Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare [607847]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 1 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
CUPRINS

CAPITOLUL 1. INTRODUCERE. IMPO RTANȚA DEPOLUĂRII APELOR UZATE.
OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT
1.1. Introducere
1.2. Importanța depoluării apelor uzate
1.3. Obiectivele tezei de doctorat

CAPITOLUL 2. SISTEME TEHNICE DE DEPOLUARE A APELOR UZATE
2.1 Caracteristicile apelor uzate
2.2. Reglementările actuale din domeniul epurării apelor uzate
2.3. Metode de epurare a apelor uzate
2.4. Factorii de influență în separarea solid -lichid în decantor
2.4.1 Factori referitori la componenta solidă
2.4.2 Factori referitori la faza lichidă a amestecului
2.4.3 Parametrii constructivi ai decantorului
2.5. Utilizarea coagulanților în procesul de decantare
2.6. Concluzii

CAPITOLUL 3. TENDINȚE ÎN CEEA CE PRIVEȘTE CONSTRUCȚIA
DECANTOARELOR
3.1. Procesul de sedimentare a impurităților din apele uzate
3.2. Construcția bazinelor de decantare (sedimentare)
3.3. Soluții constructive de decantoare
3.4. Concluzii

CAPITOLUL 4. STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR TEORETICE ȘI
EXPERIMENTALE PRIVIND PROCESUL DE DECANTAREA A APELOR UZATE
4.1. Principiul de bază al procesului de decantare a apelor uzate
4.2. Modelul bazinului de sedimentare ideal
4.3. Bilanțul de materiale la operația de decantare
4.4. Stadiul actual al cercetărilor teoretice și experimentale privind procesul de
decantare a apelor uzate
4.4.1. Modele matematice propuse pentru depoluarea apelor uzate prin
decantare
4.4.2. Stadiul actual al cercetărilor experimentale privind procesul de
decantare a apelor uzate
4.4.2.1 Cercetări experimentale privind influența concentrației de
particule solide

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 2 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
4.4.2.2 Cercetări experimenta le privind influența factorilor
constructivi ai decantorului
4.4.2.3 Cercetări experimentale privind influența temperaturii apei
uzate asupra procesului de decantare
4.5. Concluzii

CAPITOLUL 5. ASPECTE ȘI CONTRIBUȚII TEORETICE PRIVIND DEPOLUAREA
APELOR UZATE PRIN DECANTARE
5.1 Introducere
5.2 Algoritm și program de determinare a poziției punctului critic al curbei de
limpezire la sedimentarea în coloană staționară a suspensiilor apoase diluate
de particule solide
5.3 Determinarea curbei de clarificare a unei suspensii apoase de particule solide,
folosind sistemul inteligent Raspberry Pi
5.4. Modelarea matematica a procesului de sedimentare a apelor uzate, prin analiza
dimensionala, utilizand teorema ∏
5.5. Concluzii

CAPITOLUL 6 . CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND PROCESUL DE
DEPOLUARE A APELOR UZATE PRIN DECANTARE
6.1. Obiectivele cercetărilor experimentale
6.2. Aparatura și echipamentele de lucru utilizate pentru realizarea determinărilor
experimentale
6.3. Cercetări experimentale
6.3.1 Cercetări experimentale privind influența concentrației de particule
solide
6.3.2 Cercetări experimentale privind influența dimensiunii particulelor și a
concentrației suspensiei apoase cu ajutorul Spectrofotometrului UV –
VIS
6.3.3 Cercetări experimentale realizate într -un decantor din cadru unei stații
de epurare a apei uzate
6.3.4 Cercetări experimentale privind influența coagulanților asupra
procesului de decantare
6.4. Concluzii

CAPITOLUL 7. CONCLUZII FINALE. CONTRIBUȚII. DIRECȚII VIITOARE
DE CERCETARE
7.1. Concluzii generale
7.2 Contribuții personale
7.3 Direcții viitoare de cercetare

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 3 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
CAPITOLUL 1
INTRODUCERE. IMPORTANȚA DEPOLUĂRII APELOR UZATE.
OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT

1.1. Introducere
Apa, la fel ca și aerul, este un factor de mediu indispensabil vieții. Apa este prezentă
întotdeauna acolo unde există viață și reprezintă substanța cea mai răspâ ndită pe păm ânt. Ea a
avut un rol important în apariția vieții pe Terra .
Dezvoltarea industriei, prim „ produs” al creșterii populației umane, a generat, pe lângă
producerea bunurilor necesare, evacuarea în aer, în ape și în sol a zgurii, cenușii, fumului și
diferitelor tipuri de deșeuri aflate în stare solidă, lichidă sau gazoasă.
Creștere continuă a popu lației globului a condus la cr eșterea cererii de apă potabilă, astfe l
că în perioada anilor 1942 – 1990, procesul de preluare a apei potabile din râuri, lacuri,
rezervoare și surse subterane a crescut semnificativ, mai exact de patru ori [1].
Principala cauză a poluării apelor o reprezintă deversarea necorespunzătoare a apei
menajere, a celei industriale, dar și folosirea produselor chimice în agricultură , precum
îngrășăminte le și pesticidele . Conform un ui studiu realizat î n Statele Unite, aproximativ 37% din
lacuri și estuare și 36% din râuri prezintă un grad ridicat de poluare astfel că, în cea mai mare
parte a anului practicarea pescuitului sau înotului este interzisă. În țările în curs de dezvoltare,
mai mult de 95% din apa menajeră este ar uncată în râuri și golfuri, creând un risc major pentru
sănătatea umană , dar și pentru mediul înconjurător [2].
Termenul “poluare” reprezintă un fenomen complex de modificare a proprietăților și
caracteristicilor naturale ale apei naturale prin introducer ea unor substanțe sau forme de energie
care tind să degradeze calitatea apei și care o fac improprie pentru o folosire normală, în
scopurile în care această folosire era posibilă înainte de a interveni alterarea [3]. Poluarea poate
fi caracteri zată prin prezența oricărei substanțe străine (organice, anorganice, biologice sau
radiologice).
Conștientă de impactul produs mediului în urma acțiunilor întreprinse, societatea umană
a început să adopte și să aplice tot mai multe măsuri și tehnici de comb atere a poluării și de
protecție a ecosistemelor.
În România a încep ut să se acorde prioritate problemelor de poluare a mediului după anul
1989, când a fost înființ at organ ismul ul administrației publice centrale de specialitate Ministerul
Apelor, Pădurilo r și Mediului Înconjurător . „Legea mediului” a subliniat că obiectivul principal
al protejării apelor de suprafață și apelor subterane, precum și protejarea ecosistemelor acvatice,
este menținerea și îmbunătățirea calității și a productivității naturale a acesteia, astfel încât să se
evite efectele adverse asupra mediului, sănătății umane și bunurilor materiale [ 4]. Pentru a
îndeplini condițiile impuse de utilizare, îmbunătățirea calității apei se realizează printr -un proces
de tratare, care depinde de natu ra și starea de dispersie a substanței minerale sau organice
obținute. Mineralele sau substanțele organice pot exista în trei stări dispersate în apă: substanțe
dizolvate, suspensii col oidale și suspensii de greutate .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 4 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Pentru a îndeplini condițiile impus e de utilizare, îmbunătățirea calității apei se realizează
printr -un proces de tratare, care depinde de natura și starea de dispersie a substanței minerale sau
organice obținute. Mineralele sau substanțele organice pot exista în trei stări dispersate în ap ă:
substanțe dizolvate, suspensii coloidale și suspensii gravimetrice .
Proprietățile fizice, chimice și bacteriologice ale apei la sursă și condițiile de calitate
impuse de consumator stabilește procesele tehnologice de îmbunătățire a calității. În funcție de
starea apei brute determinată de cercetările de laborator și de limita admisibilă a standardului de
calitate al utilizatorului, se determină specificația metodei utilizate pentr u îmbunătățirea calității
apei [5].
Se concluzionează că tratarea apelor uzate este obligat orie pentru a proteja viitoarea
creștere economică durabilă. Aceasta este responsabilitatea guvernului, forțând organizațiile să
implementeze sisteme de tratare a apelor uzate sau să dezvolte sisteme comune de tratare pentru
microî ntreprinderi care nu își pot înființa propriile departamente . Legi și reglementări care
prevăd acest lucru există , însă acestea trebuie revizuite, întărite și implementate strict pentru a
asigura conformitatea .

1.2. Importanța depoluării apelor uzate

Principala problemă a omenirii o constituie în prezent poluarea masivă a mediului
înconjurător. Este vizibil faptul că mediul natural se degradează încetul cu încetul și că siste mele
ecologice nu se mai pot adapta la pr esiunea factorilor ant ropici , procesul de autoreglare a
ecosferei nemaifiind p osibil [6].
În ultimii 50 de ani, populația globului a prezentat o creștere galopantă , mai mult decât
oricând și mai rapid decât se preconizează că va crește în viitor. În anul 1950, planeta avea 2. 5
milia rde de oameni, iar în anul 2005, popu lația crescuse la 6. 5 miliarde de oameni. Până în 2050,
se preconizează că populația Terrei ar putea crește la peste 9 miliarde de oameni [7].
Pentru satisfacerea nevoilor alimentare și alte nevoi umane ( fizice, socia le și
psihologice ), sunt folosite tehnologii avansate și unele unități industriale convenționale . Fie că
este vorba de fabrici de alimente sau alte unități industriale , aceste entități emit deșeuri în mediul
înconjurător , evacuând în mod continuu volume colosale de ape reziduale, pompate direct în
râuri, fluvii și ocean e.
Impactul acestei situații este dramatic – în afară de daunele care sunt provocate mediului
marin și pescuitului, nu se aplică prea mult e măsuri pentru conservarea apei într -un moment în
care mulți prezic că lipsa globală a apei este pe cale să se facă resimțită [8]. Astfel, se poate
spune că problema purificării apelor reziduale prezintă atât un aspect economic (recuperarea
produselor antrenate ș i refolosirea apei recirculate), cât și un aspect sanitar, pentru a evita o
impurificare apelor receptoare (emisar).
Conform unui studiu realizat, www.climate.org specifică faptul că de circa două treimi
din consu mul mondial de apă este responsabilă zona agricol ă, urmată de alimentarea cu apă a
așezărilor umane , în proporție de 17% [9]. Se concluzionează , astfel , că este necesară o epurare
de calitate ținând cont de faptul ca aproximativ 85% din cantitatea de apă co nsumată la nivel
mondial trebuie să aibă calitate bună și foarte bună .
În același timp, este necesar a se menționa cantitatea ridicată de apă uzată provenită din
aglomerările urbane, constând din influenți contaminați cu substanță organică, improprii unei
utilizări agricole.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 5 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Lipsa epurării duce la acumularea în timp a substanței organice în apele de suprafață,
contribuind la modificare a compoziției și la pierderea calității surselor de apă potabilă sau
agricolă [ 10].
Principala metodă de combatere a poluării apelor , și un mijloc de ameliorarea a calității
apelor uzate , îl reprezintă procesul de epurare a apelor uzate, care este în prezent procesul utilizat
pe scară largă.
În cele mai multe cazuri, procedeele de epurare prezintă anumite limitări, cu toate că
eforturile pentru perfecționarea lor și apariția unor metode mai avansate au însemnat o revenire
în actualele condiții de rapidă creștere a gr adului de poluare a apelor.
Prin procesul de epurare se înțelege îndepărtarea din apele uzate a substanțelor poluante
în scopul protecției calității apelor și , în general , a mediului înconjurător . Stabilirea modului de
comportare a diferitelor substanțe c are poluează apele de suprafață , precum și efectele lor asupra
organismelor vii și a mediului înconjurător fac obiectul principal al epurării apelor .
Procesul de epurare a apelor se efectuează într -un ansamblu de construcții și instalații
grupate într -o anumită succesiune tehnologică din cadrul unei stații de epurare. Mărimea stației
de epurare ține cont de cantitatea și calitatea apelor uzate și ale receptorului , dar și de condițiile
tehnice de calitate pe care trebuie să le îndeplinească amestecul dint re apa uzată și a receptorului
din aval de punctul de deversare a apelor uzate, astfel încât folosințe le din aval să nu fie afectate.
Metodele de tratare și schemele tehnice variază în funcție de sursa și calitatea apelor
uzate, ceea ce indică faptul că e xistă diferiți poluanți cu concentrații diferite.
Procesul de epurare a apelor uzate este un proces complex ce cuprin de mai multe etape
care permit eliminarea treptată a diferitelor tipuri de impurități: grosier e, fine, de natură minerală
sau de nat ură organică .
Conform celor mai recente studii, a proximativ 80% din popula ția din nordul și sudul
Uniunii Europene este recordată la sistemul de canalizare și tratare a apei uzate . Rata de
racordare este și mai mare în Europa Central ă, în acest loc ajung ând la 90%. În sud -estul Europei
(România, Turcia și Bulgaria), situația se modifică în sens negativ, și anume doar 40% din
locuitori au acces la acest serviciu. În Uniunea Europeană de nord și sud, mai mult de 70% din
populație este conectată la stațiile de epurare care asigură tratarea avansată a apelor uzate (de
nivelul trei) pentru îndepărtarea materiei organice. Cel mai mic indice este înregistrat în Europa
de Sud -Est, unde doar 8,5% din locuitori au asigurat acest serviciu [ 11].
Stațiile de epurare s unt realizate cu costuri de investiție mari și cu cheltui eli de exploatare
ridicate care nu pot fi recuperate integral, ci numai parțial. Prin urmare, este necesar din etapa de
proiectare să se efectu eze diverse studii tehnice și economice aprofundate în t impul funcționării
pentru a găsi cele mai bune soluții care să contribuie la reducerea diferitelor costuri. În acest
scop, se are în vedere o primă măsură care se referă la prevenirea poluării, fapt ce conduce la
ușurarea procesului de epurare a apelor uza te [12].
În fig.1.1 sunt prezentate datele statistice referitoare la procentul populației din fiecare
țară racordată la rețeaua de tratare a apelor uzate, analiză afectuată atât pentru statele membre
Comunității Europene (CE), cât și pentru cele în curs de aderare la CE, dar si pentru cele din
afara CE ; graficul a fost realizat pe baza datelor furnizate de Danube Water Program, Water and
Wastewater Services in the Danube Region , în anul 2015 aferente anului 2012 [13].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 6 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.1.1. Racordarea statelor la rețeaua de tratare a apelor uzate, 2012 [13]

Din grafic se poate observa că , 40% din populația totală a României este racordată la
stațiile de tratare a apelor uzate, dar există diferențe majore în tre procentul populației racordate
din fiecare țară la rețeaua de tratare a apelor uzate, de la 97% în Austria până la 2% în Kosovo .

1.3. Obiectivele tezei de doctorat
În contextul actual, obiectivul general al tezei de doctorat l -a const ituit realizarea unor
cercetări teoretice și experim entale privind procesul de epurare a apelor uzate prin operația de
decantare / sedimentare și identificarea principalelor variabile implicate în acest proces.
Prin intermediul acestor cercetări , s-a urmărit studiul procesului de decantare /
sedimentare a apelor uzate în vederea evidențierii influenței principalilor factori , care țin
atât de componenta solidă, de componenta lichidă, cât și de factor ii constructivi ai
decantorului, asupra procesului și modelarea matematică a acestora, acesta reprezentând
obiectivul general al tezei.
Pentru îndeplinirea obiectivului general al lucrării a fost necesară realizarea u rmătoarelor
obiectiv e specifice, conform figurii 1.2 .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 7 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig.1.2 . Obiectivele generale ale tezei de doctorat

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 8 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
CAPITOLUL 2
SISTEME TEHNICE DE DEPOLUARE A APELOR UZATE

Tratarea apelor uzate (reziduale), este un subiect destul de delicat, incluzând aspecte
legate de sănătate și de mediu, sociologice și durabilitate în mediul înconjurător și în mediul de
afaceri pentru organizații și companii producătoare de apă uzată etc [7].
După originea lor, apele uzate, pot fi ape municipale și ape de origine industrială, care
conțin, în general, impurități, sub forma de substanțe organice sau anorganice. De aceea,
deversarea apelo r industriale uzate în apele de suprafață (râuri, lacuri) poate produce poluarea
acestora.
Fenomenul de poluare a apei reprezintă orice modificare a compoziției sau calității apei,
care o fac improprie pentru o folosire normală, în scopurile în care aceas ta era folosită înainte de
a interveni alterarea .
În fig . 2.1 este prezentată o clasificare a surselor de poluare rezultate din diferite sectoare
industriale. Trebuie menționat faptul că, pentru majoritatea sectoarelor industriale [14], există o
cantitate semnificativă de poluanți care rezultă din activitatea specifică acestora.

