În cazul nostru, presupunem că inhibitorii de acest tip sunt puternic adsorbiți la
suprafața metalului, având loc formarea unui film protector, iar reacția dintre metal și
soluția corozivă poate avea loc numai prin difuzia anionilor mediului agresiv prin porii fini
ai filmului protector. Măsurătorile EIS au fost realizate pe electrodul de aluminiu în soluții
0.5M HCl în absența și prezența celor doi surfactanți în diferite condiții (timp de imersare
și concentrație de surfactant). Acoperiri compozite cu proprietăți anticorozive îmbunătățite
obținute prin co-electrodepunerea cuprului cu nanoparticule de Al2O3
Rezumat: În lucrarea de față, sunt prezentate rezultate referitoare la comportarea la
coroziune a unor acoperiri compozite obținute prin co-electrodepunerea cuprului cu
nanoparticule de Al2O3, pe un electrod din oțel OL 37, dintr-o baie acidă de sulfat de
cupru. Comportarea la coroziune a acestor acoperiri compozite de cupru s-a investigat în
soluții de Na2SO4 (pH 3). Studiile de coroziune au fost efectuate prin măsurători de
potențial de circuit deschis, prin spectroscopie de impedanță electrochimică și prin
voltametrie hidrodinamică. Interpretarea cantitativă a rezultatelor obținute a dus la
concluzia că nanoparticulele de oxid de aluminu încorporate în cuprul electrodepus au
mărit rezistența la coroziune a depozitelor compozite de 1.32 ori în comparație cu
depozitele de cupru pur.
Dizolvarea zincului ca proces de coroziune
Rezumat: În acest studiu s-a investigat posibilitatea dizolvării accelerate a zincului
metalic în acid sulfuric prin introducerea unui catod de cupru, în care hidrogenul degajat
este mult mai ușor decât zincul. S-a constatat că accelerarea dizolvării zincului este
122

posibilă și, la o suprafață constantă a catodului de cupru, depinde de contactul intim între
electrodul de cupru și zinc.
4.5. Utilitati si energie
Functie de utilizarea care se da apei se deosebesc mai multe categorii: apa
tehnologica, apa de racire, apa potabila, apa de incendiu, apa de incalzire.
Apa
Apa ca agent de incalzire poate fi :
– apa calda cu temperatura pana la 90 °C;
– apa fierbinte, sub presiune, pana la temperatura de 130 – 150 °C.
Apa este un agent termic cu capacitate calorica mare, usor de procurat. Pentru
incalzire, se prefera apa dedurizata in scopul evitarii depunerilor de piatra.
Aburul
Aburul este cel mai utilizat agent de incalzire si poate fi: abur umed; abur saturat;
abur supraincalzit.
Aburul umed contine picaturi de apa si rezulta de la turbioanele cu contra presiune
sau din operatiile de evaporare, ca produs secundar. Este cunoscut sub denumirea de abur
mort.
Aburul saturat este frecvent folosit ca agent de incalzire, avand caldura latenta de
condensare mare si coeficienti individuali de transfer de caldura mari. Temperatura
aburului saturat poate fi reglata usor prin modificarea presiunii. Incalzirea cu abur se poate
realiza direct, prin barbotare, sau indirect, prin intermediul unei suprafete ce separa cele
doua fluide.
Aburul supraincalzit cedeaza, in prima faza, caldura sensibila de racire, pana la
atingerea temperaturii de saturatie, cand coeficientul individual de transfer de caldura este
mai mic si apoi caldura latenta prin condensare.
Energia electrica
Aceasta reprezinta una din formele cele mai folosite datorita usurintei de transport
la distante mari si la punctele de consum si randamentelor mari cu care poate fi
transformata in energie mecanica, termica sau luminoasa.
Energia electrica transformata in energie mecanica este utilizata la actionarea
motoarelor cu care sunt dotate diversele utilaje.
Energia electrica este folosita si la incalzire, prin transformare in caldura, folosind
mai multe tehnici:
-trecerea curentului prin rezistente electrice;
-transformarea energiei electrice in radiatii infrarosii;
-folosirea curentilor de inalta frecventa, medie si mica;
-folosirea pierderilor dielectrice;
123

-incalzirea prin arc electric.
Avantajul incalzirii electrice consta in reglarea usoara a aparaturii, posibilitatea
generarii caldurii intr-un punct, introducerea unei cantitati mari de caldura intr- un volum
mic, realizarea unei incalziri directe, fara impurificarea mediului si la orice presiune.
Dezavantajul utilizarii energiei electrice il costituie costul ridicat si impunerea unor
masuri speciale de protectia muncii.
Aerul comprimat
Aerul comprimat poate fi utilizat in urmatoarele scopuri:
-ca purtator de energie (pentru actionarea aparatelor de masura si de reglare, in
atelierul mecanic);
-pentru amestecare pneumatica;
-pentru diferite scopuri(curatirea utilajelor, uscare, etc).
4.5.1. Operarea instalatiei de epurare
Pentru debitul minim (Qu o min 0 7 0,0=]/[3sm),
09,002,05608,0min =××=A ][2m;
Vg min = 0 9,00 7,00 7 7,0=]/[sm.
Vitezele obținute se încadrează în limitele admise.
Pierderea de sarcină prin grătar:
β=h3/4

bs
gVa
22
θsin; 028,075sin81,9292,0
02,001,083,1023/4
=
×=h ][m.
Pentru calculele necesare profilului tehnologic al apei, se va considera o pierdere de
sarcină de 15[cm].
Cantitatea de rețineri pe grătar depinde de lățimea interspațiilor, sistemul de canalizare,
proveniența apelor uzate industriale, etc. În tabelul 4 sunt prezentate cantitățile medii de
rețineri pe grătare, ele putând ajunge la valori de 5 ori mai mari.
Tabelul.4.2. Cantități de rețineri pe grătare.
Lățimea interspațiilor între bare
[mm]Cantitatea de rețineri
[l/om an] la curățire
ManualăMecanică
16 56
20 45
25 33,5
124

30 2,53
40 22,5
50 1,52
Analizele făcute asupra reținerilor au arătat că umiditatea acestora este de 80[%], restul
reprezentând substanțe solide. Substanțele minerale reprezintă cca. 13[%], iar cele organice
87[%]. Greutatea specifică a depunerilor este de 750[kg/m3].
Conform tabelului 4, cantitatea de rețineri este:
2 ]/[200000]/[5400003 3andmanomdmVr =××= .
Greutatea depunerilor este:
]/[150000]/[750]/[20033ankgmkganmGr =×=

Fig. 4.14.Dimensionarea grătarelor din stația de epurare
4.4.2.2. Calculul de dimensionare al deznisipatorului
Debitele de calcul și de verificare în procedeul separativ sunt debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim, iar în procedeul unitar de două ori debitul orar maxim,
respectiv debitul orar minim. La dimensionarea deznisipatoarelor orizontale vitezele de
mișcare a apei pe verticală V s și de mișcare a apei pe orizontală V o sunt de o mare
importanță.
125

În ceea ce privește viteza de sedimentare, tabelul 5 furnizează valorile
corespunzătoare diametrului particulelor de formă sferică pentru temperaturi ale apei de
10[°C] într-un bazin cu apa în repaus.
Tabelul 4.3. Vitezele de sedimentare V s [cm/s] în funcție de diametrul particulelor [mm]
Diametrul
particulei [mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3]14,07,22,30,70,170,0080,002
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]4,22,10,70,20,040,0020,00004
Materii în
suspensie din apele
uzate orășenești: γ=1,20[kg/dm3]3,41,70,50,080,020,00080,0002

În general, proiectarea deznisipatoarelor se bazează pe premisa reținerii particulelor de
nisip, cu dimensiuni mai mari de 0,20-0,25[mm] până la dimensiuni de maxim 1[mm]. S-a
constatat că dacă 50[%] din particule sau mai mult au dimensiuni mai mici de 0,21[mm]
eficiența deznisipatorului scade. Viteza de mișcare – de deplasare – a apei pe orizontală V o
trebuie discutată în paralel cu viteza de antrenare a suspensiilor de pe radierul
deznisipatorului, numită viteză critică V cr. Viteza orizontală trebuie să fie mai mică sau
egală cu viteza critică, la care apa uzată antrenează suspensiile depuse pe radierul
bazinului. Vitezele critice, care pot fi în calcule ca viteze orizontale, stabilite de Camp și
Shiels în [cm/s] sunt date în tabelul 6.
Tabelul 4.4. Vitezele critice Vcr [cm/s] în funcție
de diametrul particulelor [mm]
Diametrul particulei
[mm]1,00,50,20,10,050,010,005
Nisip:
γ =2,65 [kg/dm3[41,030,019,013,09,04,13,0
Cărbune:
γ =1,50 [kg/dm3]23,016,010,07,05,02,31,6
Materii în suspensie
din apele uzate
orășenești:18,013,08,05,54,01,81,3
126

γ=1,20[kg/dm3]
Se recomandă a se utiliza în calcule drept viteză orizontală maximă V o=0,30[m/s] pentru
debitul orar maxim, și viteză minimă 0,05[m/s] pentru debitul orar minim.
Secțiunea transversală A tr a deznisipatoarelor:
Atr = 0VQc
Qc = debitul de calcul al deznisipatorului;
Vo = viteza orizontală stabilită anterior.
Secțiunea orizontală A o a deznisipatorului rezultă din împărțirea debitului de calcul la
viteza de sedimentare; pentru a ține seama de curenții care se formează în deznisipator,
aceasta trebuie mărită, în care scop se înmulțește cu un coeficient α:
Ao =α
Sc
VQ
.
Coeficientul α se calculează din figura 4.15.
α = 'ss
VV
Fig. 4.15. Coeficienți de corecție pentru dimensionarea deznisipatoarelor
Lungimea deznisipatorului L:
tVL0α=;
t = timpul de rămânere a apei în deznisipator;
127