Fig.2.1. Clasificarea surselor de poluare a apei [ 14]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 9 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU În anul 2018, conform unui studiu realizat de Institutul Național de Statistică, a fost
generat un volum total de ape uzate de aproximativ 1.915 mil. m3, aproximativ jumătate fiind
reprezentat de apele uzate provenite din activități menajere , iar cealaltă jumătate din activități
industrial (fig.2.2) [15].

Fig.2.2. Structura apelor uzate generate în anul 2018 [15]

În figura 2.3 este prezentată d istribuția volumului de ape uzate generate, pe tipuri de
activități pe bazine hidrografice , în anul 2018 . Se poate observa că, cantitatea cea mai mare de
ape uzate industriale este preluată de râul Jiu, urmat de râul Olt, pe când în ceea ce privește apele
uzate menajere, cea mai cantitate este preluată de râul Someș și de zona Banatului.

Fig.2.3. Distribuția volumului de ape uzate generate, pe tipuri de activități pe bazine hidrografice
în anul 2018 [15]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 10 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Pe baza aceluiași stud iu, în 2018 doar 52,9% din populația rezidentă a României era
racordată la rețeaua de canalizare (fig.2.4). La nivelul regiunilor de dezvoltare, ponderea cea mai
mare a populației conectate la sistemele de canalizare, în total populație rezidentă, s -a înre gistrat
în regiunea București -Ilfov cu un procent de (86,1%), urmată de regiunea Centru (65,1%). Cel
mai red us grad de racordare s -a înregistrat în regiunile: Sud -Muntenia (36,8%) și Nord -Est
(36,8%) [15] .

Fig.2. 3. Populația conectată la canalizare pe medii în anul 2018 [15]
Din volumul total de ape uzate generate și colectate în sistemele de canalizare , au fost
evacuați în receptorii naturali aproximativ 1.880 mil. m3, din care circa 651 mil. m3 fără a fi
supuși procesului de epurare (fig. 2.5).

Fig.2.5 . Distribuția apelor uzate evacuate în receptorii naturali în anul 2018 [15]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 11 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Din punct de vedere al impactului apelor uzate asupra mediului, cele mai semnificative
aglomerări sunt considerate aglomerările umane cu mai mult de 150.000 l.e. (locuitori
echivalenți). Pentru toate aceste aglomerări umane au fost aprobate proiecte pentru
îmbunătățirea infrastructurii în domeniul colectării și epurării apelor uzate, finanțate din fonduri
ISPA (Instrument pentru Politicile Structurale de Pre -adera re), continuate din Fondul de
Coeziune [16].

2.1. Caracteristicile apelor uzate

Caracteristicile și compoziția apelor uzate determină în cea mai mare măsură structura și
dimensiunile unei stații de epurare. Acestea se stabilesc prin analize de laborator, pri n care se
determină cantitatea și starea materiilor de orice fel din apă (mai ales a materiilor specifice
apelor uzate) și care stabilesc prezența și natura microorganismelor din apele uzate. Prin
prelevarea de probe din diferite puncte ale stațiilor de ep urare se poate stabili eficiența procesului
de epurare al stațiilor. În figura 2. 6 sunt prezentate principalele caracteristici ale apelor uzate.

Fig.2.6. Caracteristicile generale ale apelor uzate

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 12 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Caracteristicile calitative ale influentului (apele uzate brute care sunt admise în stația de
epurare) se stabilesc astfel:
– pe baza studiilor hidrochimice efectuate înainte de proiectarea stațiilor noi;
– prin analiza bazei de date (rezultatele rapoartelor de monitorizare) pentru stațiile de
epurare existente care necesită extindere sau retehnologizare;
– prin asimilarea valorilor indicatorilor de calitate înregistrați la alte stații de epurare care
deservesc localități cu sistem de canalizare, dotări edilitare, activități sociale și industriale
similare și un n umăr apropiat de locuitori;
– prin calculul principalilor indicatori de calitate pe baza încărcărilor specific de poluant
(g/om,zi).
Substanțele poluante care se găsesc în apele uzate determină caracteristicile calitative
ale acestora. Principalii indicator i de calitate sunt clasificați în 4 categorii : fizice, chimice,
bacteriologice și biologice [17].

Caracteristicile fizice ale apelor uzate
 Temperatura apelor uzate influențează majoritatea reacțiilor fizice și biochimice car e
au loc în procesul de epurare [18, 19 ]. La temperaturi scăzute, viteza de descompunere a
substanțelor organice este mult mai redusă, iar la temperaturi ridicate este mult mai mare, ceea
ce impune un consum mare de oxigen pentru desfășurarea în bune condiții a proceselor de
oxidare a compușilor organic i [19].
 Mirosul – apele uzate proaspete au un miros aproape inexistent, iar apele uzate în curs
de fermentare pot căpăta un miros mai slab sau mai puternic de hidrogen sulfurat. Pătrunderea
apelor uzate industriale în rețeaua de c analizare poate provoca diferite mirosuri, în funcție de
originea acestora.
 Culoarea – este legată de produsul prelucrat și reprezintă apariția materiei organice
coloidale, care este neindicată în multe tipuri de procese biologice.
 Turbiditatea – este o măsură a proprietăților apei de a transmite lumina, folosită pentru
a indica calitatea apelor uzate deversate în funcție de conținutul de materii coloidale și de
materiile reziduale în suspensie.

Caracteristicile chimice ale apelor uzate
 pH-ul – este deosebit de important în alegerea utilizării microorganisme lor naturale sau
artificiale în procesul de tratarea a apelor uz ate. În stațiile de epurare, pH -ul optim este 6,5 -8,5.
Marea majoritate a organismelor nu supraviețuiesc în condiții extreme , iar intervalele lor
de pH sunt cuprinse între 6 și 8. Tratamentul biologic al apelor uzate are loc de obicei în acest
interval de pH . Prin urmare, apelor uzate cu pH în afara acestui interval ar trebui să li se aplice
corecții înainte de introducerea în reactoare .
 Alcalinitatea – este definită ca fiind capacitatea soluției de a reacționa cu acizii. Acest
parametru indică capacitatea de tamponare naturală a mediului. În procesul de tratare a apelor
uzate este importantă alcalinitatea bicarbonat, pentru că tamponarea soluției are loc în intervalul
de procese biologice.
 Conținutul de materii (substanțe) solide este unul dintre cei mai importanți parametri
ai unui efluent . Conținutul total de solide poate fi împărțit în solide dizolvate și solide în
suspensie, care pot la rândul lor fi solide fixe și solide volatile .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 13 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Toate materiile organice prezente într-o probă sunt considerate solide volatile , iar solidele
care rămân după expunerea îndelungată la 550°C , astfel încât proba să ajung ă la o masă
constantă , sunt considerate solide fixe .
 Concentrația de materie organică dintr -o probă este măsurată prin metode indirecte,
cea mai uzuală fiind măsurarea consumului chimic de oxigen dizolvat (COD) și consumul
biochimic de oxigen (CBO).
Consumul c himic de oxigen dizolvat (COD) este o măsură a cantității de oxigen necesară
pentru a oxida chimic o cantitate determinată de materie organică, cuantificând totalul
substanțelor organice prezente în efluent. Oxigenul dizolvat se găsește în cantități mici, între 1 -2
mg/dm3 în apele uzate, dar numai când acestea sunt proaspete și după epurarea biologică.
Consumul biochimic de oxigen (CBO 5) al apelor uzate reprezintă cantitatea de oxigen
consumată pentru descompunerea biochimică în condiții aerobe a materiilor solide organice
totale, la temperatura standard de 20 °C timp de cinci zile (CBO 520).
Valorile generice ale CBO 5 total din literatura de specialitate sunt în limitele 175 – 360
mg/dm3, dintre care pentru materii solide în suspensie separabile prin decantare 55 – 130
mg/dm3, pentru materii solide în suspensie neseparabile prin decantare 40 – 80 mg/dm3 și pentru
materii solide dizolvate 80 – 150 mg/dm3.
În general, raportul CBO 520 / COD oferă informații cu privire la biodegradabilitatea
fracți ei materiei organice prezente în apa uzată.
 Uleiurile vegetale sau minerale și grăsimile – formează o peliculă la suprafața apei și
sunt dăunătoare în stațiile de epurare, pentru că ele pot colmata filtrele biologice, împiedicând
dezvoltarea proceselor biochimice în bazinele cu nămol activ sau de fermentare a nămolurilor.
 Nutrienții – pot fi clasificați în macronutrienți (N, P, S, K, Mg, Ca, Na și Fe) și
micronutrienți (Cr, Co, Cu , Mn, Mo, Ni, Se, W, V și Zn), aceste substanțe fiind necesare
microorganismelor prezente în reactoarele biologice . Industria alimentară generează , de obicei,
efluenți cu concentrații ridicate de azot și fosfor , nu numai din cauza produselor sale , dar și din
cauza substanțelor sanitare utilizate. Dacă sunt evacuate în mediul înconjurător, aceste substanțe
nutritive pot cauza probleme grave legate de toxicitatea lor directă sau indirectă, precum
creșterea excesivă a algelor , fenomen cunoscut sub numele de eutrofizare .
 Surfactanții – sunt produse chimice care stabilizează amestecurile de ulei și apă prin
reducerea tensiunii superficiale la interfața dintre moleculele de ulei și apă . Acești compuși sunt
prezenți în detergenții utilizați în industria alimentară , care sunt dăunători pentru
microorganismele aflate în reactoare și în râuri .
 Salinitatea – efluenții salini sunt generați în principal prin utilizarea soluțiilor de
saramură și a sării uscate (NaCl) în obținerea produsului finit. Sectoarele agroalimentare care
necesită cantități mari de sare sunt: industria conservelor de carne , a legumelor murate , industria
produselor lactate și industria procesării peștelui [19, 20 ].
Microorganismele sunt inhibate de concentrația mare de sare . Cu toate acestea ,
tratamentul biologic al efluenților din aceste industrii este realizabil utilizând microorganisme
adaptate la sare.
În tabelul 2.1 sunt prezentate relațiile dintre pa rametrii caracteristici ai apei uzate,
problemele pe care le pot provoca, precum și posibilele soluții de remediere a acestor probleme
[19].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 14 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Tabelul 2.1. Probleme produse de parametrii efluentului și p osibilități pentru remediere [19]
Parametru Problemă Remediere
Turbiditatea și
culoarea Turbiditatea poate reduce lumina
disponibilă pentru procesele naturale care
apar în râuri , iar culoarea poate fi refractară Îndepărtarea prin procese și
operații biologice sau fizico –
chimice
pH -ul Un efluent cu un pH în afara intervalului
acceptabil de către microorganismele din
reactoarele biologice poate scădea foarte
mult eficiența acestor sisteme Corectare cu soluție alcalină sau
acidă
Alcalinitatea Prezența alcalinității sub cantitatea necesară
poate provoca acidifierea sistemelor
biologice (în principal în procese anaerobe ) Adăugare de surse alcaline, de
ex. var sau bicarbonat de sodiu
(preferabil pentru sisteme
anaerobe)
Conținutul de
substanțe solide Prezența materiei solide poate provoca
colmatarea instalațiilor . Solidele pot reduce
eficiența sistemelor aerobe. Solidele fixe pot
provoca zone moarte în orice reactor ,
provocând diminuarea eficienței acestuia Îndepărtarea substanțelor solide
în deznisipatoare și în decantoare
primare
Concentrația de
materie organică Concentrații mari de materie organică sau
fluctuații ale acesteia pot provoca scăderea
eficienței în sistemele biologice Standardizarea emisiilor urmată
de utilizarea rezervoarelor de
egalizare a debitului
Uleiurile și
grăsimile Adsorbți a acestor molecule poate
cauza colmatarea în reactoare cu pat fix sau
flotația și îndepărtarea biomasei din sistem Îndepărtarea în separatoare de
grăsimi
Nutrienții În râuri sau lagune naturale , o
concentrație prea mare de nutrienți poate
provoca probleme grave legate de
toxicitatea directă sau indirectă . În
reactoarele biologice , dacă nutritienții se
găsesc în concentrații mai mici decât cele
necesare microorganismelor în reactoarele
biologice , se va produce o scădere a
eficienței procesului Îndepărtarea prin procese
biologice sau prin operații fizico –
chimice

Surfactanții Prezența acestora este dăunătoare pentru
microorganismele aflate în reactoare și în
râuri Utilizarea unor microorganisme
adaptate în reactoarele biologice
Salinitatea Poate provoca probleme pentru
microorganismele prezente în reactoare le
secundare și terțiare Utilizarea microorganismelor
adaptate la sare

Caracteristicile biologice ale apelor uzate
În ceea ce privește caracteristicile biologice, în apa uzată se găsesc diferite or ganisme de
dimensiuni foarte mici: virusuri, ciuperci, alge, protozoare, larve de insecte, viermi, melci. În
general, prin analizele de laborator se urmărește determinarea concentrațiilor diferitelor tipuri de
bacterii din apa uzată, pe baza acestora aprec iindu -se gradul de impurificare a apei și pericolul de
infectare.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 15 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Caracteristicile bacteriologice ale apelor uzate
Determinarea caracteristicilor bacteriologice ale apei au drept scop stabilirea numărului,
genului și condițiilor de dezvoltare a bacteriilor în apele din stațiile de epurare, precum și în
emisari. Numărul de bacterii este mai ridicat vara și mai redus iarna. Caracter isticile
bacteriologice ale apei ofer ă informații numeroase în ceea ce privește evitarea propagării,
precum și controlul bolilor contagioase și de aceea acest control al compoziției bacteriologice
este de mare importanță pentru sănătatea populației.
Se de termină în mod special colibacilii care trăiesc în intestinul uman.
Cele mai importante categorii de bacterii sunt:
 banale, care nu sunt dăunătoare organismului omenesc;
 coliforme, care în număr redus sunt inofensive;
 bacterii saprofite, prezente în ap ele uzate din reziduuri umane sau animale, relativ
periculoase pentru om și animale;
 bacterii patogene, sunt foarte periculoase pentr u om deoarece produc boli grave ,
cum sunt: fe bra tifoidă, holera, dezinteria etc.;
 bacteriofagi, ce pot fi prezenți în ap ele uzate.

2.2. Reglementările actuale din domeniul epurării apelor uzate
Asigurarea nivelului de trai al populației și al dezvoltării economice necesită resurse de
apă excesive și poate provoca resurse insuficiente în anumite regiuni sau perioade și chiar se
poate epuiza în timp. Principalii factori care contribuie la lipsa unei aprovizionări adecvate cu
apă în zone importante ale țării sunt distribuția inegală a resurselor de apă în întreaga țară,
reglementarea insuficientă a debitului căilor naviga bile și poluarea gravă a anumitor râuri. În
timpul anului, în special în timpul secetei sau în iernile cu temperaturi scăzute.
Pe lângă Organizația Națiunilor Unite (ONU) , responsabilă cu probleme de sănătate la
nivel global , se află Organizația Mondială a Sănătății (OMS) în cadrul căreia își desfășoară
activitatea departamente specializate în domeniul apei potabile . OMS este cea care, în 1966 a
elaborat "Ghidul pentru Calitatea Apei Potabile" [21], care are ca scop principal protejarea
sănătății umane și instituirea unui set de parametri care să poata fi utilizați la nivel național ca
bază de standardizare . Acest ghid reprezintă un cadru general care a fost dezvoltat pe măsura ce
știința a evoluat. Conform acestui ghid, fiecare țară își poate impune valori le proprii, în funcție
de condițiile de mediu și de cerințele locale.
Cel mai dezvoltat standard de apă este standardul promulgat în Statele Unite în 1974,
denumit „Saf e Drinking Water Act” (SDWA) [ 21]. Acest standard autorizează Agenția de Mediu
din Stat ele Unite (U.S. Environmental Protection Agency – USEPA) să stabilească cadrul general
al reglementărilor din domeniul apei potabile , acest cadru fiind elaborat de agenții federale sau
statale care se încadrează în domeniul impus de SDWA [21, 22] .
Obiectivul principal al politicii Uniunii Europene (UE), în domeniul apei îl reprezintă
garantarea disponibilității, pe întreg teritoriul UE, a unei cantități suficiente de apă de bună
calitate, astfel încât să se răspundă nevoilor populației și ale mediu lui.
Poluarea apei este una dintre principalele preocupări exprimate de cetățenii UE față de
mediu. În ceea ce privește sectorul de tratare a apelor uzate, cele două direcții ale comitetului
joacă un rol important, și anume :

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 16 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU (a) Direcția Generală de Mediu este responsabilă de politica de mediu a UE în domeniul
apei, incluzând partea de epurare a apelor uzate. Această direcție are obligația de a monitoriza
punerea în aplicare a legislației în materie, precum și obligația de a introduce acțiuni în
constat area neîndeplinirii obligațiilor, atunci când este necesar. Direcția pentru politici regionale
și urbane se va consulta, de asemenea, cu agenția atunci când va evalua calitatea planului de
operațiune propus și etapa de evaluare a „proiectelor majore” și a proiectelor derulate în cadrul
Fondului de coeziune;
(b) Direcția Generală Politica Regională și Urbană este responsabilă de execuția
bugetului UE în domeniul politicii regionale, în cadrul căruia pot fi cofinanțate proiectele legate
de ape uzate [23].
Ultima variantă a Directivei Uniunii Europene , a fost adoptată în 1998 și conține cadrul
general la care statele membre trebuie să se conformeze. Directiva propusă în 1975 și emisă în
1980 a asigurat menținerea calității apei potabile timp de 18 ani și a fost revizuită datorită
îmbunătățirii tehnologiei și științei și a schimbării metodelor de gestionare a apei [ 24].
În România, autoritatea națională „Apele românești” este organizația responsabilă pentru
Sistemul Integrat de Monitorizare a Apelor din Ro mânia (SMIAR) și bazele de date specifice. În
cadrul SMIAR, în funcție de impactul importantelor puncte de evacuare a apelor uzate urbane, a
apelor uzate industriale și a apelor de ploaie tratate sau netratate, subsistemul apelor uzate ar
trebui luat în co nsiderare la selectarea partițiilor pentru a asigura caracteristicile corpului de apă
[16]

2.3. Metode de epurare a apelor uzate
Tratarea apelor uzate este o metodă de bază pentru protecția și reutilizarea resurselor de
apă, fapt demonstrat clar de cons ecințele implementării sale în multe țări din întreaga lume.
Materialul informativ, dar și cercetările științifice din ultimele decenii au făcut progrese vaste în
înțelegerea aspectelor complexe și interdisciplinare ale proceselor biologice, biochimice, ch imice
și mecanice implicate [12, 18, 25,26, 27, 28, 29, 30 ].
Înainte de a fi evacuate în receptorii naturali, apele uzate menajere și industriale, colectate
în rețelele de canalizare municipale, sunt supuse unei epurări corespunzătoare, conform
legislației în vigoare.
Stațiile de epurare a apelor uzate urbane treb uie să fie concepute, proiectate, construite,
exploatate și întreținute astfel încât să aibă un randament suficient în toate condițiile climatice
normale ale locului în care sunt amplasate [18].
Cea mai mare parte a stațiilor de epurare a apelor uzate au o schemă constructivă
apropiată, deși pot să diferă prin dimensiunile și tehnologiile utilizate. Există stații de epurare
realizate pe verticală, tip turn, dar majoritatea sunt construite pe orizontală. Acestea din urmă
ocupă relativ mult teren, dar o par te din instalații se pot realiza în subteran, cu spații verzi
deasupra.
În cadrul unei stații de epurare se poate dist inge o treaptă primară – mecanică; o treaptă
secundară – biologică; și, la unele stații, (deocamdată nu la toate) o treaptă terțiară – biologică,
mecanică sau chimică. Schema unei astfel de stații de epurare este prezentată în fig . 2.7 [31].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 17 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig.2.7. Schema clasică a unei stații de epurare [31]

Prima etapă în realizarea procesului de epurare a apelor uzate este constituită din treapta
primară , denumită și treapta mecanică (fig. 2.8). Astfel, la intrarea în stația de epurare are loc
un proces de reținere a impurităților grosiere, cu ajutorul grătarelor și sitelor, care au rolul de a
reține impuritățile grosiere care ar putea înf unda conductele sau deteriora echipamentele. În
continuare, apa trece prin echipamente speciale, care rețin particule de dimensiuni mai mici,
precum nisipul și p ietrișul fin. Următoarea etapă într -o stație de epurare constă în îndepărtarea
grăsimilor, fiin d urmată de îndepărtarea particulelor fine, în decantoare. Totalitatea particulelor
solide fine acumulate în decantoarele primare poartă denumirea de nămol primar [32].

Fig.2.8. Schema clasică a treptei primare dintr -o stație de epurare [32]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 18 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Etapa secundară de trata re a apelor uzate, denumită și treapta biologică elimină
aproximativ 85 % din materia organică prezentă, utilizând bacteriile din ea. Principalele tehnici
de tratare secundară utilizate în stațiile de epurare sunt cele cu filtru biologic (biofiltru) și
procesul de nămol activ. În prezent, utilizarea procesului de nămol activ este cel mai răspândit.
După ce efluentul părăsește bazinul de decantare din faza primară, acesta este pompat într -un
bazin de aerare, unde este amestecat cu aer și n ămol încărcat cu bacterii și lăsat să acționeze
câteva ore. În acest timp, bacteriile descompun materia organică în subproduse inofensive.
Nămolul rezultat poate fi recirculat, prin întoarcerea acestuia în bazinul de aerare, sau poate
ajunge în bazinul de sedimentare secundară pentru îndepărtarea excesului de bacterii. Totalitatea
particulelor solide acumulate în decantoarele secundare poartă denumirea de nămol secundar
[32].

Fig.2.9. Schema clasică a treptei secundare dintr -o stație de epurare [32]

Treapta terțiară sau epurarea avansată nu există la toate stațiile de epurare. Ea are, de
regulă, rolul de a înlătura compuși i în exces și de a asigura dezinfecția apelor (de exemplu prin
clorinare).
Această treaptă poate fi: biologică, mecanică sau chimic ă ori combinată, utilizând
tehnologii clasice, precum filtrarea, sau unele mai speciale, cum este adsorbția pe cărbune
activat, precipitarea chimică etc.
Eliminarea azotului în exces se face biologic, prin nitrificare (transformarea amoniului în
azotit ș i apoi azotat) urmată de denitrificare, ce transformă azotatul în azot c are se degajă în
atmosferă. Eliminarea fosforului se face tot pe cale biologică sau chimică. În urma trecerii prin
aceste trepte, apa trebuie să aibă o calitate acceptabilă, care să co respundă standardelor pentru
ape uzate epurate
Alegerea unui anumit flux tehnologic de prelucrare este legată de natura substanței
poluante din apa uzată, dar și de gradul de epurare care se dorește a fi atins, determinat din
rațiuni ecologice și economic e.

2.4. Factorii de influență în separarea solid -lichid în decantor
Procesul de separare a amestecului solid -lichid este influnțat de numeroși factori care țin
atât de componenta solidă, de componenta lichidă, cât și de paramet rii constructivi ai
decantorului.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 19 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 2.4.1 . Factori referitori la componenta solidă
Influența dimensiunii particulelor
Mărimea și t ipul particulelor care trebuie îndepărtate au un efect semnificativ asupra
funcționării bazinului de decantare.
Mărimea particulelor influen țează direct transportul. Cu cât granulele au o mărime mai
mare, cu atât este necesar să fie asigurată o viteză mai ridicată a curentului de fluid pentru
întreținerea deplasării particulelor solide. Totodată, mărimea particulei influențează regimul de
mișc are la căderea liberă în fluid [ 30]. O parte din particulele fine din amestecul bifazic pot fi
antrenate de faza lichidă, fără a fi separate, și să părăsească decantorul prin ieșirea superioară,
împreună cu lichidul clarificat. În aparatele de clarificare, particulele grosiere au tendința de
deplasare spre radierul decantorului și capătă o mișcare descendentă, în timp ce particulele fine
au tendința să fie antrenate în curentul de suprascurgere [ 33].

Influența formei particulelor
Forma particulei afectează, de asemenea, caracteristicile de sedimentare. O particulă
sferică, considerată și ideală se va sedimenta mult mai ușor decât o particulă care are forma
neregulată. Toate particulele tind să aibă o mică sarcină electrică. Particu lele cu aceeași încărcare
tind să se respingă reciproc. Această acțiune de respingere împiedică particulele să se adune în
flocoane și să decanteze [ 34]. Forma particulelor are un impact direct asupra vitezei de
sedimentare, și în acest caz, asupra traiect oriei particulelor în interiorul decantorului. Forma
propriu -zisă a particulei nu poate fi luată în considerație în calcul deoarece în același sediment
există forme extrem de variate la particulele de aceeași masă.
Pentru o particulă solidă se definește sfericitatea ψ ca raportul dintre aria suprafeței unei
sfere de volum egal și aria suprafeței exterioare a particulei; în cazul particulelor sferice perfecte
se obține sfericitatea maximă egală cu unitatea. Sfericitatea este dependentă de natura
materialulu i granular. Varietatea foarte mare a formelor particulelor solide îngreunează
considerațiile teoretice, calculele și complică foarte mult structura ecuațiilor de mișcare. De
aceea, în calcule, se utilizează noțiunea de diametru echivalent al particulei d ech, definit ca
valoarea diametrului unei sfere de volum V numeric egal cu cel al particulei considerate [ 30].

Concentrația de suspensii solide
Dacă concentrația de suspensii solide este ridicată (peste 1 g/dm3), particulele se
deranjează între ele în ti mpul sedimentării, mai ales în zonele adânci ale cuvei de decantare.
În urma studiilor efectuate de cercetătorii Camp și Fitch asupra decantării diverselor
tipuri de suspensii, aceștia au clasificat diferitele etape ale procesului de sedimentare în funcție
de concentrația suspensiei și de proprietățile particulelor solide: clarificare de tip I, clarificare de
tip II și sedimentare masivă. Și compactarea sedimentelor (fig. 2.10) [26].
În ceea ce privește bazinele de sedimentare primare, în care concentrația de solide este
limitată și predomină decantarea particulelor, Stamou și colab. (1989) [35], au simulat procesul
de decantare folosind un model 2D în care au fost soluționate ec uațiile ce țin cont de
concentrați a solidă, dar nu au fost legate și de flotabilitate. Adams și Rodi (1990) , [36] au folosit
același model ca în 1989 și au făcut investigații ample curgerii în decantor .
Mai avansată este lucrarea lui Lyn și colab. (1992) care, au fost luate în considerare șase
clase de particule de mărimi diferite cu vitezele aferente [ 37].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 20 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig.2.10 . Diagrama fazelor decantării [26]

Influența densității particulelor
Particulele cu densitate mare au tendința de a se deplasa direct spre orificiul inferior, în
timp ce particulele cu densitate mică au o ușoară tendință de plutire și apoi sunt atrase de
curentul de suprascurgere. Atunci când amestecul conține particule sol ide cu două densități
medii diferite, procesul de separare are loc mult mai precis, dacă un tip de solid are densitatea
mai mare, iar celălalt densitatea mai mică decât a lichidului. În cazul separării lichid -solid,
eliminarea particulelor solide din faza lichidă este mult mai pronunțată dacă ambele tipuri de
particule solide au densitatea mai mare decât densitatea fazei continue -lichide [38]. Datorita
densității lor, nisipul sau n ămolul pot fi îndepărtate cu ușurință din apele uzate. Viteza debitului
de cu rgere a apei poate fi încetinit ă la mai puțin de un metru pe secundă, iar cea mai mare parte a
nisipului și pietrișului vor fi îndepărtate de către forțele gravitaționale simple. La polul opus,
materialul coloidal, particulele fine, care rămân în suspensie și care fac apa sa para tulbure, nu se
vor sedimenta până când materialul nu este coagulat și floculat prin adăugarea unei substanțe
chimice, cum ar fi o sare de fier sau sulfatul de aluminiu.
Cercetarea acestor fluxuri de densitate a avut o istorie lungă . Au fost redactate multe
rapoarte de cercetare, începând cu cercetarea de pionierat asupra bazinelor de sedimentare cu
flux orizontal de către Camp [36, 37 ].

2.4.2 . Factori referitori la faza lichidă a amestecului
Temperatura apei
Efectele temperaturii asupra stabilirii vitezei de au fost recunoscute și dezbătute în multe
cercetări. Hazen (1904) , [39], a sugerat ca particulele se decantează mai repede pe măsură ce apa
devine mai caldă. El a afirmat că „un bazin de sedimentare dat va lucra de două ori mai mult în
timpul verii decât în timpul iernii”. Aceasta este poate o afirmație îndrăzneață, dar infl uența
diferențelor de temperatură în performanța rezervorului de decantare a fost demonstrată de mai
multe cercetări. În acest sens, Wells și LaLiberte (1998) , [40], au sugerat ca, în prezența
gradienților de temperatură în rezervoarele de decantare, cum ar fi în perioada de iarnă, efectele
de temperatură sunt importante și ar trebui incluse în modelarea rezervorului de decantare.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 21 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Procesul de răcire atmosferică a fost studiat anterior de Larsen (1977) [41]; el a sugerat
ca apa mai densă răcită să fie în locuită cu apă mai caldă. Efecte similare au fost observate de
Kinnear (2004) [42]. Autorul a constatat că excesul de solide în suspensie din efluenți crește pe
măsură ce temperatura aerului scade.
Goula și colab. (2008) au stabilit că o diferență de tempe ratură de numai 1 ⁰C este
suficientă pentru a determina o scădere a eficienței de decantare [43, 44 ]. McCorquodale (1977)
a arătat că o variație diurnă a temperaturii de ordinul ± 0,2 ° C poate produce scurtcircuite în
bazinele de sedimentare [45].

Densitatea apei
Densitatea (numită și masă specifică ), este o mărime fizică folosită pentru descrierea
materialelor și definită ca masa unității de volum . Astfel, densitatea unui corp este egală cu
raportul dintre masa și volumul său. Densitatea este importanță în acele situații în care corpurile
de densități diferite se comportă diferit sau trebuie manipulate diferit, ori în care cunoașterea
densității poate servi în efectuarea unor operații.
Densitatea variază în funcție de presiune și de temperatură. Pentru lichide, variația în
raport cu presiunea poate fi neglijată. Densitatea fluidului scade odată cu creșterea temperaturii.
Pentru apă densitatea maximă este în jurul valorii de 4o C și are valoarea de 1 kg/m3 . Variația
densității a pei în funcție de temperatură este redată în fig . 2.11 [25].

Fig.2.11. Variatia densitatii apei în func ție de temperatur ă [25]

Schimbările rapide de densitate din cauza temperaturii, concentrației solidelor sau a
salinității pot induce curenți de densit ate care pot provoca zone moarte și eficiență redusă în
rezervoarele orizontale [46].