Timpii de rămânere a apei în deznisipator de 30 – 50[s] și chiar de 90[s] trebuie avuți în
vedere la proiectare. Imhoff – Fair recomandă ca lățimile compartimentelor să fie de
până la 5,00[m], lungimile de 12,00 – 36,00[m], iar raportul dintre lungime și lățime să fie
cuprins între 10 și 15. În general, adâncimile deznisipatoarelor variază între 0,50 și
2,50[m], ajungând uneori chiar până la 3,00[m] și mai mult, în acestea fiind inclusă și
înălțimea volumului de nisip, la deznisipatoarele cu curățire manuală; se recomandă totuși
ca adâncimile să nu depășească 1,00 – 1,50[m], pentru a nu rezulta lungimi prea mari.
Numărul minim al compartimentelor trebuie să fie cel puțin două, exploatarea lor urmând
să fie făcută periodic – alternativ; proiectarea unui singur compartiment implică prevederea
unui canal de by-pass pentru timp de ploaie. Dacă deznisipatorul epurează apele uzate
provenite dintr-un sistem separativ, el poate fu curățit manual; dacă epurează ape provenite
dintr-un sistem unitar, se recomandă să fie prevăzut cu curățire mecanică. În ceea ce
privește pierdere de sarcină, în general, este minimă (sub 6 [cm]) în deznisipatoarele de
dimensiuni mici, unde nu sunt prevăzute dispozitive pentru menținerea vitezei constante.
Radierul deznisipatoarelor se așează mai jos ca al canalului de intrare a apei cu 15 –
45[cm]; el trebuie să fie orizontal, fără denivelări, în care s-ar putea acumula substanțele
floculente. În camera de racordare a grătarelor cu deznisipatorul viteza orizontală nu
trebuie să coboare sub 0,40[m/s] pentru debitul orar minim. Cantitatea de nisip care poate
fi colectată în deznisipator depinde de felul, suprafața și întreținerea pavajului, condiții
climaterice, intensitatea ploilor, etc. Normativele recomandă a se lua în calcule, pentru
sistemul de canalizare unitar, cantități de nisip de 0,015 – 0,020[dm3/om × zi] și pentru
procedeul separativ, 0,005 – 0,01[dm3/om × zi]. Dispozitivele pentru menținerea vitezei
constantă la variații de debit, sunt de tipul canalelor cu secțiune îngustată Venturi sau
Parshall. Debitul Q care trece printr-un deznisipator a cărui secțiune transversală este o
parabolă, este în funcție de înălțimea h a apei în deznisipator:
nkhQ=, unde k și n sunt constante.
Pentru menținerea vitezei constantă, lățimea b a deznisipatorului trebuie aleasă astfel încât:
∫==hnbdhVkhQ
00
Această condiție este satisfăcută când: b = 01
Vnkn−
.
Pentru n = 23, rezultă: b = 23 × 01
Vnkn−
= 23 × 0hVQ.
Ecuația parabolei este, deci: 2
2bp h2=;
unde p este parametrul parabolei.
128

Se alege lățimea B a canalului Venturi în funcție de debit (0,6; 0,8; 1,00…) și se stabilește
raportul de similitudine αe ca fiind raportul dintre lățimea canalului în natură și lățimea
canalului în model. Se alege apoi coeficientul de strangulare în funcție de debit:
ψb = Bb;
din care rezultă b, lățimea canalului în zona strangulată.
Din ecuațiile cunoscute:
hnatură = αehmodel;
Qnatură = (αe)5/2Qmodel,
Rezultă Qmodel, și cu acesta rezultă h aval model și hamonte model. Se calculează apoi h natură amonte și
aval.
În continuare cu următoarele ecuații se stabilesc celelalte dimensiuni ale canalului
strangulat:
=e 2bB−; CE = B ; R1 =
eeCE
222+; R2 = 1.66 R1; CD = 31B; CF = 61 3B.
Debitmetrul Venturi trebuie amplasat pe un canal, în aliniament, care în amonte trebuie
să aibă o lungime de 6,00 – 16,00[m], iar în aval 10,00 – 15,00[m].

Calculul deznisipatorului
Se dimensionează deznisipatorul orizontal cu curățire mecanică la care se cunosc:
dimensiunea granulelor 0,2[mm] și gradul de îndepărtare al suspensiilor 85[%].
17. Debitul de dimensionare al deznisipatorului este:
Qc = 2 Qo max = 2 ×350 = 700 [dm3/s]
18. Se proiectează 3 compartimente cu secțiune parabolică, care vor trebui să
prelucreze fiecare un debit de 233[dm3/s].
19. Secțiunea transversală Atr deznisipatorului este: A tr = 0VQc
Pentru o viteză orizontală de 0,19[m/s], conform tabelului 2.5, corespunzătoare
dimensiunii granulelor de 0,2[mm], deci:
=trA1 9,02 3 3,0][2 2,12m=.
Dacă se ia înălțimea parabolei h 0 =1.10m, lățimea parabolei este:
129

=B302hAtr=3×22 2,1×][6 6,11 0,1m=
20.Secțiunea orizontală, lungimea și timpul de traversare se determină pentru
dimensiunea granulelor de0,20[mm], raportul V s/V's = 1,90.
=0Aα
Sc
VQ9 0,1=×0 2 3,02 3 3,0][2 4,1 92m=;
Lungimea deznisipatorului: =LbA0=3 0,12 4,1 9][8 0,1 4m=
Timpul de traversare: =t0VL
=1 9,08 0,1 487′′=
5. Volumul unui compartiment este:
V0 =1,22 × 14,80 =18,06[m3].
Volumul de nisip colectat:
Vn = 50 000 [loc]×6[dm3/loc × an] = 300[m3/an]
2
2b = 2ph0.
Pentru determinarea parametrului p se dau pentru b și h0 valori limită, pentru b = 1,66[m],
iar pentru h0 = 1,10[m]; rezultă:
2
266,1= 2p × 1,10 și p = 0,30.
Ecuația parabolei, va fi :
2
2b= 2 × 0,30 h0,
dând diferite valori pentru b și h 0 se poate trasa parabola.
7. Se proiectează un singur canal Venturi cu radier orizontal pentru toate trei
compartimentele. Se alege lățimea canalului B = 0,80[m]. Raportul de similitudine:
α =30175,08,0 6 5,2=;
coeficientul de strangulare este: ψ=Bb4,0=; b = 0,40 × 0,80 = 0,32[m].
130

4.4.2.3. Calculul de dimensionare al decantorului (utilajul principal)
Bazele proiectării decantoarelor
Proiectarea decantoarelor depinde de numeroși factori, dintre aceștia cei mai importanți
fiind: natura particulelor ce trebuie îndepărtate și scopul bazinului (decantor pentru
epurarea mecanică a apelor, decantor secundar după filtre biologice și bazine cu nămol
activ, etc.). Dacă la deznisipatoare parametrul principal de dimensionare este încărcarea
superficială, la decantoare este important timpul de vărsare. Timpul de decantare t d de
rămânere a apei uzate în decantoare trebuie să fie de 1,5[h] pentru apele uzate ce conțin o
cantitate de suspensii mai mare de 200[mg/dm3], și de 1[h] pentru cantități mai mici.
Literatura germană recomandă timpii de decantare din tabelul 7:
Tabelul 4.5. Timpi de decantare t d[h]
Tipul stației de epurareDecantoare primare Decantoare secundare
La debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaieLa debit pe
timp uscatLa debit
maxim pe timp
de ploaie
Stația are numai epurare
mecanică1,7-2,50,3-0,5–
După instalațiile de coagulare 1,5-0,80,3-0,51,5-2,00,8-1,0
La stații cu filtre biologice 1,7-2,50,3-0,51,5-2,01,8-1,0
La stații cu bazine cu nămol activ 0,5-1,00,3-0,52,0-3,51,0-1,7
Debitul de calcul – debitul de timp uscat al stației de epurare este ×
181
Qzi med (după
literatura germană). Literatura americană „ Standardul celor 10 state S.U.A” recomandă
datele din tabelul 8:
Tabelul 4.6. Timpi de decantare t d[h]
Încărcarea superficială [m/h]Adâncimi medii ale bazinului [m]
2,002,503,00
1,00 2,002,503,00
1,40 1,601,802,25
1,70 1,251,401,75
Debitul de calcul al stațiilor de epurare este de obicei debitul zilnic mediu. Aceeași
literatură americană recomandă ca timpul de rămânere al apei în bazin de 2[h] să se reducă
sau să se mărească în conformitate cu recomandările date în continuare:
131

Timpul mediu de 2[h] se reduce:
-la 1[h] când apele uzate după decantare sunt folosite la irigații;
-la ½[h] când apele uzate au concentrații în materii în suspensie de maxim 200
[mg/dm3 și sunt tratate biologic în bazine cu nămol activ;
-la ½[h] când apele uzate au fost trate prealabil cu coagulanți;
-la 1[h] când apele uzate meteorice amestecate cu alte ape uzate urmează a fi
tratate mecanic.
Mărirea timpului mediu de 2[h] se face când:
-decantarea primară singură trebuie să conducă la o reducere importantă a CBO 5
și a substanțelor in suspensie – un timp de decantare de până la 3 ½ h poate reține și
suspensiile fine care contribuie la menținerea unui CBO 5 ridicat;
-decantoarele primesc ape uzate industriale care conțin substanțe bactericide.
Fermentarea în aceste condiții este practic imposibilă și drept urmare nămolul nu trebuie să
fie evacuat imediat, deoarece rămânerea lui un timp mai îndelungat în decantoare poate
conduce la îngroșarea lui, necesitând pentru aceasta volume mai mari pentru înmagazinare
în decantoare;
-apele uzate industriale cu conținut mare de substanțe toxice sau ape calde
amestecate cu ape uzate menajere au nevoie de un timp de contact mai mare (peste 2h),
pentru o mai bună decantare;
-cantități mari de apă de ploaie trec prin bazinul de decantare, de exemplu,
dublul debitului pe timp uscat.
Imhoff recomandă pentru ape uzate orășenești:
-un timp de decantare de 1 ½ [h], atunci când adâncimea decantorului este de
aproximativ 2[m];
-3[h] când stația de epurare are numai epurare mecanică;
-supraîncărcări pe timp de ploaie până la cantități duble față de debitul pe timp
uscat sunt admisibile.
Încărcarea superficială [m3/m2h] sau viteza de sedimentare u [m/h] este de asemenea un
parametru important în dimensionarea decantoarelor. Viteza de sedimentare, în funcție de
reducerea suspensiilor în decantor și de concentrația lor inițială sunt arătate în tabelul 9:
132

Tabelul 4.7. Viteze de sedimentare în decantoare.
Reducerea suspensiilor în decantor [%]Viteze de sedimentare u[m/h]
C≤200200≤C≤300C≥300
40-45 2,32,73,0
45-50 1,82,32,6
50-55 1,21,51,9
55-60 0,71,11,5
„Standardul celor 10 state din S.U.A” prevede pentru:
-decantoare primare care nu sunt urmate de instalații de epurare biologică și care
nu prelucrează debite mai mari de 3785[m3/zi], o încărcare superficială de 1[m/h] ;
-pentru decantoarele primare urmate de instalații de epurare biologică încărcarea
maximă este de 1,7[m/s];
-decantoarele secundare urmând filtrelor biologice de mică încărcare,
u=1,7[m/h]; filtrelor biologice de mare încărcare, u=1,4[m/h]; bazinelor cu nămol activ cu
debite peste 7570[m3/zi], u= 1,7[m/h]; bazinelor cu nămol activ cu debite sub 7570[m3/zi],
u= 1,4[m/h].
Literatura germană furnizează următoarele date:
Tabelul 4.8. Încărcarea superficială a decantoarelor u [m/h]1).
Tipul stației de epurareDecantoare primare Decantoare secundare
La debit pe timp uscatLa debit maxim pe timp de ploaieLa debit pe timp uscatLa debit maxim pe timp de ploaie
Stația are numai epurare mecanică 1,5 – 0,86 – 4–
După instalațiile de coagulare 4,0 – 2,56 – 41,5 – 1,02,5 – 2,0
La stații cu filtre biologice 1,5 – 0,86 – 41,5 – 1,02,5 – 2,0
La stații cu bazine cu nămol activ 4,0 – 2,56 – 4**
133