Vâscozitatea apei
Vâscozitatea este proprietatea fluidelor de a opune rezistență mișcării particulelor unele
față de altele. Într -un lichid aflat în mișcare apar, pe lângă eforturile normale, eforturi
tangențiale, care se manifestă prin forțe de frecare internă,având tendin ța să frâneze mișcarea și
să împiedice deplasările lichidului, adică să se opună deformațiilor.
Prezenta particulelor solide în lichid sau î n gaz duce la m ărirea for țelor de frecare în
fluidul bifazic provoc ând astfel o m ărire aparent ă a vâscozit ății.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 22 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU În anumite condi ții, fluidul bifazic se studiaz ă ca un mediu continuu pentru care se
define ște no țiunea de v âscozitate aparent ă (ƞap). În cazul fluidului bifazic format din ap ă și
particule solide, v âscozitatea este dat ă de rela ția lui Einstein, valabil ăm pentru particule sferice în
suspensie la concentra ții reduse S<4.
ƞap = ƞ (1+φS) (2.1)

în care : ƞ – reprezint ă vâscozitatea dinamic ă a fluidului bifazic, și respectiv , a apei;
φ=2.5 este un coef icient numeric;
S – concentra ția particulelor solide în lichid exprimat ă în volume [ 30].

Curenții din bazinul de decantare
Mai multe tipuri de curenți de apă pot să apară în bazinul de sedimentare:
– curenții de densitate cauzati de greutatea solidelor din bazinul de decantare,
concentrația solidelor și a temperaturii apei din bazin.
– curenții turbionari datorați inerției fluidului la intrarea și ieșirea din rezervor.
– curenții de suprafață produși de vânt în bazinele descoperite;
– curenți de convecție ver ticală de origine termică;
Pentru a preveni formarea curenților verticali de densitate, care pot provoca scurt – circuite
sau întârzieri în curgerea apei, decantoarele trebuie să fie cât mai plate posibil. Se recomandă ca
raportul între adâncime și diametr u sau lungime să fie  1/20 [ 47].
Curen ții pot fi benefici în sensul c ă aceștia ajuta la flocularea particulelor. Cu toate acestea,
curenții de apă, de asemenea, au tendința de a distribui flocoanelor neunifor m de -a lungul
bazinului de deca ntare; ca urmare, nu se sedimentează la o rată de rentabilitate.
Unele dintre problemele curentilor de apă pot fi reduse prin proiectarea corespunzătoare a
bazinelor de decantare. Instalarea de șicane ajută la prevenirea apari ției curenților din bazin.

2.4.3 . Para metrii constructivi ai decantorului
Influența uniformicității distribuției curentului de apă
Eficiența tuturor instalațiilor de decantare depinde de uniformitatea distribuției curentului
de apă în secțiunea perpendiculară pe direcția de curgere. În acest scop la intrarea în zona de
decantare se instalează, în fața deschiderilor prin care este admisă apa , deflectoare, praguri,
pereți de dirijare și difuzie, prevăzuți cu găuri sau fante.
Uniformitatea trebuie asigurată și în faza de evacuare a apei. Pentru aceasta, evacuarea
apei limpezite se face după trecerea peste deversoare, așezate pe una sau pe ambele părți ale
jgheaburilor de evacuare. În fața deversoarelor este prevăzut un perete semiscufundat, care
previne antrenarea particulelor solide plutitoare ș i a grăsimilor. De asemenea, pentru o decantare
eficientă, mai sunt necesare asigurarea distribuției egale a debitului între bazinele de decantare,
colectarea și evacuarea continuă a spumei de la suprafața apei din decantor, colectarea și
evacuarea, prefer abil continuă, a nămolului depus pe fundul decantorului [ 48].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 23 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Influența instalației de colectare și evacuare a nămolului din bazin
În construcția decantoarelor această instalație poate avea mai multe variante constructive:
 conductă submersă amplasată cu gura de captare în bașa de nămol; curgerea nămolului
prin această conductă se realizează datorită presiunii hidrostatice a apei din decantor;
 evacuarea nămolului prin sifonare în exterior;
 evacuare cu hidroelevator amplasat în zona bașei de nămol – soluție care se recomandă
numai în cazuri speciale deoarece conduce la majorarea diluției fluidului bifazic;
 evacuarea depunerilor cu instalație de tip gaz -lift amplasată direct pe podul raclor –
soluție care permite majorarea co ncentrației în particule solide – fiind utilizată la deznisipatoare;
 evacuare cu instalație mecanică formată din lanț și raclete – soluție utilizată la
deznisipatoare și la decantorul stațiilor de tratare.
Viteza de curgere a nămolului prin conducta de e vacuare se adoptă de minimum 1 m/s
pentru a se evita formarea depozitelor stabile de nămol cu apariția pericolului de colmatare
parțială sau totală a conductei. Totuși nu se recomandă creșterea vitezei peste 1,8 m/s pentru a nu
genera pierderi de sarcină p rea mari. Diametrul minim admis al conductei de evacuare a
nămolului este D n 150 mm pentru a permite efectuarea operațiilor de desfundare ce pot apare
necesare în exploatare. Alegerea diametrului conductei se face în funcție de debitul care urmează
a fi tr ansportat, de concentrație, de caracterul floculant al particulelor și de viteza critică de
transport a amestecului bi sau polifazic (problemă de dinamica fluidelor polifazate) [ 29].

Influența echipamentul de raclare și îndepărtare a nămolului
Decantoare le din stațiile de tratare și epurare se dotează cu echipamente de raclare,
colectare și îndepărtare a nămolului de tipul unui pod mobil prevăzut cu lamele submerse ce
împing nămolul către un spațiu mai adânc denumit bașă (unde este stocat pentru un timp d e
retenție care permite o ușoară îngroșare) și cu împingătoare de spumă parțial imersate ce conduc
materiile plutitoare către un dispozitiv culegător de flotanți.
Viteza de deplasare a podului raclor este astfel adaptată încât lamelele de raclare și de
îndepărtare a nămolului să nu perturbe procesul de decantare și să nu răscolească depozitele de
materiale formate prin depunere. Viteza podului raclor la decantoarele longitudinale pentru apa
de consum este de v = 1 cm/s = 0,6 m/min și v = 2 cm/s = 1,2 m/min (maximum 1,5 m/min) la
decantorul primar din treapta fizică a apei uzate. Viteza periferică a podului raclor de la
decantorul radial este de 1…3 cm/s în tratarea apei de consum și de 2…4 cm/s în cazul epurării
apelor uzate [49].
Modul c um funcționează r aclorul este încă în dezbatere. În mod obișnuit , sunt acceptate
două teorii . În primul caz, raclorul este considerat dintr -o perspectivă mecanică, adică împinge
solidele către bașă [ 50]. În al doilea caz, raclorul nu transportă cu adevărat solidele, ci p ur și
simplu le resuspendă [ 51].

Influența prezenței unei șicane în decantor
Numeroase cercetări a u fost efectuate pentru a studia efectele prezenței unei șicane
asupra fluxului și hidrodinamic ii în bazinele de decantare. Brescher și colab. (1992) , au arătat că
eficiența procesului de decantare într -un decantor longitudinal a fost mai bună în cazul prezenței
unei șicane (deflector) [ 52]. De asemenea, Krebs (1995) a investigat efectele deflectoarelor de
intrare și intermediare asupra câmpului de curgere în bazinele de decantare .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 24 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Cercetările sale s -au bazat în principal pe experimente, modelare numerică, precum și pe
relații analitice [53]. Totuși, investigațiile experimentale efectuate de Taeby -Harandy și
Schroeder (1995) asupra bazinelor de decantare primare au arătat faptul că plasarea un ei șicane
intermediar e, instalat ă aproape de mijlocul clarificatorului și extins de la podea în sus până la o
treime de adâncime nu a avut niciun efect semnificativ asupra eficienț ei procesului de decantare .
Autorii au considerat că discrepanța dintre rezultatul studiilor lor și celelalte lucrări se datorează
probabil diferenței modelelor de curgere, ceea ce înseamnă că, dacă curentul dominant este un
curent de suprafață, o șicană care se extinde de sus poate îmbunătă ți eficiența eliminării
particulelor solide [54].
O altă lucrare a fost efectuată de A. Razmi și colab. [55], unde au urmărit efectul
prezenței unei șicane în diferite puncte ale decantorului primar. Acestia au stabilit că plasarea
șicanei în imediata apro piere a zonei de admisie a apei uzate în decantor este cea mai eficientă
soluție . Amplasarea șicane lor poate conduce la o distribuție mai uniformă a vitezei în bazinul de
decantare și minimizează apariția zonelor moarte. De asemenea, autorii au observat că dacă
șicana este plasată în zona cea mai îndepărtată de zona admisie, se obține un curent exact în
apropierea zonei de evacuare a apei din decantor, lucru ce influențează negativ procesul de
decantare [ 55].

2.5. Utilizarea coagulanților în procesu l de decantare
Prin decantare nu se pot elimina din apele uzate suspensiile foarte fine și cele coloidale
(particule cu dimensiuni mai mici de 1μm), oricât de ma re ar fi timpul alocat acestui proces.
Pentru ca îndepărtarea lor sa aibă loc, sunt folosite proces ele de coagulare – floculare. Acestea se
realizează cu ajutor unor substanțe chimice, denumite coagulanți, care au rolul de a distrugere
stabilit atea sistemelor coloidale, crecaând forțel e de atracție dintre particule [ 56].
Folosirea coagulanților în proc esul de tratare a apei a început în urmă cu 100 de ani , pe
baza teoriei enuntață de Schultze -Hardy : procesele de coagulare sunt favorizate de prezența unor
electroliți cu sarcină cât mai mare și opusă sarcinii particulelor coloidale. Teoria privind
coagula rea-flocularea a fost extinsă în anul 1970 de către O'Melia și Dempsey, la patru
mecanisme: compresia stratului dublu electric, neutralizarea sarcinii, formarea punților
interparticule și flocularea precipitatelor (înglobarea în precipitat). S-a stabilit c ă aceste
mecanisme pot avea loc separat sau concomitent pentru destabilizarea particulelor coloidale, p rin
adsorbtie si agregare [ 57].
Mecanismele procesului de coagulare -floculare al particulelor fine și coloizilor sunt
influențate de pH și de cantitatea de coagulant – floculant folosit [58], precum și de temperatura
apei [26].
În ceea ce privește pH -ul, cu cât acesta are valori mai ridicate de 8, e ficien ța
coagulanților scade, iar dacă apa de tratat are temperatura mai mică de 4–5 oC, reacțiile chimice
de coagulare se produc foarte lent .
Printre materialele de coagulare clasice sunt sărurile metalice anorganice, cele mai
răspândite sunt sărurile de aluminiu și de fier . Caracteristicile lor sunt prezentate în tabelul 2.2.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 25 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Tabelul 2.2. Caracteristicile principalelor materiele de coagulare [58]
Materiale de
coagulare Formula Caracteristici
Sulfatul de aluminiu Al2(SO 4)3 18H 2O – cel mai utilizat coagulant în tratarea apei
pentru potabilizare;
– elimină turbiditatea și materiile organice
în procent de 70 %;
– se prezintă sub formă solidă.
Aluminat de sodiu Al2O3-Na2O-nH 2O – utilizat în tratarea apei pentru
potabilizare;
– mărește pH -ul apei;
– se prezintă sub formă solidă sau lichidă.
Clorura ferică FeCl 3- 6H 2O -produs acid și coroziv;
-este eficient în calitate de decolorant;
– se poate prezenta sub formă solidă sau
lichidă.
Sulfatul feros FeSO 4- 7H 2O – produs acid mai puțin periculos;
– se utilizează pentru ape cu pH mai mare
de 7,8;
– se prezintă sub formă lichidă.

Studiile de specialitate au susținut ideea cum că eficiența procesului de decantare este
îmbunătățit în cazul utilizării acestor substanțe [59].
M. I. Aguilar și colab oratorii au studiat procesul de coagulare -floculare într-o sta ție de
epurare utiliz ând coagulan ți ca: sulfatul feric, sulfatul de aluminiu si policlorura de aluminiu
(PAX -18). Pe tot parcursul procesului s -au determinat: consumul chimic de oxigen (CCO),
consumul biochimic de oxigen (CBO 5), totalul de solide în suspensie (TSS). În urma
experimentelor s-a stabilit că pH -ul optim pentru sulfatul fer ic este 7, și 6 pentru policlorura de
aluminiu. În cazul sulfatului de aluminiu, eficien ța maxim ă a corespuns unui pH egal cu 5. Dup ă
stabilirea pH -ului optim pentru fiecare coagulant , s-a stabilit doza optimă de coagulant,
efectu ându-se numeroase experimente cu doze variabile de coagulant, î ntre 100 – 1000 mg/ L. S-
a stabilit c ă prin adaugarea unei cantit ăți suplime ntare de reactivi de coagulare nu are loc o
creștere semnificativa a eficien ței produsului. Doza optim ă de coagulant pentru sulfatul feric a
fost de 25 mg/ L, 75 mg/ L pentru sulfatul de aluminiu și 20 mg/ L pentru policlorura de aluminiu
[58, 60 ].
În studiul [ 61], s-a folosit ca și coagulant sulfatul de aluminiu octadecahidrat. Apa uzat ă
folosita pentru experiment a avut caracter alcalin și o turbiditate ridic ată. Eșantionul de ape uzate
a fost tratat cu diferite concentra ții de coagulant, cuprinse între 60 – 180 mg/ L.
pH-ul optim s -a constatat a fi 7, iar doza optim ă de coagulant 120 mg/ L, turbiditatea apei
reducându -se la aceste valori cu 80%.
Prin tratarea chimică a apelor uzate, mai exact prin coagulare – floculare are loc o
reducere importantă a turbidității, precum și a culorii apei. Prin coagulare se pot obține reduceri
cu 90% ale suspensiilor din apă și cu 50% ale c onsumului biochimic de oxigen [ 62].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 26 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
2.6. Concluzii
 Caracteristicile și compoziția apelor uzate determină în cea mai mare măsur ă
structura și dimensiunile unei stații de epurare. Acestea se stabilesc prin analize de laborator,
prin care se determină cantitatea și starea materiilor de orice fel din apă (mai ales a materiilor
specifice apelor uzate) și care stabilesc prezența și nat ura microorganismelor din apele uzate.
Substanțele poluante care se găsesc în apele uzate determină caracteristicile calitative ale
acestora. Principalii indicatori de calitate sunt clasificați în 4 categorii : fizice, chimice,
bacteriologice și biologice.
 În România, Administrația Națională „Apele Române” este autoritatea responsabilă
pentru Sistemul de Monitorizare Integrată a Apelor în România (SMIAR) și pentru baza de date
specifice.
 Tratarea apelor uzate este o metodă de bază pentru protecția și reutil izarea resurselor
de apă, fapt demonstrat clar de consecințele implementării sale în multe țări din întreaga lume.
Materialul informativ, dar și cercetările științifice din ultimele decenii au făcut progrese vaste în
înțelegerea aspectelor complexe și inte rdisciplinare ale proceselor biologice, biochimice, chimice
și mecanice implicate .
 În cadrul unei stații de epurare se poate distringe trei trepte, și anume:
– o treaptă primară – mecanică;
– o treaptă secundară – biologică;
– o treaptă terțiară – biologică, mecanică sau chimică, ( doar în cadrul unor stații mai
moderne de epurare).
 În lucrările științifice analizate privind decantarea apelor uzate, se demonstrează că
un rol important în eficiența procesului de decantare îl joacă o serie factori care țin atât d e
componenta solidă (dimensiuni le particulelor , form a particulelor , concentrația de suspensii
solide , densitatea particulelor ), de componenta lichidă (temperatura, d ensitatea , vâscozitatea ,
curenții din bazinul de decantare ), cât și de factorii constructi vi ai decantorului (uniformi tatea
distribuției curentului de apă , instalați a de colectare și evacuare a nămolului din bazin ul de
decantare, echipamentul de raclare și îndepărtare a nămolului , prezenț a unei șicane în decantor ).
 În ceea ce privește influenț a factorilor ce țin de componenta solidă, s -a demonstrat că
mărimea particulelor influențează direct transportul , că o particulă sferică, considerată și ideală
se va sedimenta mult mai ușor decât o part iculă care are forma neregulată și că d acă concentrați a
de suspensii solide este ridicată (peste 1 g/dm3), particulele se deranjează între ele în timpul
sedimentării, mai ales în zonele adânci ale cuvei de decantare .
 În legătură cu faza lichidă, s -a stabilit că o diferență de temperatură de numai 1 ⁰C
este s uficientă pentru a determina o scădere a eficienței de decantare și că s chimbările rapide de
densitate din cauza temperaturii, concentrației solidelor sau a salinității pot induce curenți de
densitate care pot provoca zone moarte și eficiență redusă în rez ervoarele orizontale.
 Factorii constructivi au o influență importantă asupra procesului de decantare, astfel
că, atât la intrare, cât și la partea de evacuare a apei din decantor se recomandă montarea unor
deflectoarelor pentru uniformi zarea distribuției curentului de apă în secțiunea perpendiculară pe
direcția de curgere .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 27 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU  Prezența unei șicane în bazinul de decantare are o influență pozitivă asupra eficienței
de îndepartare a particulelor din decantor pentru că poate conduce la o distribuție mai uniformă a
vitezei în bazinul de decantare și minimizează apariția zonelor moarte, iar poziția optimă de
amplasare este zona imediat apropiată zonei de admisie.
 Prin decantare nu se pot elimina din apele uzate suspensiile foarte fine și cele
coloidale (particule cu dimensiuni mai mici de 1μm), oricât de ma re ar fi timpul alocat acestui
proces. Pentru ca îndepărtarea lor sa aibă loc, sunt folosite procesele de coagulare – floculare.
Acestea se realizează cu ajutor unor substanțe chimice , denumite coagulanți.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 28 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
CAPITOLUL 3
TENDINȚE ÎN CEEA CE PRIVEȘTE CONSTRUCȚIA
DECANTOARELOR

Natura acționează cu mijloace proprii în direcția menținerii indicatorilor de calitate ai
apei, dar în condițiile unei poluări tot mai accentuate, aceștia nu mai pot fi păstrați în limitele
normale numai prin autoepurare. În aceste condiții, este necesară intervenția omului pentru
prevenirea și combaterea poluării. Prevenirea poluării se face mai ales prin măsuri de
supraveghere și control, iar combaterea poluării se realizează prin construcț ii, instalații și
echipamente , prin așa -numitele stații de epurare a apelor.
Caracteristica fundamentală a fluidelor polifazate, cuprinsă și în definiția acestor
amestecuri, este faptul că în repaus fazele se separă gravitațional datorită diferențelor de greutate
specifică. Separarea gravitațională se poate realiza pe cele două sensuri ale verticalei. Dacă
separarea pe verticală are loc în sens descendent , atunci se separă din amestecuri fazel e mai grele
decât apa, proces care poartă denumirea de decantare sau sedimentare [63].
Separarea amestecurilor eterogene se realizează cu forțe mecanico -fizice; aceste forțe vor
acționa asupra particulelor, lichidelor sau amestecurilor de particule și lichide în sine și nu
neapărat asupra moleculelor individuale. Forțele mecanico -fizice includ forțe gravitaționale și
centrifugale, mecanice și cinetice reale rezultate din flux [64]. Necesitatea de a separa fazele
solide și cele lichide este probabil cea mai comună cerință de separare în industriile de proces,
fiind utilizate multe tehnici ( fig. 3.1 ) [65].

Fig.3.1 . Tehnici de separare a suspensiilor solid -lichid în funcție de concentrați a de suspensii
solide și de mărim ea particulelor [65]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 29 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Cea mai p otrivită tehnică aleasă va depinde de concentrația de solide și de viteza de
alimentare, precum și de mărimea și natura particulelor solide [65]. Alegerea echipamentului
depinde, de asemenea, dacă obiectivul principal este obținerea unui lichid limpede sau a unui
produs solid și a gradului de uscăciune a solidului necesar .
O bună operație de sedimentare tinde să obțină un decantat cât mai lipsit de fază solidă și
un sediment cu cât mai puțin lichid, într -un timp cât mai scurt și cu costuri minime.

3.1. Procesul de sedimentare a impurit ăților din apele uzate
Sedimentarea este operația de separare a sistemelor eterogene solid -lichid în fazele
componente prin acțiunea diferențială a unei forțe externe (gravitațională sau centrifugă) asupra
constituenț ilor cu densități diferite . Sistemele eterogene sunt amestecuri de doi sau mai mul ți
componen ți afla ți în stare de agregare diferit ă. Acestea sunt formate din dou ă sau mai multe faze:
o faza dispers ă, denumit ă și faza discontinu ă divizat ă în faza continu ă, denumit ă și faza
dispersant ă.
Operația poate fi denumită și decantare sau după rolul procesului în tehnologia de tratare/
epurare limpezire, clarificare sau îngroșare. Timpul de decantare este dependent de dimensiunea
particulelor dispersate în masa de apă, conform tabelului 3.1 [ 63].

Tabelul 3.1 . Timpul necesar sedimentării [ 63]
Diametrul particulei Particulă Timp pentru 1 m adâncime apă
10 mm Pietriș 1 secundă
1 mm Nisip 10 secunde
10-1 mm Nisip fin 2 minute
10-2 mm Argilă 2 ore
10-3 mm Bacterii 8 ore
10-4 …. 10-6 mm Particule coloidale 2…200 ani

Studiul fenomenului de sedimentare a particulelor solide din ape este deosebit de
important, atât pentru proiectarea și exploatarea echipamentelor de separare a impurităților
decantabile sau de în groșare a nămolurilor din cadrul instalațiilor de tratare a apelor, cât și pentru
o administrare eficientă a cursurilor naturale de ape.
În urma studiilor efectuate de cercetătorii Camp și Fitch asupra decantării diverselor
tipuri de suspensii, aceștia au clasificat fazele procesului de decantare în funcție de concentrația
suspensiilor și natura particulelor solide astfel: clarificarea de tipul I, clarificarea de tipul II,
sedimentarea în masă și compactarea sedimentului (fig . 3.2) [66].
Clarificarea de t ipul I apare în cazul sedimentării particulelor pur granuloase în suspensii
diluate. În acest caz, sedimentarea poate fi considerată nestânjenită, fiecare particulă deplasându –
se individual, pe traiectoria proprie, caracteristicile mișcării particulei depi nzând numai de
proprietățile lichidului și ale particulelor solide.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 30 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.3.2. Diagrama fazelor decantării [67]

Clarificarea de tipul II apare în cazul sedimentării particulelor floculoase în suspensii
diluate. În acest caz, particulele mai grele, cu viteze de sedimentare superioare ajung din urmă și
cionesc particule mai ușoare, cu viteze de sedimentare inferioare, formând agregate cu vit eze
crescute de depunere. Probabilitatea formării de agregate crește pe măsură ce adâncimea stratului
de apă este mai mare.
Sedimentarea în masă apare în cazul sedimentării particulelor în suspensii concentrate. În
acest caz, în funcție de valoarea conce ntrației, se formează zone cu compoziție uniformă, în care
toate particulele acționează colectiv, rezultând o depunere cu viteză mai redusă decât în cazul
clarificării.
Compactarea sedimentului este un proces extrem de lent care presupune dislocarea
lichidului din stratul de sediment care se compactează, deci printr -un mediu a cărui porozitate
este în continuă reducere. În acest caz, valoarea vitezei de compactare se reduce în timp datorită
creșterii rezistenței la curgerea lichidului [26].
Studiul sedim entării particulelor solide se poate realiza în regim staționar sau în regim
dinamic (curent orizontal).
Dacă într -o coloană se introduce o cantitate de apă în care se găsesc particule solide
decantabile în suspensie și se lasă în repaus se observă, după trecerea unei perioade de timp,
apariția unei zone limpezite la partea superioară a masei de apă și stratificarea pe verticală, în
funcție de concentrație, a particulelor în suspensie c are se decantează (fig. 3.3 ).
În fapt se formează trei zone distincte : o zonă de apă limpezită , o zonă de suspensie cu
particule în plin proces de decantare și o zonă cu nămol concentrat sedimentat . Aceste zone sunt
separate de două interfețe: o interfață apă limpezită –suspensie și o interfață suspensie –nămol
concentrat sed imentat .
În timp interfața apă limpezită –suspensie coboară, iar interfața suspensie –nămol
concentrat sedimentat se ridică, iar la un moment dat aceste interfețe ajung la aceeași înălțime și
se suprapun (punctul în care cele două interfețe care se suprapu n poartă numele de punct critic al
procesului de decantare, corespunde volumului maxim de material sedimentat și se constituie
într-o măsură a înălțimii acestuia), în colonă rămânând doar două zone: una de apă limpezită și
una de nămol concentrat sedimenta t.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 31 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.3.3. Decantarea unei suspensii în coloană staționară [26]

Analiza procesului de lucru dintr -un decantor orizontal se face (fig . 3.4) considerându -se
inițial un curent orizontal de suspensie diluată uniformă, formată din apă și particule solide
decantabile, care curge cu viteza v (m/s), particulele având viteza de sedimentare w s (m/s).
Deoarece asupra particulelor din suspensie acțio nează atât viteza de sedimentare cât și
viteza de curgere a curentului, acestea se vor deplasa prin decantor pe traiectorii lineare înclinate,
având direcții corespunzătoare compunerii celor doi vectori de viteză; la un moment dat
particulele vor atinge ra dierul decantorului, vor adera la acesta și se vor s epara din curentul de
suspensie.

Fig.3.4. Analiza decantării particulelor solide dintr -un curent orizontal [26]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 32 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
3.2. Construcția bazinelor de decantare (sedimentare)
Termenii de sedimentare și deca ntare sunt folosiți în mod interschimbabil. Un rezervor de
sedimentare mai poate fi denumit bazin de sedimentare sau rezervor de decantare. Rezervoarele
de sedimentare pot avea diferite forme și pot funcționa doar ca rezervor de decantare sau pot
încorpora, de asemenea, flocularea și compresia nămolului. Sunt disponibile diferite modele
proprii, dar funcționarea de bază a tuturor tipurilor este similară [46].
Toate rezervoarele de sedimentare pot fi împărțite în patru zone, fiecare având o funcție
specifică. Ace ste zone sunt: zona de intrare (de admisie a apei brute) , zona de decantare, zona de
ieșire (de evacuare a apei clarificate) și zona de acumulare a nămolului (situată pe radierul
echipamentului) .
O diagramă schematică a zonelor ce se regăses c într -un bazin de decantare este
prezentată în fig . 3.5 [46].

Fig.3.5. Poziționarea zonelor într -un bazin de sedimentare orizontal [46]

 În zona de admisie a apei în decantor se amplasează un perete semiscufundat, cu având
următoarele roluri: liniștitor al curgerii – el separă domeniul curgerii turbulente din zona de
alimentare de cel al mișcării laminare din domeniul de sedimentare; provoacă depunerea
particule lor mari și grele în zona bașei – acestea datorită inerției nu pot urmări schimbare a bruscă
de direcție la mișcarea curbilinie de ocolire pe sub peretele semiscufundat; reduce înălțimea de la
care pleacă particula în procesul de decantare majorând astfel procentul de reținere în decantor al
granulelor (sedimentarea de tipul I) cu menține rea unei adâncimi convenabile pentru
desfășurarea procesului de decantare al particulelor cu tendință de aglomerare (sedimentarea de
tipul II). Zona de admisie în decantor trebuie corect studiată și proiectată hidrodinamic astfel ca:
să nu apară o pierdere mare de sarcină; să distribuie debitul de influent în mod egal pe întreaga
lățime; să prevină formarea scurtcircuitelor; să evite formarea stratificării termice și să nu tulbure
stratificarea de densitate și să disipeze energia hidraulică a curentului pol ifazic la intrare [29, 63 ].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 33 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU  În ceea ce privește zona de decantare , parametrul principal de proiectare pentru
dimensionarea bazinului de sedimentare este rata debitului . În teorie, adâncimea bazinului de
sedimentare (denumită și adâncimea laterală a apei ( SWD) ), nu ar trebui să fie un parametru de
proiectare, deoarece eficiența eliminării particulelor solide se bazează pe debitul de alimentare .
Cu toate acestea, există o adâncime minimă practică necesară pentru echipamentele de eliminare
a nămolului. În plu s, adâncimea poate fi un parametru de control pentru a limita viteza de
curgere și / sau antrenarea particulelor din zona nămolului. Bazinele cu echipamente mecanice
de îndepărtare a nămolului au adâncimea cuprinsă între 3 și 5 m adâncime [68, 69 ]. Rezervo arele
de sedimentare deschise cu o lungime mai mare de 30 m sunt sensibile în special la efectele
vântului. Pentru tancurile mai lungi, se recomandă întrerupătoarele de undă (în general
deflectoare), amplasate la intervale de 30 m [70].
 Configurația și adâ ncimea zonei de depozitare a nămolului depind de cantitatea de
nămol scoasă din apă , dar și de metoda și frecvența de curățare a echipamentului . Rezervoarele
de decantare curățate mecanic au, în mod normal, un raclor plasat pe fundul echipamentului care
raclează nămolul în mod continuu până la o bașă de unde este pompat în exteriorul instalației
[46]. Racloarele pe lanț sunt folosite în mod obișnuit pentru a îndepărta nămolul. Lungimea lor
este limitată la aproximativ 60 m. Cu toate acestea , pot fi amplasate într -un singur bazin de
decantare, în paralel , până la trei astfel de racloare (24 m lățime maximă) [ 71]. Viteza racloarelor
cu lanț și trebuie să fie menținută la mai puțin de 18 m / h pentru a prev eni antrenarea nămolului
decantat [70].
 Zona de evacuare oferă o suprafață mare pentru ca apa clarificată să părăsească bazinul
de sedimentare. Această zonă este proiectată astfel încât să se poată îndepărta apa dec antată din
bazin , fără a se antrena particule le reținute pe radierul echipamentu lui. Obiectivul suprafeței mari
este de a minimaliza viteza de curgere și, astfel, de a preveni antrenarea sau ridicarea particulelor
așezat e. Suprafața mare de evacuare este obținută cu ajutorul unor deversoare sau jgheaburi în
care apa se revarsă [46]. Pentru a evita curgerile preferențiale, care pot perturba procesul de
sedimentare din bazin, trecerea apei din decantor în canalul colector se va face prin deversare
uniformă [29].

3.3. Soluții constructive de decantoare
În stațiile de epurare urbane clasice, mecano -biologice, decantoarele sunt ansambluri de
construcții și instalații care au rolul de a separa pe cale gravitațională suspensiile decantabile sau
suspensile care printr -un tratament chimic de coagulare – floculare sunt aduse sub o formă
decantabilă din apa uzată supusă procesului. Ele se utilizează în toate instalațiile de epurare,
indiferent de metodă sau procesele de bază ale procesului tehnologic. Decantoarele se costruiesc
astfel încât să funcționeze în flux continuu.
Apa uzată conține impurități care rămân în suspensie în fluxul de apă, însă care se pot
sedimenta gravitațional în apele liniștite. Procesul de sedimentare a solidelor din apă se
utilizează atât în treapta primară, cât și în treapta secundară a stațiilor de epurare [72].
Decantoarele primare au rolul de reține particulele decantabile sau aduse sub formă
decantabilă, cu dimensiuni mai mici de 0,2 mm, care nu au fost reținute în deznisipatoare.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 34 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Aceste particule, numite nămol primar, se găsesc sub forma unor flocoane sau se află în
suspensie în apă, deoarece au densitate apropiată de densitatea apei, iar reținerea lor duce la
creșterea performanței procesului de epurare biologică [ 72].