1)încărcarea superficială a decantoarelor verticale se mărește cu 20% față de datele din
tabel datorită filtrului de suspensii care se formează în aceste decantoare, și care conduce la
eficiențe mai mari.
* Problema dimensionării decantoarelor secundare amplasate după bazinele cu nămol activ
este mai complicată decât a celorlalte, deoarece depinde de cantitatea și concentrația de
nămol în exces și de recirculare, de indicele nămolului, etc. Încărcarea cu materii solide în
suspensie a decantoarelor primare nu constituie un parametru important pentru
dimensionarea acestora, deoarece în general nu influențează eficiența lor.
Proiectarea decantoarelor
Debitele de dimensionare și verificare a decantoarelor radiale sunt atât pentru
canalizările în sistem separativ, cât și pentru cele în sistem unitar; verificarea se face la
debitul orar maxim pentru canalizările în sistem separativ, și la de două ori debitul orar
maxim pentru canalizările în sistem unitar. Dimensiunile uzuale sunt date în tabelul de
mai jos:
Tabelul 4.9 . Elementele geometrice ale decantoarelor radiale.
Elemente geometriceDimensiuni [m]
d180258025050
d23.0 : 4.0 4.0 : 6.0
cmin0,2 0,2 0,4
k1 max1,0 1,5 2,04
h80,3…1,0
nmin0,2
Suprafața orizontală a decan-torului [m2]0125414809116070462257590964
huVolumul decantorului [m3]
1,22413053754565897398489641154150819082356
1,428135544053268786298911251346176022602750
1,6322406502608785985113112861539201125443142
1,83624575656848831108127214471731226228623535
2,04025086287609821232141416081924251431803928
2,244255869083610801355155517682116276534984320
2,550263578595012271540176720102405314239754910
2,8711879100113741724198022012003352044525500
3,0762942114014731848212124422336377147705892
134

3,2 1005121615711971226225723076402250886284
3,6 136817672217254528943463452557247070
4,0 19642404282832163848502863607856
Debitul de dimensionare este Qc =290 [dm3/s];
Volumul decantorului: Vdec = Qctd = 0,290 × 1,70 =1774,8[m3];
Qc = debitul de calcul (Q zi max);
td = timpul de decantare, conform tabelului 7.
Secțiunea orizontală:
A0 uQc==×=360050,1290,0696[m2];
în care u este încărcarea superficială conform tabelului 2.8.
Înălțimea utilă a spațiului de decantare:
hu = utd = 1,5 × 1,7 = 2,55[m].
Cu aceste date se intră în tabelul 7.13 și se stabilesc dimensiunile principale d 1, d2, h, A0 și
Vdec respectiv numărul de decantoare, verificând în același timp relațiile:
6 ≤ uhd1≤ 10, pentru decantoare cu diametrul de 16 – 30[m];
15 ≤uhd1 ≤ 20, pentru decantoare cu diametrul de 30 – 50 [m];
20 ≤ uhd1≤ 25, pentru cazul apelor uzate cu cantități mari de materii organice.
Se iau două decantoare, fiecare cu d 1=20[m]; hu=2,80[m];
Vdec = 879 [m3]; A0 = 314 [m2]; d2 = 3,00 [m].
Se determină raportul ==80,200,201
uhd
7,18 deci se respectă relația de mai sus, valoarea
raportului fiind cuprinsă între 6 și 10.
Se verifică apoi încărcarea deversorului de la ieșirea apei decantate.
Încărcarea deversorului de pe jgheabul de colectare a apei decantate este:
135

Qd = ()80,860,022014,32486400145,0 =×−××× [m/h×ml],
admisibil conform recomandărilor.
Volumul de nămol depus într-o zi se determină cu ecuația următoare:
Vd=nr
γCQzimaxp−10010040,809510010086400290,0350,0120055,0=−××××=
[m3/zi];
respectiv 40,00[m3/zi] pentru un decantor.
r = procentul de reducere al suspensiilor;
γn = greutatea specifică a nămolului cu 1,10 -1,20[t/m3], pentru o umiditate a nămolului
de 95[%];
p = umiditatea nămolurilor decantate, aproximativ 95[%];
C = concentrația inițială a depunerilor.
Tabelul 4.10.. Debite de nămol în stațiile de epurare.
Tipul instalațiilorMaterii solide totale
[%]Conținutul în apă
[%]Cantitatea de nămol
[dm3/loc zi]
Epurare mecanică
1) Nămol din
decantoare2,5 97,5 2,16
2) Nămol fermentat,
umed13,0 87,0 0,26
3) Nămol fermentat,
uscat în aer liber45,0 55,0 0,13
Încărcări
Epurarea mecano –
biologicăMicăMareMicăMareMicăMare
4) Nămol din
decantoarele
secundare8,05,092,095,00,160,40
5) Nămol din
decantoarele
principale și
secundare amestecat5,55,094,595,01,221,48
6) Idem 5)
fermentat10,010,090,090,00,430,48
7) Idem 5)
fermentat, uscat în
aer liber45,045,055,055,00,170,19
Bazine cu nămol
activ
136

8) Nămol din
decantoarele
secundare0,71,599,397,54,431,67
9) Idem 5) 4,54,595,595,51,871,75
10) Idem 6) 7,010,093,090,00,790,52
Se determină volumul pâlniei de nămol și se stabilesc condițiile de evacuare a nămolului
(perioade, diametru, conducte, etc.). Se stabilesc apoi dimensiunile jgheabului de colectare
a apelor decantate, vitezele minime în acestea fiind de 0,7[m/s]. Se dimensionează
deversorul de evacuare a apei decantate.
Volumul pâlniei de nămol este:
Vp = 31× (3,14 × 3,0 × 1,52 – 3,14 × 1,00 × 0,252) = 7,0[m3].
Jgheabul de colectare a apei decantate se dimensionează la 2Q o max, deci debitul pentru
decantor este de 0,350 [dm3/s]. Dacă se ia o înălțime de jgheab de 0,6[m], lungimea
jgheabului:
L = 2 × 3,14 (10,00 – 0,60) = 59,00 [m],
debitul este de 0,006 [m3/s]; viteza minimă în jgheab fiind de 0,70[m/s], rezultă următoarea
suprafață a jgheabului în secțiunea 1-1 :
Aj 1 = 2350,0× 0,70 = 0,25[m2],
iar înălțimea apei în jgheab: h j 1 = 6 0,02 5,0 = 0,42 [m];
Panta jgheabului rezultă din ecuația : V = 74 R2/3I1/2.
Raza hidraulică: R = 60,042,0225,0
+×= 0,174 și I1/2 = 0,0009;
În consecință, în secțiunea 3-3 radierul jgheabului trebuie să fie mai ridicat decât în
secțiunea 1-1 cu h' = (21 × 59) × 0.0009 = 0,0265 [m]; în secțiunea 2-2 lățimea
jgheabului, de asemenea pentru o viteză de 0,70 [m/s] și o înălțime a apei de 0,42 [m],
rezultă:
bj =42,07 0,03 50,0
× = 1,20 [m].
Se determină adâncimea decantorului la perete și la centru:
la perete: Hp =hu+hs;
137

la centru : Hc =hu+hn+hp+hs,,
în care hn este înălțimea pâlniei de nămol, iar h p – diferența de înălțime datorată pantei.
Înălțimea decantoarelor la perete:
Hp = hu + hs = 2,80 + 0,30 = 3,10[m]
iar la centru:
Hc = hu + hn+ hp + hs = 2,80 + 2,00 +10 × 1 51+ 0,30 =5,80 [m]
4.4.2.4. Probleme de coroziune si sau alegerea a materialeleor de
constructie.
Coroziunea galvanică a cuplului oțel inoxidabil 316L / TiAlV a fost studiată prin
măsurători electrochimice. Din măsurători potențiostatice s-a observat o deplasare a
potențialului critic de pitting (Ecp) în direcție negativă. Rezistența de polarizare (Rp,cuplu)
a fost de aproximativ 5 ori mai mică în cazul oțelului cuplat, iar curentul de coroziune,
determinat din diagramele Tafel, a avut valoarea de 1,1 μA/cm2. Deoarece aliajul de
TiAlV potențează activitatea oțelului inoxidabil 316L, se recomandă ca acest cuplu să nu
fie utilizat pentru bioimplanturi în organismul uman.
Studiu privind acțiunea anticorozivă a tufului vulcanic zeolitic în stațiile de epurare a
apelor uzate
În această lucrare este prezentată acțiunea tufului vulcanic zeolitic, ce conține
clinoptilolit, asupra echipamentelor metalice dintr-o stație de epurare a apelor uzate din
punctul de vedere al coroziunii. Tuful vulcanic zeolitic poate fi folosit în treapta biologică
a instalațiilor de epurare pentru îmbunătățirea capacității de biodegradare a nămolului
activ. Acest tuf are proprietatea de a reduce substanțele organice prin adsorbție, de a crește
capacitatea de sedimentare a nămolului activ în decantoare, dar la fel de bine ar putea avea
proprietatea de a scădea acțiunea corosivă a apei uzate asupra conductelor și utilajelor
dinamice, precum rotorii pompelor sau podurile racloare ale decantoarelor secundare.
Experimentele au fost efectuate prin metoda pierderii în greutate, folosind eșantioane
metalice, care au fost ținute diferite periode de timp în ape uzate atât fără cât și cu adaos de
tuf zeolitic, simulând condițiile din treapta biologică. Rezultatele au fost ilustrate grafic.
Diferențe semnificative între comportarea anodică a oțelulului inoxidabil 18Cr-10Ni
și nichelului în soluții apoase 10–80% HCOOH
Rezumat: Curbe anodice potențiostatice pe oțel inoxidabil 18Cr-10Ni și nichel au fost
trasate în soluții apoase de 10, 20, 40, 60 și 80% HCOOH, la temperatura camerei. Oțelul
inoxidabil este activ în toate soluțiile de acid formic și trece în stare pasivă prin polarizarea
anodică, prezentând un domeniu extins de pasivitate stabilă (960 mV), deplasat spre valori
mai pozitive de potențial odată cu creșterea concentrației soluțiilor de acid formic.
Oxidarea anodică a acidului formic are loc doar în regiunea transpasivă, simultan cu
degajarea oxigenului. După polarizarea anodică, oțelul inoxidabil și-a păstrat culoarea și
138

luciul metalic. Nichelul prezintă efect catalitic pentru reacția de oxidare a acidului formic.
Curbele de polarizare prezintă unde anodice, care se extind pe tot domeniul pasiv al
nichelului, având curenții maximi cu două ordine de mărime mai mari decât cei obținuți pe
oțel inoxidabil, în aceleași soluții. După polarizare, suprafața nichelului a prezentat
modificări vizibile, ca pitting, fisuri și pierderea luciului metalic. Pe suprafața nichelului,
se admite că au loc reacții succesive/ simultane și concurente, care duc la
dizolvarea/pasivarea nichelului și oxidarea acidului formic. Cuvinte cheie: oțel inoxidabil,
nichel
Acțiunea inhibitoare a unor compuși organici de adsorbție asupra coroziunii
aluminiului în medii acide
Rezumat: Doi surfactanți organici: dodecil sulfat de sodiu (SDS) și respectiv dodecil
benzen sulfonat de sodiu (SDBS) au fost studiați ca inhibitori pentru coroziunea
aluminiului în soluții apoase de acid clorhidric folosind polarizarea electrochimică și
spectroscopia electrochimică de impedanță (EIS). S-a studiat, de asemenea, influența
concentrației de inhibitor asupra eficienței anticorozive a acestora. La valori mici ale
supratensiunii, procesul de dizolvare este controlat de activare, în timp ce la valori mai
mari ale supratensiunii procesul de dizolvare este controlat de difuzie. Viteza de coroziune
scade cu creșterea concentrației de inhibitor. La valori ale concentrațiilor celor doi
surfactanți mai mici decât concentrația critică micelară (CMC) efectul de inhibare este
neglijabil. La concentrații mai mari decât CMC efectul de inhibare crește rapid cu creșterea
concentrației surfactantului până la o valoare limită. Inhibarea procesului de dizolvare în
prezența surfactanților poate fi explicată prin adsorbția acestora în zonele active ale
suprafeței. În cazul nostru, presupunem că inhibitorii de acest tip sunt puternic adsorbiți la
suprafața metalului, având loc formarea unui film protector, iar reacția dintre metal și
soluția corozivă poate avea loc numai prin difuzia anionilor mediului agresiv prin porii fini
ai filmului protector. Măsurătorile EIS au fost realizate pe electrodul de aluminiu în soluții
0.5M HCl în absența și prezența celor doi surfactanți în diferite condiții (timp de imersare
și concentrație de surfactant). Acoperiri compozite cu proprietăți anticorozive îmbunătățite
obținute prin co-electrodepunerea cuprului cu nanoparticule de Al2O3
Rezumat: În lucrarea de față, sunt prezentate rezultate referitoare la comportarea la
coroziune a unor acoperiri compozite obținute prin co-electrodepunerea cuprului cu
nanoparticule de Al2O3, pe un electrod din oțel OL 37, dintr-o baie acidă de sulfat de
cupru. Comportarea la coroziune a acestor acoperiri compozite de cupru s-a investigat în
soluții de Na2SO4 (pH 3). Studiile de coroziune au fost efectuate prin măsurători de
potențial de circuit deschis, prin spectroscopie de impedanță electrochimică și prin
voltametrie hidrodinamică. Interpretarea cantitativă a rezultatelor obținute a dus la
concluzia că nanoparticulele de oxid de aluminu încorporate în cuprul electrodepus au
mărit rezistența la coroziune a depozitelor compozite de 1.32 ori în comparație cu
depozitele de cupru pur.
Dizolvarea zincului ca proces de coroziune
Rezumat: În acest studiu s-a investigat posibilitatea dizolvării accelerate a zincului
metalic în acid sulfuric prin introducerea unui catod de cupru, în care hidrogenul degajat
este mult mai ușor decât zincul. S-a constatat că accelerarea dizolvării zincului este
139

posibilă și, la o suprafață constantă a catodului de cupru, depinde de contactul intim între
electrodul de cupru și zinc.
4.5. Utilitati si energie
Functie de utilizarea care se da apei se deosebesc mai multe categorii: apa
tehnologica, apa de racire, apa potabila, apa de incendiu, apa de incalzire.
Apa
Apa ca agent de incalzire poate fi :
– apa calda cu temperatura pana la 90 °C;
– apa fierbinte, sub presiune, pana la temperatura de 130 – 150 °C.
Apa este un agent termic cu capacitate calorica mare, usor de procurat. Pentru
incalzire, se prefera apa dedurizata in scopul evitarii depunerilor de piatra.
Aburul
Aburul este cel mai utilizat agent de incalzire si poate fi: abur umed; abur saturat;
abur supraincalzit.
Aburul umed contine picaturi de apa si rezulta de la turbioanele cu contra presiune
sau din operatiile de evaporare, ca produs secundar. Este cunoscut sub denumirea de abur
mort.
Aburul saturat este frecvent folosit ca agent de incalzire, avand caldura latenta de
condensare mare si coeficienti individuali de transfer de caldura mari. Temperatura
aburului saturat poate fi reglata usor prin modificarea presiunii. Incalzirea cu abur se poate
realiza direct, prin barbotare, sau indirect, prin intermediul unei suprafete ce separa cele
doua fluide.
Aburul supraincalzit cedeaza, in prima faza, caldura sensibila de racire, pana la
atingerea temperaturii de saturatie, cand coeficientul individual de transfer de caldura este
mai mic si apoi caldura latenta prin condensare.
Energia electrica
Aceasta reprezinta una din formele cele mai folosite datorita usurintei de transport
la distante mari si la punctele de consum si randamentelor mari cu care poate fi
transformata in energie mecanica, termica sau luminoasa.
Energia electrica transformata in energie mecanica este utilizata la actionarea
motoarelor cu care sunt dotate diversele utilaje.
Energia electrica este folosita si la incalzire, prin transformare in caldura, folosind
mai multe tehnici:
-trecerea curentului prin rezistente electrice;
-transformarea energiei electrice in radiatii infrarosii;
-folosirea curentilor de inalta frecventa, medie si mica;
-folosirea pierderilor dielectrice;
140

-incalzirea prin arc electric.
Avantajul incalzirii electrice consta in reglarea usoara a aparaturii, posibilitatea
generarii caldurii intr-un punct, introducerea unei cantitati mari de caldura intr- un volum
mic, realizarea unei incalziri directe, fara impurificarea mediului si la orice presiune.
Dezavantajul utilizarii energiei electrice il costituie costul ridicat si impunerea unor
masuri speciale de protectia muncii.
Aerul comprimat
Aerul comprimat poate fi utilizat in urmatoarele scopuri:
-ca purtator de energie (pentru actionarea aparatelor de masura si de reglare, in
atelierul mecanic);
-pentru amestecare pneumatica;
-pentru diferite scopuri(curatirea utilajelor, uscare, etc).
4.5.1. Operarea instalatiei de epurare
Operare.
Operarea stației în regim de lucru începe numai după ce se dă în exploatare sistemul de
epurare biologică a apei reziduale menajere. Numai o echipă antrenată și instruită poate
opera în stație.
Unele caracteristici ale operării.
Tehnologia prezentată a fost dezvoltată pentru folosirea microorganismelor fixe (biofilm)
formate pe un suport din plastic special. Biocenoza rezervorului de aerare posedă
caracteristicile uzuale pentru sistemele biologice organizate. Însăși biocenoza menține
echilibrul dinamic al biomasei și compoziției calitative în conformitate cu fluctuațiile
parametrilor apei reziduale (în limitele valorilor de adaptare optime și valorilor admise ale
sarcinilor calculate).
Astfel, procesul de epurare are stabilitate ridicată datorită auto-reglării. La
modificarea următoarelor condiții ca :
Temperatura, grad mineralizare;
Echilibrul apei reziduale privind concentrația și nutritivii,
biocenoza modifică în mod independent structura calitativă și cantitativă în noile condiții.
La scurt timp după încărcări-șoc, sistemul se regenerează singur.
În cazul unei operări constante, în condițiile în care parametrii sunt peste limitele
proiectate, echilibrul sistemului va trebui menținut prin biopreparații. De aceea, datorită
141

auto-adaptării și a auto-reglării, procesul are loc fără intervenția operatorului, ceea ce în
schimb permite comanda la distanță a stației.
Unele caracteristici ale operării referitoare la încărcarea periodică
Opțiunea I – operarea cu parte deconectată de la rezervoarele de aerare
Este posibil să scurgem o parte a rezervoarelor de aerare paralele și să oprim
alimentarea electrică, corespunzător cu micșorarea încărcării în perioada de aflux scăzut de
apă reziduală. Biofilmul va seca în mod natural în rezervoarele de aerare deconectate.
Microorganismele vor transforma în anabioză. Microorganismele părăsesc anabioza în
decurs de câteva ore în prezența apei reziduale și a aerării, când operarea rezervoarelor de
aerare este pornită în modul încărcare totală. Randamentul epurării totale este refăcut în
decurs de 2-7 zile.
Opțiunea II – operarea cu încărcare micșorată
Stațiile cu tehnologia prezentată, funcționează foarte bine la micșorarea
încărcării multiple. Transferul la încărcări maxime este caracterizat de modificările
compoziției calitative și cantitative a biocenozei. Această perioadă este caracterizată de
obicei de creșterea spumării și deteriorarea parametrilor de epurare. Este necesar să se
folosească preparate biologice pentru micșorarea spumării și furnizarea parametrilor de
epurare necesari acestei perioade.
Întreținerea Sunt posibile două moduri de întreținere :
1.Întreținerea de către operatori, neîntrerupt.
2.Întreținerea de către operatori pe un schimb cu aplicarea controlerului cu
modemul telefonului mobil pentru controlul operării echipamentului sistemului de epurare
biologică a apei reziduale menajere.
Substanțe chimice. Coagulantul (clorura de polialuminiu) este aplicat la:
îndepărtarea fosforului din apa reziduală,
creșterea capacității și randamentului rezervoarelor de sedimentare
secundare.
4.5.2. Amplasament și montajul utilajelor
Așezarea în plan a construcțiilor și instalațiilor din stația de epurare este cea care
urmărește procesul de epurare. Așezarea pe verticală este dictată de condițiile de curgere
hidraulică a apei în stație, care trebuie să se realizeze pe cât posibil prin gravitație, de
natura terenului de fundație și de topografia amplasamentului. Materialul de construcție al
utilajelor (bazine în general) este betonul armat sub diferite forme. Pentru părțile metalice,
acoperișuri, distribuitoare sau scări, cel mai des folosit este oțelul. Uneori numeroase
142