Clasificarea decantoarelor primare
1. După direcția de curgere a curentului de apă uzată, decantoarele primare pot fi:
– decantoare primare orizontale (pot fi longitudinale și radiale; sunt cele mai utilizate);
– decantoare primare verticale;
– decantoare primare înclinate.
2. După modul de evacuare a nămolului sedimentat, decantoarele p rimare se clasifică
astfel:
– decantoare cu evacuare manuală a nămolului (foarte rar întâlnite, în cazul unor stații de
epurare de mică capacitate);
– decantoare cu evacuare gravitațională a nămolului (decantoarele înclinate);
– decantoare cu evacuare mecanică a nămolului (prin raclare cu lame montate pe poduri
rulante, pe sisteme de lanțuri, pe poduri pivotante.

Decantoarele longitudinale sunt bazine cu secțiune dreptunghiulară, în care fluxul de apă
uzată brută intră cu debit mic pe la un capăt, pe durata par curgerii lungimii bazinului solidele
decantabile din curentul de apă uzată se sedimentează pe radier, iar la celălalt capăt curentul de
apă limpezită (clarificată) cu conținut de materii dizolvate este captat prin deversare într -o rigolă
situată la oglinda apei, de unde este evacuată către treapta de tratare biologică. Acestea sunt
construcții de beton, care constau din bazine individuale (unități) cu pereți interiori obișnuiți, și
canal e de intrare (admisie) și ieșire (evacuare) – fig. 3.6 [ 73].

Fig.3.6. Schema decantorului longitudinal [ 73]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 35 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Fiecare bazin individual este dotat cu un mecanism separat de colectare a nămolului care
transportă solidele așezate în rezervor într -o buncăr pentru extragere sau are un mecanism de
colectare nămolului care mătura și îndepărtează solidele acumulate pe radierul rezervorului.
Raportul lungime -lățime a bazinelor de decantare este de obicei de 3: 1 la 15: 1 . Lățimea
dreptunghiulară a unității rezervorului este de obicei selectată pe baza dimensiunilor standard
disponibile pentru mecanismele de colectare a nămolulu i și variază între 2 și 6 metri [ 73].
În figura 3.7 , este prezentat modul de funcționare al decantorului longitudinal. Apa uzată
intră pe canalul (1) și în zona în care acesta s e lărgește, la intrarea în bazin, întâlnește liniștitorul
(2). Peretele semiscufundat (4) delimitează zona de admisie a apei de compartimentul de
sedimentare (8) cu mișcare laminară. Grăsimile sunt evacuate pe conducta (3) obturată cu o vană
plană, iar apa este purificată. Spuma și flotanții formați sunt colectate prin deversare în jgheabul
cochilă (10) amplasat transversal față de direcția de curgere a apei. Podul raclor, care încalecă
bazinul de sedimentare, la cursa activă CA, dinspre aval către amonte, are lama racloare (9) în
contact cu radierul și împinge nămolul către zona bașei (7). La cursa pasivă, dinspre amonte
către pragul deversor, are lama culegătoare de spumă în poziție semiscufundată și împinge
flotanții să deverseze în jgheabul cochilă [ 72].

Fig. 3.7. Schema d ecantor ului longitudinal [ 12, 29]
1. canal; 2 . liniștitor; 3 . conducta de evacuare grăsimi; 4 . peretele semiscufundat;
5. jgheabul cochilă; 6. pod raclor ; 7. bașă; 8 . compartiment de sedimentare ; 9. lama
racloare; 10. jgheab cochilă .

În cazul în care sistemul d e trecere a apei în mod uniform în com partimentul de decantare
nu s -a stabilit prin cercetări pe model la scară redusă, se recomandă a se utiliza unul din
sistemele [74]:
– deflectoare pentru un debit de 4 -7 L/s·m² și așezate la distan ță de 1-1,25 m, atât pe
orizontală, cât și pe verticală ;
– perete străbătut de fante înclinate în jos prin care apa curge cu viteza de 0,2 -0,3 m/s;
perete străbătut de ori ficii circulare cu deflectoare;
– deversor înecat peste care apa curge cu viteza de 0,05 m/s.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 36 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Pâlnia de nămol poate înmagazina aproximativ 30 – 50 % din depuneri pe o lungime de
2,5 – 5,0 m, iar trecerea în galeria de colectare de depuneri se face printr -o vană.

Dimensionarea hidraulică a decantorului orizontal se face cu rela țiile următoare :

în care: Vdec – volumul de decantare, (m³); Q – debitul de calcul, m³/s;
td -timpul de decantare, s; A – aria sec țiunii orizontale, m²; v s – viteza de
sedimentare, m/s; H u – înălțimea utilă, m; Lu – lungimea utilă, m; v – viteza orizontală de
curgere a apei, m/s; B – lățimea decantorului, m ; n – numărul de compartimente, min. 3; b –
lățimea unui compartiment, m; V d – volumul depunerilor, m³ ; p – procentul de sedimentare ; a –
concentra ția materiilor în suspensie din apa care se deca ntează, kg/m³; T – timpul între două
curățiri, s; γd – greutatea specifică a depunerilor, daN/m³; c – concentra ția în substan ță solidă a
nămolului depus, % (de obicei 5…10 %, restul fiind apă); H – înălțimea totală medie a
compartimentului de decantare, m; H d – înălțimea medie de depuneri, m, care se determină în
funcție de cantitatea de depuneri și caracteristicile utilajului de colectare a nămolului; Hg –
înălțimea stratului de ghea ță, care se consideră de 0,3 -0,5 m ; Hs -înălțimea spa țiului de siguran ță,
care se consideră de 0,3 m ; L – lungimea decantorului, m; α – coeficient de siguran ță (1,2 – 1,5)
[74].

Decantoarele radiale (circulare) – fig.3.8, sunt construcții cu formă circulară în plan,
care constau din zona de admisie a apei, zona de clarificare cilindrică, zona de acumulare a
nămolului sub formă de con și gurile de evacuare a efluen tului [73].

Fig.3.8. Schema decantorului radial [ 73]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 37 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Curentul de apă uzată brută intră prin centru l decantorului , se deplasează radial pe toate
direcțiile, pe durata deplasării apei suspensiile din curentul de apă uzată se sedimentează pe
radierul bazinului, apa limpezită (clarificată) fiind captată prin deversare într -o rigolă periferică
situată la oglinda apei, de unde este evacuată din instalație. Panta zonei conice a decantorului
este de obicei de la 1:10 la 1:12 și depinde de tipul mecanismului de colectare a nămolului .
Diametrul rezervorului variază de la 3 metri la peste 100 de metri .
Decantoarele radiale sunt construite în mod obișnuit în perechi de 2 sa u 4 pentru a
simplifica distribuția influent ului între unitățile individuale.
Adâncimea apei laterale a rezervorului circular variază de la 2,5 la 5 metri . În funcție de
modul de intrare a apei in rezervor , decantoarele circulare sunt clasificate ca având alimentare
centrală și alimentare periferică , cel mai des întâlnite fiind cele cu admisie cen trală a apei brute.
Radierul compartimentului de decantare se prevede cu o pantă de 5 -10 % spre pâlnia de
colectare a nămolului, amplasată în axul decantorului cu pereți înclina ți la cel pu țin 45 ⁰.
Dimensionarea hidraulică a decantorului radial se face cu rela țiile [74]:

în care: D – diametrul decantorului, m; v – viteza de curgere a apei în sec țiunea din
mijlocul compartimentului de decantare, m/s .

Decantoarele verticale (fig. 3.9), sunt mai puțin utilizate și se recomandă în cazul în care
nu există teren suficient pentru construirea decantoarelor orizontale, sau pentru situația când
pânzele freatice sunt de mare adâncime, pentru că aceste construc țiile sunt subterane.
Decantoarele verticale au diametrul maxim de 7 m și înălțimea de 8 m, fiind recomandate pentru
debite relativ mici de apă uzată [ 75].
Traseul apei este în principal pe direcție verticală: apa este alimentată în decantor prin
tubul c entral prevăzut la partea de jos cu un deflector pentru o repartiție cât mai uniformă, apoi
parcurge decantorul în sens ascendent și este evacuată lateral din rigola circulară printr -o
conductă de evacuare.
Substanțele decantate se depun în partea conică centrală din două motive: în primul rând
datorită inerției particulele mai grele își continuă traiectoria spre partea de jos chiar dacă apa își
schimbă traiectoria și în al doilea rând datorită vitezei foarte mici de deplasare ascensională a
apei particul ele mai grele cad spre partea de jos a decantorului cu o anumită viteză care trebuie
să fie mai mare decât viteza ascensională a apei [ 125].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 38 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.3.9. Decantor vertical [ 75, 125 ]
1. manta verticală; 2. tub central; 3. conductă de alimentare cu suspensie; 4. racord pentru
evacuarea sedimentului; 5. rigolă pentru colectarea apelor decantate ; 6. conductă pentru
evacuarea apei decantate

Dimensionarea hidraulică a decantorului vertical se face cu rela țiile [74]:

în care: va – viteza ascensională, m/s; a – aria sec țiunii orizontale a camerei de distribu ție,
m2; vc – viteza apei în camera de distribu ție, m/s, care nu trebuie să depăsească 0,1 m/s; d –
diametrul camerei de distribuție, m.

Decantoarele înclinate sunt instalații cu construcția specială, la care curgerea curentului
de apă uzată supus tratamentului are loc ascensional la o anumită înclinare față de orizontală,
asftfel încât nămolul sedimentat să se scurgă gravitațional pe radier către un rezervor de
colectare.
Acesta este principiul de funcționare al decantoarelor lamelare (fig. 3.10), care sunt
instalații foarte moderne, prezentând avantajul major că sunt construite pe verticală, deci
necesitând o suprafață de dispunere mult redusă față de decantoa rele clasice.
Îmbunătățirea care poate fi adusă de decantoarele lamelare în vederea evacuării
nămolurilor decantate este ca suprafața pe care se depun să fie înclinată, astfel acestea se
evacuează mai ușor [76].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 39 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig. 3.10. Decantor lamelar [76]

Decantorul lamelar reduce suprafața necesară a terenului cu 90% sau mai mult , în
comparație cu decantoarele obișnuite (longitudinale si radiale) . Această reducere a suprafeței are
ca rezultat costuri de instalare și de întreținere mai mici.
Conceptul de lamele înclinate paralel transformă suma tuturor proiecțiilor lamelelor în
plan orizontal într -o suprafață efectivă de sedimentare. Ca o consecință pentru fiecare metru
pătrat de teren există până la 16 m2 de suprafață de decantare. În general, suprafa ța calculată
pentru un decantor clasic poate fi utilizată direct pentru proiectarea unui decantor cu plăci.
Suprafața totală este înlocuită complet numai cu suprafața totală de proiecție a plăcilor în plan
orizontal [77].
Un avantaj esențial al sistemului este simplitatea de realizare și exploatare at ật timp c ật
nu prezintă nici un echipament mobil imersat [78].
Un sistem tipic cu placă înclinată (lamelă) este format din mănunchiuri de tuburi de
plastic paralele sau plăci metalice înclinate la 45 până la 6 0⁰, care sunt instalate la suprafața
clarificatorului până la o adâncime verticală de aproximativ 2 metri . Distanța dintre plăcile
individuale este cuprinsă între 40 și 120 mm [73].
În figura 3.11 este prezentat principiul de funcționare a unui decantor lamelar având
curgerea în contracurent , model care este mai ușor de realizat. În a cest c az, alimentarea trebuie să
se facă de la baza compartimentelor , iar lichidul iese limpezit la parte superioară a cuvei [79].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 40 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig. 3.11. Principiul de funcționare a unui decantor lamelar [ 79]

Decantoare cu modul lamelar în curent încrucișat (fig. 3.12), rezolvă într -o construcție
unitară integral proce sul de sedimentare (coagulare – floculare + reținere – sedimentare stadiul I
+ concentrare nămol) . Acest tip de d ecantor dispune de un sistem de control riguro s al debitului
întrucât asigură încărcarea uniformă și independentă a f iecărei lamele prin prelungirea lamelelor
deasupra muchiei de deversare a jgheabului de colectare a apei [80]. Avantajul acestui sistem
este dat de timpul foarte redus in care particula floculata este interceptata; practic, particula
parcurge spatiul dintre lamele, dar pentru aceasta este necesar ca flocularea suspensiilor din apa
sa fie optima [81]. Dezavantajul acestei tehnologii este dat de comp lexitatea tehnică în realizarea
elementelor H prefabricate care servesc la colectarea apei decantate și distribuția apei brute
floculate și între care se montează modulele lamelare; utilizar ea jgheaburilor H din oțel inox
rezolvă această dificultate [80].

Fig.3.12. Decantoare cu modul lamelar în curent încrucișat [82]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 41 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Nămolul evacuat din decantoarele primare poate avea trei trasee [ 83]:
– spre metantancuri pentru fermentare și obținere de biogaz;
– spre etapa de epurare biologică, fiind considerat un nămol activ ce conține substanțe
organice și bacterii constituind elementul de accelerare a procesului de epurare biologică în
combinație cu insuflarea de aer;
– spre stația de deshidratare a nămolului pe ntru a fi ușor de transportat și depozitat .

3.4. Concluzii
 Sedimentarea este operația de separare a sistemelor eterogene solid -lichid în fazele
componente prin acțiunea diferențială a unei forțe externe (gravitațională sau centrifugă) asupra
constituenților cu densități diferite .
 O bună operație de sedimentare tinde să obțină un decantat cât mai lipsit de fază solidă
și un sediment cu cât mai puțin lichid, într -un timp cât mai scurt și cu costuri minime. Cea mai
potrivită tehnică aleasă va dep inde de concentrația de solide și de viteza de alimentare, precum și
de mărimea și natura particulelor solide. Alegerea echipamentului depinde, de asemenea, dacă
obiectivul principal este obținerea unui lichid limpede sau a unui produs solid și a gradului de
uscăciune a solidului necesar .
 În urma studiilor efectuate de cercetătorii Camp și Fitch asupra decantării diverselor
tipuri de suspensii, aceștia au clasificat fazele procesului de decantare în funcție de concentrația
suspensiilor și natura particulelo r solide astfel: clarificarea de tipul I, clarificarea de tipul II,
sedimentarea în masă și compactarea sedimentului .
 Termenii de sedimentare și deca ntare sunt folosiți în mod interschimbabil. Un rezervor
de sedimentare mai poate fi denumit bazin de sedime ntare sau rezervor de decantare.
Rezervoarele de sedimentare pot avea diferite forme și pot funcționa doar ca rezervor de
decantare sau pot încorpora, de asemenea, flocularea și compresia nămolului. Sunt disponibile
diferite modele proprii, dar funcționare a de bază a tuturor tipurilor este similară.
 Toate rezervoarele de sedimentare pot fi împărțite în patru zone, fiecare având o
funcție specifică. Ace ste zone sunt: zona de intrare (de admisie a apei brute) , zona de decantare,
zona de ieșire (de evacuare a apei clarificate) și zona de acumulare a nămolului (situată pe
radierul echipamentului) .
 După direcția de curgere a curentului de apă uzată, decantoarele primare pot fi:
 decantoare primare orizontale ( longitudinale și radiale – sunt cele mai utilizate);
 decantoare primare verticale;
 decantoare primare înclinate.
 Decantoarele longitudinale sunt bazine cu secțiune dreptunghiulară, în care fluxul de
apă uzată brută intră cu debit mic pe la un capăt, pe durata parcurgerii lungimii bazinului solidele
decantabile din curentul de apă uzată se sedimentează pe radier, iar la celălalt capăt curentul de
apă limpezită (clarificată) cu conținut de materii dizolvate este captat prin deversare într -o rigolă
situată la oglinda apei, de unde este evacuat ă către treapta de tratare biologică. În cazul
decantoarelor radiale, c urentul de apă uzată brută intră prin centru l decantorului , se deplasează
radial pe toate direcțiile, pe durata deplasării apei suspensiile din curentul de apă uzată se
sedimentează pe radierul bazinului, apa limpezită (clarificată) fiind captată prin deversare într -o
rigolă periferică situată la oglinda apei, de unde este evacuată din instalație. Decantoarele

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 42 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU verticale se recomandă în cazul în care nu există teren suficient pentru cons truirea decantoarelor
orizontale, sau pentru situația când pânzele freatice sunt de mare adâncime, pentru că aceste
construcțiile sunt subterane. Decantoarele înclinate sunt instalații cu construcția specială, la care
curgerea curentului de apă uzată supus tratamentului are loc ascensional la o anumită înclinare
față de orizontală, asftfel încât nămolul sedimentat să se scurgă gravitațional pe radier către un
rezervor de colectare.
 Decantoare le cu modul lamelar în curent încrucișat , rezolvă într -o construcț ie unitară
integral procesul de sedimentare (coagulare – floculare + reținere – sedimentare stadiul I +
concentrare nămol).
 Nămolul evacuat din decantoarele primare poate avea trei trasee:
 spre metantancuri pentru fermentare și obținere de biogaz;
 spre etapa de epurare biologică, fiind considerat un nămol activ ce conține
substanțe organice și bacterii constituind elementul de accelerare a procesului de epurare
biologică în combinație cu insuflarea de aer;
 spre stația de deshidratare a nămolului pentru a fi ușor de transportat și depozitat

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 43 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
CAPITOLUL 4
STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR TEORETICE ȘI
EXPERIMENTALE PRIVIND PROCESUL DE DECANTAREA A APELOR
UZATE

4.1. Principiul de bază al procesului de decantare a apelor uzate
Prin procesul de sedimentare, viteza de sedimentar e aferentă unei particule crește până în
momentul în care forța de decantare (greutatea proprie a particulei) devine egală cu forțele de
frecare. În acest caz, are loc un echilibru între forțele care acțion ează asupra particulei, pentru
care (dvp/dt) = 0. Viteza de sedimentare este o mărime hidrodinamică importantă pentru
caracterizarea mișcării particulelor și pentru proiectarea tehnologică a echipamentelor folosite
pentru separarea sisteme lor eterogene prin sedimentare [ 75, 84 ].
Asupra unei particule izolate de formă sferică aflată într -un fluid, acționează forța
gravitațională (greutatea particulei) G, forța arhimedică FA și forța de rezistență vâscoasă FR
(fig. 4.1 ). Forța gravitațională tinde să de pună particula pe fundul cuvei. Celelalte două forțe
împiedică sedimentarea particulei. La echilibrul acestui sistem de forțe, se poate evalua viteza de
sedimentare a particulei [22].