bazine sau construcții sunt executate în pământ: iazuri de stabilizare, bazine de fermentare
naturală a nămolului, filtre de nisip, câmpuri de irigare și filtrare, platforme de uscare a
nămolului. Compartimentarea construcțiilor , atât pentru a evita oprirea întregii stații în caz
de avarie, cât și pentru o ușoară exploatare și realizarea dezvoltării pe etape a stației,
trebuie avută în vedere în permanență în proiectare. Conductele și canalele de legătură între
diferite construcții și instalații din stație reprezintă un procent important din ansamblul
stației de epurare. Conductele trebuie amplasate astfel încât canalul de aducțiune al apei în
stație să nu fie pus sub presiune. În stație, de regulă, construcțiile sunt legate între ele prin
canale dreptunghiulare deschise. Pe cât posibil, conductele și canalele vor lega pe drumul
cel mai scurt construcțiile și vor fi astfel plasate încât să se realizeze o ușoară exploatare și
construcție a unor noi legături. La canale, colțurile între radier și pereți vor fi rotunjite,
pentru o mai bună antrenare a apei și se vor evita curbele în loc, iar în plan se recomandă
raze de curbură egale cu de 5 ori lățimea canalului. Pe conducte, din loc în loc și în special
la cele care transportă nămol se vor monta piese de curățire așezate în cămine.
Conductele se execută din fontă, azbociment, oțel izolat la interior și exterior, iar
canalele din beton și de cele mai multe ori din elemente de beton armat prefabricate.
Conductele de by-pass pot apare ca necesare în următoarele puncte: la intrarea în
stație, după grătare, după deznisipatoare, după decantoarele primare. Alegerea punctelor de
amplasare a conductelor by-pass depinde de sistemul de canalizare, de cantitatea de apă
introdusă în stația de epurare, de condițiile locale.
Conductele pe care se transportă nămolul , executate de obicei din fontă, trebuie să
fie suficient de mari în diametru, deoarece pierderile de sarcină sunt cu 50 – 100% mai
mari în comparație cu cele care transportă ape uzate . aceste conducte trebuie să fie
prevăzute cu posibilități de curățire din loc în loc și cu ventuze pentru evacuarea gazului.
Pentru un ușor transport al nămolului pe conducte, trebuie eliminate în prealabil
suspensiile și corpurile mari. Camerele de repartiție au ca scop asigurarea distribuției
automate și uniforme a unor cantități egale de ape uzate și nămoluri la construcții sau
compartimente similare. Repartiția apelor uzate pentru stații mici de epurare se face prin
stăvilare, așezate în punctele de ramificație care sunt reglate astfel încât, indiferent de
nivelul apei din canal, repartizarea să se facă uniform. În anumite puncte ale stației de
epurare se instalează aparate de măsură a debitelor, presiunii, temperaturii, vitezelor,
nivelelor de apă, etc.. În privința aparatelor de măsură a debitelor, o condiție esențială a
bunei funcționări a acestora constă în calitatea lor de a nu opri sau provoca depunerea
nisipului sau a nămolului. Această condiție este îndeplinită de canalele strangulate tip
Venturi sau Parshall, care pot fi înzestrate și cu aparate de înregistrare continuă a debitelor,
acționate de flotoare sau alte dispozitive amplasate într-un cămin lateral canalului.
Debitmetrul principal al stației se instalează de obicei după deznisipator. Măsurarea
debitelor pe conducte se face cu tuburile Venturi, care pot fi folosite atât pentru apă uzată
în diferite stadii de epurare, cât și pentru nămol și aer. Măsurarea debitelor de nămol se
poate face și cu debitmetre de inducție. Debitele de gaz se măsoară obișnuit cu contoare
uscate. Presiunile se măsoară în modul cel mai simplu cu tubul Bourdon, iar nivelurile de
143

lichid se stabilesc prin citire directă. În stațiile de epurare sunt utilizate numeroase alte
aparate de control pentru măsurarea pH-ului, potențialului de oxido-reducere, etc.
Construcții și instalații anexe stației de epurare
Grupul de exploatare cuprinde în principal camera dispecer, laboratorul, birourile,
sala de mese și grupul sanitar. La acestea trebuie adăugat aparatul de luat probe de apă
uzată brută și în curs de epurare, de nămol în diferite stadii de tratare, etc. Printre clădirile
importante din stație și necesare în principal exploatării trebuie menționate: casa pompelor,
camerele vanelor la bazinele de fermentare a nămolului, construcțiile care adăpostesc
utilajele pentru filtrarea sau tratarea nămolurilor, camerele grătarelor. Rețeaua de
alimentare cu apă în stațiile de epurare trebuie să asigure necesitățile sanitare (apă de băut,
spălat, pentru laboratorul stației), de spălare a diferitelor bazine și instalații, de funcționare
a unor echipamente (vane, stăvilare, boilere), de răcire (compresoare, pulverizatoare,
incineratoare), proceselor de epurare (elutrierea nămolurilor, diluție, distrugerea spumei).
Rețeaua de canalizare din incinta stației de epurare are drept scop să colecteze apele uzate
rezultate de la diferite folosințe și să le evacueze în canalul de aducțiune a apei uzate în
stație; apele meteorice pot fi evacuate și în amonte de treapta de epurare biologică. Rețele
de alimentare cu energie electrică, cu gaze, apă caldă, abur, aer comprimat sunt folosite
atât pentru necesitățile instalațiilor de epurare cât și pentru exploatarea generală a stației.
Tehnologii si instalatii pentru epurarea apelor uzate
studii de fezabilitate
• proiecte tehnice, caiete de sarcini, detalii de executie
• antreprenoriat pentru statii de epurare
• instalatii complete de epurare
• echipamente pentru automatizarea statiilor de epurare
• montajul echipamentelor, punerea in functiune si asistenta tehnica in timpul probelor
tehnologice
• tehnologii si echipamente pentru instalatii de aerare
• difuzoare cu membrana elastica tip DMB
• agregate pentru insuflarea aerului
• retele de distributie
• consultanta in vederea reproiectarii sistemelor actuale de aerare din treapta biologica
• sisteme pentru masurarea debitelor de apa in canal deschis
• acesorii
• montare AMC-uri
144

• service post garantie (scolarizarea personalului)
4.5.3. Întretinere si repara ii ț
Inspecția vizuală a funcționării stației
Se verifică dacă siguranțele echipamentelor din tabloul de comandă sunt căzute.
Se verifică dacă intrarea, ieșirea și conductele de legătură din staț e nu sunt colmatate.
Conducta de intrare în stația de epurare va fi accesibilă după ridicarea capacului
decantorului primar.
Deasemenea se verifică dacă pompele aer-lift nu sunt înfundate cu substanțe plutitoare
(spumă sau crustă ) și funcționează . La apariția crustei în decantorul primar, aceasta
trebuie spartă și
omogenizată , cu ajutorul unei scafe cu coadă lungă .
Se mai inspectează funcționarea aeratoarelor cu bule fine din bazinul de activare și dacă
substanțele plutitoare din decantorul secundar nu colmatează ieșirea apei în jgheab.
Funcționarea normală a aeratorului înseamnă dispersia în apă a bulelor fine de aer, cât și
furnizarea aerului spre pompele aer-lift (fapt care se observă prin curgerea apei din aceste
pompe).
Dacă aerarea nu se face uniform (apar bule mari, la intervale mai lungi de timp sau aerarea
se face numai într-o singură zonă , nu pe toată suprafața bazinului de activare), se verifică
dacă membrana nu este spartă , respectiv dacă furtunele de distribuție a aerului nu sunt
înfundate.
Se verifică poziția mânerului robineților ce comandă pompele aer lift F2 ( pomparea apei
în
jgheabul de evacuare ) să fie în poziție deschis la capacitate între 20-25 %.
Cur ăț irea conductelor de intrare, ieșire și de legătură
Curățirea conductelor de intrare și de ieșire, respectiv a conductelor de legătură și a
grătarului se face cu perie și racletă .
Evacuarea spumei din bazinul de activare
Apariția spumei în bazinul de activare este iminentă în prima parte a perioadei de amorsare
(cca. două săptămâni). De multe ori, cantitatea de spumă formată în această perioadă este
atât de mare încât ajunge la capacul stației. Pentru a putea efectua inspecțiile periodice,
spuma se sparge stropind-o cu apă , sau utilizând aditivi antispumanți (doar cu precau ț ie).
Dacă spuma apare în alte perioade, cauza este folosirea excesivă a detergenților sau chiar
dispariția nămolului activat.
Evacuarea substanțelor plutitoare de la suprafața apei din decantorul secundar
Substanțele plutitoare se vor evacua cu o scafă cu mâner lung sau cu o lopată . Substanțele
plutitoare astfel adunate se golesc în decantorul primar.
Măsurarea nivelului nămolului în decantorul primar
145

Nivelul nămolului se măsoară cu o tijă din material plastic, lemn sau aluminiu. Când se
scufundă tija încet în apă , la apariția stratului de nămol se simte o rezistență la înaintare.
Adâncimea de scufundare a tijei reprezintă în acest caz înălțimea stratului de apă deasupra
nă –molului.
Adâncimea minim ă a stratului de apă deasupra nămolului, care necesită evacuarea
nămolului este de: 0,3-0,7 m
Reglarea evacuării nămolului în exces
Este necesar să fie un volum optim de substană solidă în nămolul activat, pentru a avea un
proces de epurare corespunză tor.
Reproducerea microorganismelor se face în bazinul de activare datorită înărcării cu
poluanți a apei și datorită introducerii de aer în bazinul respectiv.
Prelevarea de probe ș i analiza acestora
Această operație trebuie să aibă la bază decizia autorităților de gospodărire a apelor.
Locurile de prelevare sunt urmă toarele:
– Intrarea în decantorul primar
– Conducta de ieșire din stație (interiorul jgheabului de evacuare).
Operare pe timp de iarnă
Operarea pe timp de iarnă , întreținerea și controlul decurg identic cu activitățile din timpul
verii.
Activit ăți și măsuri în caz de calamitate
INUNDA Ț IE – În caz de pericol de inundație, se scoate suflanta de sub tensiune, se
demontează și se depozitează într-un loc ferit.
INCENDIU – În caz de incendiu se vor folosi stingă toare cu spumă .
ÎNTREȚINEREA ECHIPAMENTELOR Ș I A TEHNOLOGIEI
Instruc ț iuni generale
Stația va fi deservită de personal major, eligibil fizic și psihic pentru astfel de activitate,
instruit și
familiarizat cu acest manual.
Orice intervenție la echipamente sau părți electrice ale stației va fi făcută doar de persone
competente, calificate în acest sens.
Operațiile generale de întreținere sunt cele descrise la capitolul Operare ș i contro l.
ATEN Ț IE!
Orice intervent ie asupra suflantei sau altor pãrti ale sistemului de aerare va fi fãcutã cu
sursa de energie decuplatã si cu prevenirea recuplãrii acesteia în timpul lucrului la stat ie
(prin încuiere sau plãcute de avertizare ).
Întreținerea suflantei
– Filtrul de aer se va curăț a odată la trei luni, sau chiar mai des, dacă se constată c ă este
colmatat puternic între aceste intervale. Curățarea se face prin scuturare și suflarea cu aer.
– Suflanta trebuie ferită de umezeală , îngheț (sub -5°C) sau temperaturi prea ridicate (peste
40°C).
– Așezarea suflantei trebuie făcută pe o suprafață orizontală , netedă , rigidă . Se va evita
146

contactul carcasei suflantei cu alte corpuri (care ar putea amplifica vibrațiile).
ATEN Ț IE!
Suflanta nu se va porni fãrã filtrul de aer!
4.5.4. Problme de control, reglare si automatizare
Probleme particular ale epurării apelor uzate
Apele uzate industriale au de regulă nivele înalte de încărcare cu poluant și mai ales
au caracteristici frecvent foarte diferite de cele uzate fecaloid-menajere. De aceea ele nu
pot fi epurate direct în stațiile de epurare orășenești, ci trebuie supuse unui proces de
preepurare specifică, adaptată naturii poluantului sau poluanților în cauză, și apoi eventual
descărcate în canalizarea orășenească și duse la stația clasică de epurare. Se poate face și o
stație complet separată pentru apele industriale, care să asigure epurare până la nivelul la
care pot fi descărcate legal în emisar (râu de exemplu). O asemenea stație complet separată
se poate justifica economic la mari întreprinderi…
Ape industriale uzate sunt și cele ce provin din "spălarea" gazelor, inclusiv a celor de la
centralele termice sau termoelectrice, unde apele încarcă bioxid de sulf, rezultând gaze mai
puțin poluante pentru atmosferă dar ape foarte poluate, ce trebuie epurate.
Uneori apele uzate industriale au încărcări de poluanți pentru care nu există tehnologie de
epurare adecvată, singura soluție rămânând în acest caz injectarea profundă.
Problema nămolului
Din stațiile de epurare rezultă mari cantități de nămol. De exemplu în Germania se
produc anual peste 100 de milioane de tone de nămol brut! Acesta este în final uscat prin
diverse procedee și poate fi utilizat ca îngrășământ agricol sau după caz este transportat la
rampa de gunoi și haldat sau incinerat sau supus pirolizei. Utilizarea ca îngrășământ
oricum nu se face direct, ci mai întâi trebuie supus unui proces de "condiționare" ce poate
cuprinde dezinfecție, adăugare de săruri de aluminiu și fier, var, cenușă, materiale de
floculare apoi deshidratare prin presă sau centrifugă….
În ultimul timp în apele uzate ajung tot mai multe metale grele și alți poluanți care fac
ca nămolul să fie toxic și neadecvat utilizării ca îngrășământ. În Germania de exemplu doar
circa 40% poate fi utilizat în agricultură…. Alternative sunt folosirea lui ca materie primă la
cărămizi speciale și alte materiale de construcții. O practică larg răspândită în trecut și din
fericire abandonată după îndelungi scandaluri a fost deversarea în ocean a nămolului
provenit din stații de epurare a apelor.
REGLEMENTĂRI
Epurarea apelor uzate este o disciplină tehnică, în care se întâlnesc științele
inginerești, fizica, chimia și biologia. Există o bogată literatură de specialitate legată de
operarea stațiilor de epurare. Sunt însă și reglementări legale și tehnice detaliate.
147

Principalul act normativ specific este Hotărârea Guvernului nr. 188 din 28 februarie 2002
pentru aprobarea unor norme privind condițiile de descărcare în mediul acvatic a apelor
uzate, publicată în Monitorul Oficial, Partea I nr. 187 din 20 martie 2002, din care
reproducem în extras o serie de prevederi importante:
· Hotărârea Guvernului nr. 188 / 2002
pentru aprobarea unor norme privind condițiile de descărcare în mediul acvatic a apelor
uzate
Art. 1. – Se aprobă Normele tehnice privind colectarea, epurarea și evacuarea apelor uzate
orășenești, NTPA-011, prevăzute în anexa nr. 1.
Art. 2. – Se aprobă Normativul privind condițiile de evacuare a apelor uzate în rețelele de
canalizare ale localităților și direct în stațiile de epurare, NTPA-002/2002, prevăzut în
anexa nr. 2.
Art. 3. – Se aprobă Normativul privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanți a apelor
uzate industriale și orășenești la evacuarea în receptorii naturali, NTPA-001/2002, prevăzut
în anexa nr. 3.
4.5.5. Norme de securitatea muncii, igena, prevenirea acceidentelor,
incendiilor, exploziilor.
4.5.5.1. Norme de protecție a muncii
Protecția muncii reflectă grija deosebită care se acordă pentru asigurarea condițiilor
de muncă, pentru apărarea sănătății celor ce muncesc.problemele legate de protecția
muncii nu pot fi separate de procesul muncii , de planul de producție.
Pe lângă măsurile de ordin material luate de fiecare întreprindere, trebuie să se asigure
o permanentă ocupare de ridicare a calificării lucrătorilor prin instruirea lor organizată sau
ori de câte ori este nevoie, atât în ceea ce privește respectarea normelor de exploatare a
utilajelor, cât și din punct de vedere al protecției muncii și tehnicii securității. Lucrătorilor
noi angajați li se face instructajul general și specificul locului de muncă, consemnându-se
într-o fișă situația la zi. Dacă se schimbă locul de muncă sau utilajul deservit, respectiv
procesul tehnologic, lucrătorul va fi instruit corespunzător. La fiecare loc de muncă vor fi
afișate instrucțiunile privind tehnica securității muncii, care se vor adapta în funcție de
necesități.se va acorda o deosebită atenție normelor de protecția muncii la utilajele care
folosesc ca utilități energia electrică, apă fierbinte, curenți de aer reci sau calzi etc.
Lucrătorii vor purta echipament de protecție și de lucru, conform normelor și vor respecta
regulile igienico-sanitare. În cele ce urmează, se vor prezenta unele măsuri de tehnica
148

securității și protecția muncii mai importante, care trebuie respectate cu strictețe de către
cei care deservesc instalațiile și utilajele în industria prelicrării fructelor. Instalațiile și
utilajele termice necesită o atenție deosebită în ceea ce privește tehnica securității,
deoarece lucrează în anumite condiții, cum sunt temperatura înaltă și presiunea superioară
celei atmosferice. Înainte de a le pune în exploatare, se verifică aparatele de măsurat și
control, precum și toate legăturile, armătura de siguranță și izolațiile. Aparatele de măsurat
și control vor fi supuseperiodic controlului și verificării organelor de metrologie. Benzile
transportoare, transportoarele elicoidale și elevatoarele vor fi protejate cu gratii, respectiv
carcase. Benzile vor fi astefel instalate ca să poată fi controlate pe tot parcursul lor. Libera
trecere va fi asigurată. Este interzis să se facă reprații în timpul funcționării benzilor.
Se va acorda o deosebită atenție conductelor de abur și de aer. La apariția
loviturilor hidraulice sau vibrații anormale, se oprește funcționarea lor. Pentru asigurarea
protecției muncii, pe lângă măsurile tehnice luate, este necesar ca personalul care
coordonează producția, inginerii și tehnicienii, să controleze și să îmbunătățescă permanent
mijloacele de protecție, această acțiune trebuie să aibă un caracter educativ în așa fel încât
fiecare lucrător să fie conștient de fapătul că prin respectarea normelor de tehnica
securității și protecția muncii se previn atât accidentele și îmbolnăvirile profesionale, cât și
prejudiciile materiale aduse întreprinderilor.
Instrucțiuni pentru siguranța și protecția muncii
– Instalația va fi transportată , instalată , deservită și întreținută doar de personal major,
eligibil
fizic ș i psihic pentru astfel de activitate, instruit ș i familiarizat cu acest manual.
– Orice interven ț ie la echipamentele electrice sau părți ale acestor echipamente se va fi
făcut ă doar de personal competent, autorizat.
– Personalul este obligat să respecte instrucțiunile din acest manual și din regulamentul
elaborat de autoritățile de gospodărire a apelor.
– Nu se permite nici o intervenție sau manevrare a stației sau a unor părți ale acesteia, dacă
acestea nu corespund cu instrucțiunile din acest manual sau regulamentul de operare.
– La orice activitate de operare la stație, se va evita contactul direct cu apa uzată sau
nămolul, utilizând, după caz, echipament de protecție adecvat. În caz de necesitate, se va
utiliza apă curată pentru spălare.
– Apa uzată poate fi sursă a diverselor maladii, în special boli de piele. Din acest motiv este
necesară evitarea contactului direct. În timpul operării la stația de epurare se interzice
luarea mesei, consumarea de băuturi de orice fel și fumatul. După terminarea lucrului la
stație, mâinile se vor spăla cu apă caldă și săpun.
– Capacul deschis al stației va fi sprijinit cu bara de sprijin.
– Operatorii stației vor fi vaccinati cel putin anti tetanos.
– Trebuie asigurat ă interzicerea accesului neautorizat și mai ales accesul pe capacul stației.
Se interzice personalului
– Orice intervenție sau operare care nu corespunde instrucțiunilor din acest manual sau
regulamentul de operare;
– Să consume băuturi alcoolice înainte sau în timpul activității la stație sau medicamente
care
149

ar putea micșora vigilența;
– Să intre în bazinele stației sau să pășească pe capacul acesteia;
– Să facă orice intervenție în interior fără a sprijini capacul stației.
4.5.5.2. Igienizarea
Igienizarea cuprinde procesul de curățire a zonelor de prelucrare a materiilor
prime. Scopul igienizării este de a îndepărta resturile, de a reduce populația bacteriană și a
distruge microorganismele generatoare de afecțiuni. Igienizarea este o componentă
importantă și permanentă a activității de producție, ea neluând practic sfârșit niciodată într-
o întreprindere de prelucrare a fructelor.
Etapele igienizării sunt: curățirea și dezinfecția, fiecare dintre ele având scopuri și
necesități de realizare diferite. Curățirea constă în:
– pregătirea zonei pentru curățire- se dezasambleză părțile lucrative ale
echipamentului tehnologic și se plasează piesele componente pe o masă sau rastel.
– curățirea fizică – se colectează resturile de pe echipamente și pardoseli și se
depozitează într-un recipient.
– prespălarea – se spală suprafețele murdare ale utilajelor, pereților și, în final
pardoseala cu apă la 50-55ș C.
– curățirea chimică – operația de îndepărtare a murdăriei cu ajutorul unor substanțe
chimice aflate în soluție, operația fiind favorizată de executarea concomitentă a unor
operații fizice (frecare cu perii, tratarea cu ultrasunete, tratare cu abur prin intermediul
dispozitivelor de pulverizare).
Agenții de curățire, în mod ideal, trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
– să aibă o capacitate de umectare mare,
– să fie solubili în apă, iar după clătirae suprafețelor curățite să nu rămână urme de
substanțe de curățire,
– să aibă toxicitate cât mai redusă și să fie aprobate de organele sanitare,
– să aibă efecte reduse ( sau să fie fără efect) asupra instalației și utilajului supuse
operației de curățire chimică,
– să fie cât mai inodor.
– să fie ieftin,
– să fie manipulat ușor,
– să poată fi regenerat,
– să nu fie sensibilă la variațiile de duritate ale apei folosite,
150