Fig.4.1. Sistemul de forțe care acționează asupra particulei solide din suspensie [75]

Astfel se poate scrie Σ Fi = 0.
Greutatea particulei se calculează cu formula:
G=m×g=ρp ×Vp×g=g×ρp ×πd3
6 (4.1)
unde : ρ
p – densitatea particulei solide (kg/m3);
V
p – volumul particulei (m3);
d – diametrul particulei (m).
Forța arhimedică este dată de greutatea volumului de fluid dezlocuit de către particulă.
FA=g×V×ρl=g×ρl×πd3
6 (4.2)
unde: ρ l – densitatea fluidului (kg/m3).

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 44 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Forța datorată rezistenței vâscoase a fluidului este determinată de vâscozitatea fluidului.
Forța de rezistență se opune deplasării, respectiv forței gravitaționale și sedimentării pe fundul
cuvei. Expresia forței de rezistență vâscoasă ( FR) rezultă astfel:
FR=3×π×d×vp×η (4.3)
unde: v
p – este viteza de cădere (sedimentare) a particulei (m/s) ;
η – vâscozitatea dinamică a apei (la 20 °C, η=0.01 Pa*s)
Se poate calcula astfel viteza de sedimentare înlocuind termenii în ecuația de echilibru.
G – F
A– F
R=0 G = F
A+ F
R (4.4)

g×ρp ×πd3
6= g×ρl×πd3
6+3×π×d×vp×η
g×ρp ×πd3= g×ρl×πd3+18π ×d×vp×η
iar în urma simplificărilor rezultă relația lui Stokes pentru calculul vitezei de sedimentare prin
decantare statică a particulelor solide de impurități în c ondițiile curgerii laminare :
vp=(ρp −ρl )×d2×g
18η (4.5)
Ținând cont c ă d = 2r, rela ția (4.5) se poate scrie sub forma:
vp=(ρp −ρl )×4r2×g
18η
vp=2r2×g×(ρp −ρl )
9η
cum însă viteza de cădere este raportul între distanța (s) și timp (t), atunci:
𝑠
𝑡=2r2×g×(ρp −ρl )
9η
s=1
18η×d2×g×t×(ρp −ρl ) (4.6)
Pentru sedimentarea particulelor de altă formă decât cea sferică, expresia se corectează cu
un factor de sfericitate 𝜑1, acesta apărând în formula volumului particulei:
V=πd3
6×φ1 (4.7)
G = FA+ FR ∆=1 și știind că:
G=V×γ (4.8)
FA= ∆×V (4.9)
FR =K×A×v2
2g ×∆ (4.10)
γ=ρ×g (4.11)

Înlocuind termenii în egalitate, rezultă că viteza de sedimentare a particulelor cu forma
neregulată are forma:
𝑣=√4
3 ×𝑔×𝑑×𝜌𝑝 −𝜌𝑙
𝜌𝑙 ×𝐾
𝜑1

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 45 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Se noteaza K1 =K
φ1 și rezultă
v=√4
3 ×g×d×ρp −ρl
ρl ×K1 (4.12)
Factorul de sfericitate este definit ca:

𝜑1=volumul unei sfere avand aceeasi arie cu particula
volumul particulei (4.13)
adica, φ1=πd2
Sp=6Vp
πSp
Vp=πd3
6 rezulta πd2=6Vp
d, d=√6Vp
π3 (4.14)
atunci φ1=π×(√6Vp
π3)2
Sp (4.15)
Se poate ține cont și de un factor de formă al particulei ( 𝜑2), însă este greu de stabilit o
relație pentru aria frontal, pentru că aceasta ține cont de modul de așezare a particulei în fluid.
φ2=aria ecuatoriala a particulei sferice
aria frontala a particulei conside rate (4.16)
În cazul în care se ține cont și de factorul de formă al particulei ( 𝜑2), viteza de sedimentare
va avea forma:
𝑣=√4
3 ×𝑔×𝑑×𝜌𝑝 −𝜌𝑙
𝜌𝑙 ×𝐾×𝜑1
𝜑2 [m/s] (4.17)

În fig. 4.2 este prezentat modul de determinare al factorului de sfericitate pentru diferite
forme ale particulei, fie forme platonice sau rotunde [ 86].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 46 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.4.2. Formula factorul de sfericitate pentru diferite forme ale particulei [ 86]

4.2. Modelul b azinul ui de sedimentare ideal
Un bazin de sedimentare ideal cuprinde următorii p arametrii principali :
A – aria secțiunii longitud inale a zonei de sedimentare (L ∙B);
A' – aria secțiunii transve rsale a zonei de sedimentare (H ∙B);
H – adâncimea totală a zonei de sedimentare;
h – adâncimea parțială a zonei de sedimentare;
L – lungimea zonei de sedimentare;
Q – debitul de apă;
vH – viteza orizontală a apei (Q/A');
vP – viteza de sedimentare a unei particule oarecare;
v0 –viteza de sedimentare a particulei în cazul cel mai defavorabil;
B – lățimea bazinului de sedimentare.

În figura 4.3 este reprezentată schema unui astfel de bazin ideal [ 22].
În interiorul unui bazin de sedimentare ideal se diferențiază următoarele zone:
1. zona de intrare (admisie a apei brute) : este zona la interiorul căreia deb itul este
uniform distribuit pe întreaga secțiune A';
2. zona de decantare : este reprezentată de zona unde are loc sedimentarea particulelor
gravimetrice (debit cvasi -uniform);
3. zona de ieșire (de evacuare) : este zona în care are loc evacuarea apei decantate;
4. zona de depuneri: este zona reprezentată de radierul echipamentului, loc în se
acumulează depunerilor solide.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 47 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig. 4.3. Schema bazinului de sedimentare ideal [ 22]

Pe baza acestei scheme, se poate observa faptul că toate particulele cu viteza de
sedimentare superioară valorii v 0 sunt practic eliminate , pe când acelea cu viteza de sedime ntare
inferioară vitezei v 0 (precum v p), vor putea fi eliminate d ecât dacă pătrund în bazinul de
sedimentare la o înălțime mai redusă, h [34].
Dacă în zona de intrare debitul este distribuit uniform pe întreaga secțiune transversală, se
poate demonstra că pentru particulele cu viteza de cădere vP, fracțiunea de particule eliminate
(F), este următoarea:

F = h
H (4.18)

Înălțimea de depunere este egală cu produsul între vi teză și timpul de parcurgere al
bazinului. Rezultă:

F=vpt0
v0t0=vp
v0 (4.19)

Indiferent de tipul particulei, t impul de parcurgere al bazinulu i se determină cu rela ția:
t0=L
vH (4.20)

Viteza v0 depinde de debitul și de aria secțiunii longitudinale a bazinului, și are forma :
v0 = H
t0=H×vH
L=H×vH×B
L×B=Q
A (4.21)

Prin înlocuire a relației 4.21 în relația 4.19 rezultă :

F =vp
Q/A (4.22)

Pe baza ec. 4.2 2, se poate calcula randamentul unui bazin de decantare ideal în cazul
particulelor cu aceeași viteză de sediment are (v P).

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 48 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Ținând cont că vitezele de sedimentare ale particulelor au în real itate valori diferite, se
poate calcula randamentul global al bazinului de sedimentare dacă se cunoaș te distribuția
acestora. Un astfel de caz este prezentat în fig. 4.4, unde o rdonata reprezintă fr acțiunea
particulelor cu viteza de sedimentare inferioară vitezei v(f). Se poate remarca faptul că
particulele cu viteza de sedimentare superioară vitezei v0 vor fi eliminate [87].

Fig. 4.4. Calculul randamentul global al bazinului de sedimentare [87]

4.3. Bilan țul de materiale la opera ția de decantare
Pentru realizarea bilanțului de materiale în cazul oprației de sedimentare, sunt utilizate
două tipuri de ecuații: o ecuație de bilanț total de materiale, care cuprinde cantitățile de material
care intră și ies din bazinul de decantare, și o ecuație de bi lanț parțial, care se referă la conținutul
de particule solide aflate în fluxurile de materiale din bazinul de decantare. În fig . 4.5 este
prezentat ă schema generală a fluxurilor de materiale pentru un bazin de decantare [ 88].

Fig.4.5. Fluxurile de mate riale în decantor [88]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 49 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU în care: Q0, Q1, Q2 – debitele volumice ale suspensiei, decantatului, precipitatului, m3/h;
ρ0, ρ1, ρ2 – densitatea suspensiei, decantatului, precipitatului, kg/ m3;
c0, c1, c2 – concentra ția masic ă în particule solide din suspensie, decantat, precipitat,
%.

Ecua țiile de bilan ț total și parțial sunt :
(4.23)
în care : m0, m1, m2 – cantit ățile de suspensie, decantat, precipitat, existent e la un moment
dat în decantor, kg.
Împar țind termenii ecua țiilor din sistem la timpul t, se obține:
(4.24)
și tinând cont de volumul suspensiei, decantatului, precipitatului, existente la un mome nt dat în
decantor, m3, sistemul devine:

(4.25)

rezult ă sistemul de ecua ții de bilan ț total și parțial de materiale sub forma:

(4.26)

Daca se consider ă ca decantatul nu con ține particule solide, atunci : c1 = 0, iar cea de -a
doua ecua ție a sistemului devine:

(4.27)

Rezult ă că debitul volumic de precipitat în func ție de debitul volumic al suspensiei prin
decantor are forma :

(4.28)

Înlocuind în ecua ția (4.26) pe Q2 cu expresia dat ă de rela ția (4.28), rezultă :

(4.29)

și se deduce că :

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 50 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU (4.30)
Astfel, rezultă sistemul:

(4.31)

respectiv:
(4.32)

din care, dupa simplific ări, rezult ă:

(4.33)

Precipitatul se prezint ă sub form ă unui namol, care are o anumit ă umiditate , w [%].
Concentra ția precipitatului în particule solide se exprim ă astfel :

c2 = 100 – w [%] (4.34)

4.4. Stadiul actual al cercetărilor teoretice și experimentale privind procesul de
decantare a apelor uzate
4.4.1. Modele matematice propuse pentru depoluarea apelor uzate prin decantare
Decantarea are o importanță deosebită în tratarea apelor uzate, caz în care bazinele de
decantare pot reprezenta chiar și 30% din investițiile totale din cadrul unei stații de epurare . În
ciuda importanței practice a acestor rezervoare, practica actuală de proiectare se bazează foarte
mult pe formule empirice care nu țin cont în totalitate d e hidrodinamica detaliată a sistemului. În
ultimii ani s -au depus eforturi pentru înlocuirea metodelor de proiectare empirică prin modele
matematice care reproduc cu exactitate procesele fizice implicate în rezervoarele de sedimentare,
Stamou și Rodi (1984 ) [89].
Studii numerice au fost și sunt în continuare realizate într -o serie de bazine de
sedimentare/ decantare utilizate în instalațiile tratare a apei. Aceste modele au fost îmbunătățite
treptat începând cu Larsen (1977) [41].

a) Modelul DLVO (Derjaguin, Landau, Verwey, Overbeek)
Teoria decantării dinamic e, bazată pe conceptul DLVO arată că la fiecare concentrație a
unei suspensii, există o capacitate de depunere a suspensiilor dată de relația [90]:

Cap=vs
1
ci-1
cu (4.35)

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 51 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
în care: Cap – capacitatea unui strat de suspensii de a transmite o parte din suspensiile
conținute în stratul inferior;
vs – viteza de sedimentare;
ci – concentrația initială a suspensiei;
cu – concentrația mărită prin sedimentare în stratul inferior.

În fig . 4.6 este prezentată diagrama decant ării suspensional e, relatându -se principalele faze
caracteristice .

Fig.4.6. a. Fazele decantă rii suspensionale
b. Fazele decantării suspensionale fă ra faza de coagulare [ 91]

Diagramă oferă informații asupra tipului de decantor care trebuie utilizat:
 faza B – C: corespunde decantoarelor suspensionale cu strat în flux hidraulic vertical;
 faza C – D: corespunde decantoarelor cu recirculare a n ămolului, la care se urmare ște
realizarea unei concentra ții mari în strat;
 faza D – E: presupune utilizarea concentratoarelor de n ămol.

b) Modelul Marcos Von Sperling
Marcos Von Sperling (1999 ), a propus următoarea formulă pentru vâscozitate ca o funcție
de temperatură [ 92]:
ƞ = 3.76 ∙10-6∙T-0.450(m2/s) (4.36)

Ținând cont de ecuația vitezei de sedimentare dată de legea lui Stokes:

vs=1
18×g
ƞ×ρs-ρl
ρl×d2 (ms⁄) (4.37)

reiese ca viteza de sedimentare este functie de temperatura.
În tabelul 4.1 sunt prezentate valorile vascozității cinematice ale ap ei în funcție de
temperatură [ 92].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 52 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Tabelul 4.1 . Valorile vâscozității cinematice în funcție de temperatură [ 92]

Temperatura
T (⁰C) Vâscozitatea cinematic ă
ⱱ [m2/s]
0 1.79 ∙10-6
5 1.52∙10-6
10 1.31∙10-6
15 1.15∙10-6
20 1.01∙10-6
25 0.90∙10-6
30 0.80∙10-6
35 0.73∙10-6
40 0.66∙10-6

c) Modelul Brune
Brune (1953) , a dezvoltat o relație între eficiența de separare și raportul dintre capacitatea
decantorului și cantitatea de influent (V/ I), curbele rezultate din această metodă fiind prezentate
în fig . 4.7 [93].