– să aibă capacitate de dizolvare a sărurilor organice și să le mărească solubilitatea
în apă,
– să nu formeze depuneri pe suprafețele care au fost tratate cu soluția chimică de
curățire,
– să nu aibă capacitate de spumare prea mare,
– să aibă și capacitate antiseptică,
– să poată fi degradat pe cale biologică.
După ce a fost îndepărtată murdăria, pe suprafețele curățate va fi aplicat un
dezinfectant pentru distrugerea microorganismelor. Substanțele dezinfectante trebuie să
îndeplinească următoarele condiții:
-să nu fie toxice pentru om la dozele care se utilizează,
-să nu imprime miros și gust produselor alimentare,
-să nu fie periculoase de manipulat,
-să nu aibă acțiune corozivă,
-să fie solubile în apă,
-să aibe efect bactericid cât mai mare,
-să aibă o bună capacitate de pătrundere,
-să fie cât mai ieftine.
Reguli de igienizare pentru personalul activ:
Activitățile desfășurate de angajații unității sunt foerte importante pentru controlul
dezvoltării bacteriilor. Angajații trebuie să respecte următoarele cerințe generale:
-să păstreze zonele de prelucrare și manipulare foarte curate,
-să spele și să dezinfecteze frecvent ustensilele în timpul lucrului,
-să nu lase produsele să vină în contact cu suprafețele ce nu au fost igienizate,
-să utilizeze numai cârpe de unică folosință pentru ștergerea mâinilor și
ustensilelor,
-să-și asigure curățenia corporală și a îmbrăcămintei în mod permanent,
-să poarte capișon sau beretă curată pe cap pentru a evita o eventuală
contaminare a produselor datorită căderii părului pe suprafața lor,
-la părăsirea WC-ului trebuie să-și spele și să-și dezinfecteze mâinile,
-să nu fumeze în zonele in care se prelucrează fructele și sucul,
-să păstreze îmbrăcămintea și obiectele în vestiare, departe de orice zonă de
producție.
151

4.5.5.3. Norme de prevenire și stingere a incendiilor
Aceste norme prevăd în principal următoarele:
– Toate clădirile de producție vor fi prevăzute cu hidranți de incendiu, interiori și exteriori,
având în dotare materialele și mijloacele de prevenire a incendiilor;
– Unitatea va dispune de o instalație de apă pentru stingerea incendiilor, separată de cea
potabilă și industrială și va avea în permanență asigurată o rezervă suficientă pentru
cazurile de întrerupere a alimentării cu apă;
– Curtea întreprinderii va fi nivelată și împărțită în mod corespunzător, pentru a asigura un
acces ușor la clădiri și interveni rapid în caz de incendiu, la mijloacele de prevenire și
stingere;
– Personalul muncitor folosit la prevenirea și stingerea incendiilor trebuie să
cunoască și să aplice întocmai normele, să întrețină în stare perfectă de funcționare toate
mijloacele de stingere, să mențină libere, curate și în bună stare căile de acces, culoarele,
scările și să intervină imediat și eficient la stingerea eventualelor incendii.
4.6. Deseuri, subproduse, coproduse, emisii de noxe
Subproduse materiale si energetice, deseuri
O cantitate importantă de deșeuri provin de la treapta mecanică de epurare și sunt
constituite din corpuri plutitoare de dimensiuni mari care sunt reținute de grătare și site și
din depuneri minerale de la deznisipatoare. Aceste deșeuri sunt colectate în containere
unde se usucă și apoi sunt deversate la groapa de gunoi a localității
Epurarea apelor uzate, in vederea evacuarii in receptorii naturali sau recircularii lor,
conduce la retinerea si formarea unor cantitati importante de namoluri ce inglobeaza atat
materiile poluante din apele brute, cat si cele formate in procesul de epurare. O statie de
epurare poate fi considerata eficienta nu numai daca efluentul se incadreaza in limitele
impuse de calitatea receptorului, ci si daca namolurile rezultate au fost tratate suficient de
bine in vederea valorificarii lor finale, fara a afecta calitatea factorilor de mediu din zona
respectiva.
La baza tuturor procedeelor de tratare a namolurilor stau doua procese tehnologice
si anume stabilizarea prin fermentare (anaeroba sau aeroba) si eliminarea apei din namol
(deshidratarea). Intre aceste doua procedee de baza exista diverse combinatii de procedee a
caror aplicare se face diferentiat in functie de conditiile locale definite de cantitatea si
calitatea namolurilor, de posibilitatea asigurarii terenurilor pentru amplasarea instalatiilor
si constructiilor respective, de disponibilitatea de energie.
152

Procedeele de prelucrare conduc la obtinerea urmatoarelor tipuri de namoluri:
-namol stabilizat (aerob sau anaerob);
-namol deshidratat (natural sau artificial);
-namol igienizat (prin pasteurizare, tratare chimica sau compostare);
-namol fixat rezultat prin solidificare in scopul imobilizarii compusilor toxici;
-cenusa rezultata din incinerarea namolurilor
Tratarea nămolului activ
Procedeele de tratare a nămolurilor sunt multiple și variate, cu mult mai multe
față de cele folosite în tehnica epurării apelor uzate
Nu se pot stabili rețele și tehnologii universal valabile, ci fiecare obiectiv trebuie
studiat în condițiile sale specifice, pe baza cunoașterii aprofundate a caracteristicilor
nămolurilor supuse prelucrării și a performanțelor obținute în procesele unitare.
La baza tuturor procedeelor de tratare a nămolurilor stau două procese tehnologice
și anume stabilizarea prin fermentare (anaerobă sau aerobă) și eliminarea apei din nămol
(deshidratare). Între aceste două procedee de bază există diverse combinații de procedee a
căror aplicare se face diferențiat în funcție de condițiile locale definite de calitatea și
cantitatea nămolurilor, de posibilitatea asigurării terenurilor pentru amplasarea instalațiilor
și construcțiilor respective, de disponibilitatea de energie.
Clasificarea procedeelor de tratare a nămolurilor se poate face după criteriul
reducerii umidității, după criteriul diminuării componentei organice, după criteriul prețului
de cost. Procedeele de prelucrare conduc la obținerea următoarelor tipuri de nămoluri:
– nămol stabilizat (aerob sau anaerob);
– nămol deshidratat (natural sau artificial);
– nămol igienizat (prin pasteurizare, tratare chimică sau compostare);
– nămol fixat, rezultat prin solidificare în scopul imobilizării compușilor
toxici;
– cenușă, rezultată din incinerarea nămolurilor.
Principalele tipuri de nămol ce se formează în procesele de epurare a apelor uzate sunt:
– nămol primar, rezultat din treapta mecanică de epurare;
– nămol secundar, rezultat din treapta de epurare biologică;
-nămol amestecat (mixt), rezultat din amestecul de nămol primar cu nămol
activ în exces;
– nămol de precipitare, rezultat din epurarea fizico-chimică a apei uzate prin
adaos de agenți de neutralizare, precipitare, coagulare-floculare.
În funcție de compoziția chimică, nămolurile pot fi:
– nămoluri cu compoziție predominant anorganică, care conțin peste 50 %
substanțe minerale;
– nămoluri cu compoziție predominant organică, care conțin peste 50 %
substanțe volatile.
Ținând seama de stadiul de prelucrare în cadrul stației de epurare, deosebim:
– nămol primar brut;
– nămol activ în exces proaspăt (nămol secundar);
153

– amestec de nămol proaspăt;
– nămol stabilizat (aerob sau anaerob).
Tratarea preliminară a nămolurilor
Tratarea preliminară a nămolurilor constă în crearea condițiilor favorabile
necesare prelucrării ulterioare (deshidratarea naturală, artificială și avansată).
Condiționarea chimică a nămolurilor cu reactivi chimici este o metodă de
modificare a structurii sale, cu consecințe asupra caracteristicilor de filtrare. Faza solidă a
nămolului este formată, în principal din particule fine dispersate și coloizi care
sedimentează greu.
Agenții de condiționare chimică a nămolului se pot grupa în trei categorii:
– minerali: sulfat de aluminiu, clorhidrat de aluminiu, clorură ferică, sulfat
feros, oxid de calciu;
– organici: polimeri sintetici, produși de policondensare, polimeri naturali;
– micști: amestec de polimeri sintetici cu săruri minerale sau amestec de
coagulați minerali.
Condiționarea termică are în vedere modificarea structurii nămolului cu
ajutorul temperaturii și presiunii ridicate, astfel că nămolul poate fi deshidratat mecanic
fără a apela la condiționarea chimică. Condiționarea termică se realizează la temperatura
de 100 – 200 °C, presiunea de 1 – 2,5 bar și durate de încălzire până la 60 minute,
depinzând de tipul și caracteristicile nămolului și de procedeul utilizat.
Elutrierea (spălarea nămolurilor), împreună cu condiționarea chimică ocupă un
loc important în cadrul tratării importante a nămolurilor. Elutrierea nămolului este un
proces fizic de condiționare care asigură scăderea rezistenței specifice la filtrare prin
eliminarea din nămolul fermentat sau brut mineral a coloizilor și a particulelor fin
dispersate. Pe de altă parte, elutrierea reduce și alcalinitatea nămolului, necesară în special,
când se prevede folosirea de reactivi pentru condiționarea nămolului (cazul
vacuumfiltrelor).
Alte procedee de condiționare se referă la procedeul prin înghețarea nămolului
care este similar cu condiționarea termică. La temperaturi scăzute, structura nămolului se
modifică, iar la dezghețare cedează cu ușurință apa. Condiționarea cu material inert trebuie
analizată pentru anumite tipuri de nămol și surse de materiale inerte locale, fie pentru
creșterea puterii calorice a nămolului, fie pentru valorificarea nămolului în agricultură.
Deshidratarea nămolului. În mod obișnuit, nămolurile trebuie transportate cu
vehicule la locul de valorificare sau de depozitare finală. Această operație nu este posibilă
deoarece nămolurile fermentate conțin mari cantități de apă, umiditatea lor ajungând la 95
– 97%. Această situație impune aplicarea unui proces de deshidratare chiar în stația de
epurare; prin aceasta volumul lor se reduce considerabil și devin transportabile la uscat.
Deshidratarea se poate realiza prin următoarele procedee:
– naturale, de evaporare și drenare;
– artificiale care pot fi mecanice și termice.
154

În funcție de gradul de reducere a umidității, deosebim următoarele metode de
prelucrare a nămolurilor:
– deshidratarea naturală cu reducerea de umiditate la 75 – 80%;
– deshidratarea mecanică, până la 50 – 75%;
– deshidratarea termică, până la 20 – 30%.
Valorificarea și evacuarea finală
Valorificarea nămolurilor nu constituie un scop în epurarea apelor uzate urbane,
ea trebuie considerată numai ca fiind un mijloc de îndepărtare rațională a substanțelor
nocive din apele uzate.
Nămolul din stațiile de epurare urbane conțin, în afară de gazele de fermentare,
unele substanțe care pot fi valorificate. Unele dintre acestea, cum sunt substanțele
hrănitoare pentru sol și plante și-au găsit o largă utilizare. În schimb, recuperarea de metale
și de alte substanțe utile se aplică în special la nămolurile provenite din apele uzate
industriale.
Folosirea nămolului în agricultură se face sub formă de nămol lichid proaspăt,
nămol lichid stabilizat aerob, nămol lichid pasteurizat, nămol deshidratat, nămol
compostat, nămol uscat, în toate cazurile fiind obligatoriu a respecta normele și restricțiile
ecologice recomandate de agențiile de protecția mediului.
Pentru nămoluri ce nu se pretează la valorificare sau pentru cele care nu au încă
create condiții de valorificare, se pune problema unei depozitări finale, în condiții
corespunzătoare de protecție a mediului înconjurător. În acest scop, se pot folosi iazurile de
nămol, halde speciale de depozitare, în subteran, evacuarea în mare la distanțe convenabile
față de țărm și la o anumită adâncime.

155

Cap. 5. Analiza tehnico-economica
Calculul economic
1.Valoarea terenului, clădirilor și amenajărilor
Element construcție Suprafață(m2)Preț total (RON)
Teren Teren construcție 15.00040.000
Clădiri Birouri, ateliereanexe 300 315.000
Utilaje 14.450480.000
AmenajăriZone de circulație,
acces, parcare
Spații verzi150
10010.000
5.000
850.000
2.Valoarea utilajelor
Nr.crt. Denumire utilajValoarea totală
(RON)
1. Grătare 2.500
2. Deznisipatoare 3.000
3. Separatoare de grăsimi 2.500
4. Decantoare 10.000
5. Bazin de aerare 5.000
6. Îngroșător de nămol 4.200
7. Metatancuri 3.700
8. Gazometre 2.700
Valoarea totală 33.600
156

3.Valoarea mobilierului și a obiectelor de inventar
Sectoare Obiecte mobilier Valoare argintie Nr.Valoare dotare
(RON)
Vestiar ținută
orașDulap
Băncuțe500
501
4500
200
Vestiar ținută
lucruDulap
Băncuțe500
501
4500
200
BirouBirou
Scaune
Cuier
Corp bibliotecă
Calculator450
150
60
500
3.5001
3
1
1
1450
450
60
500
3.500
LaboratorDotare ustensile,
aparatură, etc20.000
Valoare totală 26.360
4.Aprovizionare materiale
Element Valoare totală ( RON/lună)
Materiale igienizare 2.000
Reactivi analize 12.000
Echipamnet protecția muncii 800
Formulare, evidență, certificate de calitate 1.800
Valoare toatală 16.600
Valoare aprovizionare materiale anual 199.200
5.Aprovizionare cu materiale de întreținere, reparații și piese de schimb
Cotă din valoarea utilajelor 3%
157

Valoare în lei 1.008
Valoarea investiției va fi de : 1.200.168 RON
6.Cheltuieli cu utilitățile
ElementUMNecesar zilnicNecesar lunarPreț unitarValoare (RON)
ZilnicLunar
Energie
elecricăkWh1.20036.0000,3643212.960
Total 12.960
7. Salarii directe
Secția Denumire post NecesarSalariu brut lunar
(RON)Total lunar
(RON)
Stația de epurareMaistru 1750750
Necalificat 125006.000
Verificator canal 25001.000
Șofer 1550550
Electromecanic 26001.200
Electrician 45002.000
Lăcătuș 1500500
Mașinist 45502.200
Mecanic 1155055.000
Sudor 1550550
Laborator Laborant 96505850
Laborator Biolog 1800800
Total 497.00076.400
8. Salarii indirecte
Denumire post Necesar Salariu brut lunar Total lunar (RON)
Femeie de serviciu 2 375 750
158

Portar 3 375 1125
Total 5 750 1875
9. Salarii personal TESA
Denumire post Necesar Salariu brut lunar
(RON)Total lunar (RON)
Director 1 1.500 1.500
Contabil 2 850 1.600
Ingineri 3 900 2.700
TOTAL 3.250 5.800
10. Cheltuieli întreținere – reparații
Element Cota lunară (%) Valoarea lunară (RON)
Utilaje 1 336
Clădiri 0,15 562,5
TOTAL 898,5
Costul apei epurate :
[]3/mleiQAC=
A – cheltuieli anuale de exploatare ;
Q – cantitatea de apă epurată într-un an []3m
()RON C8,029678882375370==
Cap. 6. Bibliografie
1.Angelescu A., Ponoran I., Ciubotaru V. – Mediul ambiant și dezvoltarea
durabilă, București, Editura ASE, București, 1999.
159

2.Banu, C. coordonator, ș.a. – Manualul inginerului de industrie
alimentară, vol. 1, Ed. Tehnică, București 2002.
3.Banu, C. coordonator, ș.a. – Manualul inginerului de industrie
alimentară, vol. 2, Ed. Tehnică, București 2002.
4.Banu, C. – Progrese tehnice, tehnologice și științifice în industria
alimentară, Vol. 2, Ed. tehnică, București, 1993.
5.Blitz E. – Epuarea apelor uzate menajere și orășenești, Editura
Tehnică București, 1966.
6.E.A. Bratu. – Operații unitare în ingineria chimică , Vol. II si III
7.Chiriac V. – Instalații pentru epurarea apelor uzate reziduale, Editura
Tehnică, București, 1966.
8.C. Gheorghe, Ianuli V. – Stații de epurare a apelor uzate orășenești,
exemple de calcul, Institutul de construcții București.
9.Dima M. s.a. – Bazele epurării biologie a apelor uate, Editura ETP
Tehnopress, Iași, 2002.
10.Dima. M. – Epurarea apelor uzate urbane, Editura Junimea Iași, 1998.
11.Dumitrescu D. – Manualul inginerului hidro-tehnician, Editura Tehnică,
București, 1970.
12.Gavrilă, L. – Apele industriale, Ed. Tehnica – Info, Chișinău, 2002
13.Gavrilă, L. – Transportul fluidelor în industria alimentară, Ed. Tehnica –
Info, Chișinău, 2002
14.Gavrilă, L. – Fenomene de transfer, Vol. 1, Ed. Alma Mater, Bacău,
2000
15.Gavrilă, L. – Fenomene de transfer, Vol. 2, Ed. Alma Mater, Bacău,
2000
16.Ghederim V. – Condiționarea nămolurilor, în protecția, tratarea și
epurarea apelor, Editura Tehnică, București, 1975.
17.Ionescu T.D. – Schimbători de ioni, Editura Tehnică, București, 1964
18.Macovei, M.V.- Culegere de caracteristici termofizice pentru
biotehnologie și industrie alimentară, Ed. Alma, Galați, 2000.
19.Murgoci C. – Contribuții la optimizarea procesului de epurare biologică
a apelor uzate, orășenești în bazine cu nămol activ, Teză de doctorat
I.C.B., București, 1987.
20.Neculescu M. – Epurarea apelor uzate orășenești, Editura Tehnică,
București, 1974.
160

21.Neculescu M. – Epurarea apelor uzate industriale, Editura Tehnică,
București, 1987.
22.Nistor D., Siminiceanu L., Azzouz A. – Clays for treatment of
Nicontaing waterwastes – Effect oftemperatur, Studii și Cercetări
Științifice, vol.III, 2002.
23. Nistor D., Siminiceanu L., Azzouz A. – Comparative stidy of the
depolluting performnces of chemically modified clays, Studii și
Cercetări Științifice, vol.HI, (ISSN 1582 – 540X), 2002.
24.Nistor D., Surpățeanu G., Miron D., Azzoz A. – Etude par TPD des
proprietes acido-asiques d’argiles modifiees, Accepted for publication
in J. Therm. Analysis, 2003.
25.Rășenescu, I. – Operații și utilaje în industria alimentară, Ed. tehnică,
București, 1987
26.Robescu Dan, Robescu Diana, Lanyi S., Ionel C. – Tehnologii, instalații
și echipamente pentru epurarea apei, Editura Tehnică, București,
2000.
27.Robescu Dan Robescu Diana. – Instalații și ehipamente pentru
epurarea apei, Curs Lito, U.P.B., 1995.
28.Robesen D. – Tehnologii, instalații și echipamente pentru epurarea
apei, Editura Tehnică, București, 2000.
29.Rojanschi V., Ognea T. – Cartea operatorului din stațiile de tratare și
epurare a apelor, Editura Tehnică, București, 1989.
30.***STAS 10859-84. – Stații de epurare a apelor uzate provenite de la
centrale populate, Studii și cercetări pentru proiectare.
31.Stoianovici S., Robescu D. – Procedee și echipamente necesare
pentru tratarea și epurarea apei, Editura Tehnică, București, 1982.
32.http://www.utm.md/master/curs/man_ape.html
33.www.amistad.as.ro/Teau.
161

Cap. 7. Piese desenate
1.Schema bloc de epurare mecano – biologică
2.Schema de flux tehnologic a unei sta ii de epurare ț
162