TE = 1-[1-(V/I)]exp[-∅(V/I)
1-(V/I)] [%] (4.38)

în care: TE – eficien ța de separare ;
V – este capacitatea decantorului [m3];
I – volumul anual de influent [ m3];

Fig.4.7. Eficiența de separare a rezervorului [după Brune, 1953] [ 94]

d) Modelul Ozer
Abordarea analitică a lui Ozer (1994) , [95], s-a bazat pe observarea frecvenței duratei
intensității ploilor. Relația neliniară dintre intensitatea ploii, durata și frecvența apariției este
privită ca un model multiplicativ.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 53 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Prin urmare, autorul a folosit această analogie pentru a modela relația din tre procentul de
concentrație, P , rămânând în suspensie cu timpul și adâncimea coloanei după cum urmează:

𝑃= 𝛼1𝐷𝛼2𝑡𝛼3
(4.39)
𝑃= 𝛼1𝐷𝛼2𝑡𝛼3−1

în care: P – procentul rămas ( cf / ci) × 100 ;
cf – concentrația finală în coloană ;
ci – concentrația inițială în coloană ;
D – adâncimea parcursă de particule în timpul decantării;
t – timpul;
α1, α2, α3 – parametrii de potrivire pentru liniile izo -percentile.

e) Modelul Je și Chang
Autorii, în 2004 , au derivat o formulă simplă a vitezei (ec. 4.40 ), bazat ă pe modelul de
floculare Ozer și pe o ecuație de continuitate unidimensională [96]. Ecuația ar putea prezice
transportul sedimentelor resuspendate introduse prin operații de dragare.

vs=−a z
(b+1)×t (4.40)

în care: z – adâncimea coloanei de decantare , m;
t – timpul, s;
a, b – parametrii procesului.

f) Modelul Bond
Bond (1961), [97] a propus introducerea coeficientului de formă a particulelor prin ecuația
următoare:
vh = vs(1-sC)n (4.41)
în care: vh – viteza de sedimentare redusă (considerând influența între particule);
vs – viteza de sedimentar e pentru o particulă singulară;
s – coefi cient de formă al particulelor;
C – concentrația volume trică a stratului suspensional;
n – exponent.

g) Modelul Gregory [1, 2 ]
Acest model stabilește relația care gu vernează reținerea suspensiilor coloidale floculate în
stratul suspensional [98, 99] :

Q = vsc (4.42)

în care: Q – flux (rata masică a sedimentării) ;
vs – viteza de sedimentare a suspensiilor ;
c – concentrația particulelor î n suspensie.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 54 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU În fig. 4.8 este prezentată corelația flux – concentrație, conform acestei reprezentări
putând fi observate patru regiuni [ 98]:
– regiunea a – particulele sunt relativ independente;
– regiunea b – pe măsură ce crește concentrația de particule, ia naștere fenomenul de
încetinire până la atingerea valorii maxime a fluxului. Când această valoare este atinsă, interfața
dintre stratul suspensional și apa limpezită devine netă;
– regiunea c – are loc reducerea fluxului și stratul suspensional devine omogen la
creștere a concentrației;
– regiunea d – din punctul de inflexiune al curbei, orice creștere a concentrației este
asociată cu îngroșarea stratului, dar și cu fenomenul de sedimentare prin tasare.

Fig.4.8. Corelația între concentrație și flux [98]

Modelul matematic al decantării cu strat suspensional a fost dezvoltat pe teoria fluxului ,
putând fi scrisă astfel o ecuație diferențială care descrie balanța de masă în interiorul
decantorului:
δc
δt=δ(Dδc)
δz2-δ(vc)
δz-Rx (4.43)
în care: c – concentrația masică a substanțelor în suspensie;
t – timpul;
D – coeficientul de dispersie;
v – viteza ascensională;
z – distanța pe verticală;
Rx – rata de reacție (afectează concentrația substanțelor în suspensie).

h) Modelul Ramatsoma și Chirwa
Modelul semi -empiric al lui Ramatsoma și Chirwa (2012), [100], s-a bazat pe ipotezele
originale ale lui Özer (1994) , [95], pentru a ajunge la un mode l analog cu parametrii optimi r 1,
r2, r3. Acest model poate fi scris sub forma:
Hi= Hmax +r1E2tr2−r3E2t (4.44)
în care: r1, r2 și r3 – parametri semi -empirici optim i;
Hi – înălțimea punctelor de prelevare;
Hmax – înălțimea de proiectare a bazinului propus ;
E – eficința de îndepărtare a particulelor solide.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 55 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 4.4.2. Sta diul actual al cercet ărilor experimentale privind procesul de decantare a
apelor uzate
Primele studii e xperimentale s -au orientat asupra performanțelor și eficienței globale de
separare în decantoare. Eficiența de îndepărtare depinde de caracteristicile fizice ale solidelor în
suspensie (de exemplu, mărimea particulelor, densitatea și viteza de sedimentare) , precum și de
câmpul de curgere și regimul de amestec în rezervor. S -au dezvoltat corelații empirice între
eficiența separării sau dimensiunea de separare și geometria decantorului, și în multe cazuri, între
debitul de amestec la intrarea în decantor și concentrația solidului. Studiile experimentale recente
sunt mult mai riguroase, orientate spre înțelegerea structurii câmpului de curgere în decantor cu
ajutorul tehnicilor vizuale sofisticate.

4.4.2.1. Cercetări experimentale privind influența conc entrației de particule solide
Cercet ări experimentale asupra procesului de decantare, în ceea ce privește concentrația de
particule solide în bazinele de decantare longitudinale, au fost realizate de Podoleanu , [61]
(2010), la uzina nr. 4 din Timișoara și în laboratorul de tratare a apei la Facultatea de Inginerie
Hidraulică.
Experimentele au fost realizate în două anotimpuri (primăv ara și vara anului 2006 ) – la
diferite valori ale debit ului și a turbidit ății. În lucrare , autorul a prezentat programe care prezintă
procesul de sedimentare în decantoarel e longitudinale și eficiența acestora. Concentrația de
suspensii solide a fost determinată cu ajutorul a două metode. Prima metodă a constat în filtrarea
unui volum de 1 litru de apă pe o hârtie de filtru și apoi aceasta, cu suspensii le rămase pe ea s-a
uscat în cuptor până la evaporarea completă a apei ( timp de 3 ore , la temperatura 105 ° C).
Cea de -a doua metodă , considerată mai sigură, cu ma i puține erori și mai rapid ă, a
presupus măsurarea unui v olumu l de apă (1 L) și plasarea într-un vas special d in cuptor pentru
evaporarea completă a apei. Ca urmarea a acestor metode, în vas a rămas cantitatea de reziduu
fix conținută de volumul de apă ana lizat. Prin cântărirea cu ajutorul balanței analitice a celor
două probe, se va determina cantitatea de suspensii totale în mas a de apă. Cantitatea de s uspensi i
conținută într -un litru de apă de analizat a fost considerată destul de mică și, prin urmare, s -a
convenit ca unitatea de măsură a acesteia să fie mg /L.
Pentru modelare a fost folosit un bazin de decantare cu volumul V= 300 m3 în care intră
un debit Q = 0.032 m3/s, cu o concentrație a suspensiilor solide de 110 mg/ L și turbiditatea 80
NTU, cu d ensitatea ρ s = 1100 kg/ m3. Pe radierul bazinului de decantare din fig. 4.9,b, notat în
figura cu AB, suspensiile solide sunt depozitate sub formă de nămol. În zona AD este admis un
debit de apa uzata Q = 0.032 m3/s cu o concentrație de suspensii solide de 110 mg/ L. În bazinul
de decantare, zona CD este în contact cu atmosfera – reprezentând suprafața liberă a apei din
bazinul de decantare.
Turbiditatea apei la uzina nr. 4 a fost măsurată prin contorul de turbiditate de laborator
Nephla –Lange existent la locație . Scara care a fost utilizată pentru măsurarea turbidității a fost
gradul N.T.U., contorul de turbiditate fiind calibrat la această scară. Probele prelevate conținut
următoarele date: lungime , L = 32 m; lățime, B = 4 m; înălțime, H = 3,5 m; debit in itial, Qd1 =
32,26 L / s; viteza inițială, v1 = 2,31 mm / s; temperature inițială, t1 = 16,2 ° C; pH = 7. 0,
turbiditatea apei tratate cu reactiv după camera de amestec 80 NTU ( c = 110 mg / L), valoarea
turbidit ății la evacuare din rezervorul de decantare 5 NTU (c = 11,8 mg / L ).

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 56 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Probele au fost prelevate din lungimea rezervorului studiat admisie 5 m, 10 m, 15 m, 20
m, 25 m, 30 m – evacuare și la o adâncimea a nivelului apei de 0, -0.5 m, -1.0 m, -1.5 m, -2.0 m,
-2.5 m, -3.0m [ 101].
Pentru modelarea proce sului de sedimentare s -a considerat o mișcare multifazată a
fluidului printr -un bazin de sedimentare longitudinal plasat într -un sistem de axe triortogonal,
euclidian , cum este prezenatat în fig. 4.9, a.
În bazinul de decantare intră fluxul de apă Qi cu concentrația ci și iese debitul Q e, de
concentrație c e. Prin partea inferioară a decantorului este evacuat debitul de nămol Q n, de
concentrație în suspensii solide cn [102].

a. b.
Fig. 4.9. Schema locației axelor de coordonate (a) și a bazinului de decantare (b) [61]

Pentru identificarea distribuți ei concentrației în decantor , s-au efectuat măsurători în
vederea determinării concentrați ei (C1 – C6), pe lungimea (L[m]) și adâncimea bazinului de
decantare (H[m]), rezultatele experimentale fiind centralizate în tab. 4.2.

Tabelul 4.2. Rezultatele experimentale obținute [ 61]
L /H 5 10 15 20 25 30
C1 C2 C3 C4 C5 C6
0 2.38 2.09 2.1 1.57 1.99 2
-0.5 3.8 5 4.5 4.3 4.9 5
-1 36 58 40 25 31 33.2
-1.5 80.5 105 74.3 34 40.3 41
-2 130 166 126 79 83.2 93
-2.5 200 272 259.6 213 215 228
-3 260 340

Cu ajutorul funcției polyfit a programului Matlab , care aproximează un set de date cu un
polinom de gradul n, au fost trasate curbele de distribuție ale conc entrației la adâncimi diferite,
H, pe lungimea bazinului, L . După rularea programului s -au obținut curbele conform fig. 4.10
[61].

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 57 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.4.10. Variația concentrației în funcție de lungimea decantorului la diferite adâncimi [61]

Din analiza grafică a distribuției concentrației ( fig. 4.8), concluzia este că, în prima
jumătate a bazinului de decantare este o intensificare a proceselor de sediment are sub influența
sistemul ui de distribuție a apei în decantor . Deci, se poate spune că grosimea stratului de nămol
ajunge la maxim în prima jumătate a bazinului , fapt care este verificat vizual la curățarea și
spălarea bazinului de decantare.
Pentru a calcula eficiența bazinului de decantare, autorul a utilizat un program conceput
în Matlab . Rezultatul obținut în urma rulării acestui a este prezentat în fig. 4.11 .

Fig.4.11. Variația eficienței în timp a bazinului de decantare [61]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 58 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 4.4.2.2 Cercetări experimentale privind influența factorilor constructivi ai decantorului
În lucrarea [103], a fost analizată influența factorilor constructivi și funcționali asupra
performanțe i și eficienței proceselor de sedimentare în cazul decantoare verticale fără
echipament de raclare a depunerilor. Au fost folosi te trei variante constructive de decantoare , și
anume : cu intrare tangențial ă și ieșire liberă (D1 – fig. 4.12a), cu intrare tangențial ă prevazut cu
deversor pentru evacuarea apei clarificat e (D2 – fig. 4.12b), și decantor cu intrare cu tub central
cu placă deflectoare și deversor pentru evacuarea apei clarificate (D3 – fig. 4.12c). Fiecare
model de decanto r folosit pentru testare a fost operat la trei temperaturi distincte (100 ° C, 85 -90
°C și 75 °C) și, de asemenea, la patru valori distincte ale debitului de alimentare a apelor uzate (3
m3/h, 4 m3/h, 5 m3/h și 8 m3/h). Pentru fiecare probă s-au determinat concentrațiile particule lor
solide în mg/L , denumite: ci la admisia apei uzate în decantor, și ce la evacuarea apei clarificate
din decantor .

a b c
Fig.4.12. Schema constructivă a celor trei tipuri de decantoare utilizate în cadrul
experimentului [103]

Prin prelucrarea datelor experimentale s -a stabilit eficiența procesului de separare (E)
pentru fiecare încercare, folosind relația :

𝐸=𝑐𝑖−𝑐𝑒
𝑐𝑖 ×100 [%] (4.45)

în care: ci – concentra ția initial, %
ce – concentra ția final ă, %

Pe baza datelor experimentale au fost trasate grafice care prezintă variația randamentului
de separare în funcție de viteza de alimentare la diferite temperaturi ale apei uzate pentru cele trei
tipuri de decantoar e.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 59 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig.4.13. Evoluția randamentului de separare în funcție de viteza de alimentare pentru cele trei
tipuri de decantoare ( D1, D2 și D3) [ 103]

Pe baza graficelor din fig. 4.13 se poate observa că eficiența de separare a decantoarelor
D1, D2 și D3 (vezi fig. 4.12), scade odată cu creșterea debitului de alimentare cu apă uzată și
scăderea temperaturilor apelor uzate care intră în decantor .
Pentru a putea analiza variația eficienței de separare cu debitul de alimentare Q i pentru
diferite temperaturi Ti ale apei uzate, comparativ pentru cele trei tipuri de decantoare, s -au trasat
graficele de variație corespunzătoare pentru cele trei tipuri de decantoare la diferite temperaturi
ale apei uzate supuse decantării (fig.4.14) [ 103]. Se observă că la temper atura de 100 0C se
produce o scădere ușoară a eficienței de separare cu creșterea debitului de alimentare a
decantorului, indiferent de tipul decantorului, cea mai buna eficiență a sedimentării având -o
decantorul cu placă deflectoare; La temperaturi medii (85- 90 0C) – fig. 4.14, eficiența de
separare scade vizibil cu creșterea debitului de alimentare Qi a decantorului, indiferent de tipul
acestuia, cea mai buna eficiență a sedimentării având -o decantorul cu intrare cu tub central cu
placa deflectoare. Se observă că la o temperatură de 75 0C (fig. 4.14 ), are loc o scădere
accentuată a eficienței de separare odată cu creșterea debitului de alimentare a decantorului,
indiferent de tipul acestora, cea mai buna eficiență a sedimentării având -o, de asemenea,
decantorul cu placa deflectoare.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 60 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig.4.14. Evoluția eficienței de separare în funcție de debitul de admisie la 100 °C, 85 –
90°C și la 70 ° C, pentru cele trei tipuri constructive de decantoare [103]

În urma acestui studiu a rezultat că separarea impurităților prin decantarea apelor uzate
este cu atât mai efi cientă cu cât temperatura de intrare în decantor este mai ridicat ă, iar debitul de
alimentare a decantorului este mai mic. Indiferent de mărimea debitului și de valoarea
temperaturii apei supuse decantării, eficiența cea mai bun ă o are decantorul cu plac ă deflectoare
[].

În lucrarea , Zârnoianu D. și colab. , (2015), [ 104], a fost analizată influența prezenței
sistemului de raclare a nămolul situat pe radierul decantorului. Obiectivul principal al
cercetărilor experimentale a constat în analiza comparati vă a performanțelor funcționale , în
condiții de lucru identice, pentru două tipuri de decanto are: cu intrare tangențială a apei și cu
echipament de raclare a nămolului (D1) și cu intrare tangențială a apei , fără echipament de
raclare a nămolului (D 2). Analiza comparativă a constat în determinarea valorii concentrației de
impurități solide ci (mg/ L) la intrarea apei uzate în cele două variante decantoare, a concentrației
de impurități solide ce (mg/ L) la ieși rea apei limpezi din decantoare și a concentrației de
impurități solide din nămolul evacuat din decantoare . Testarea eficienței decanto arelor a fost
realizat ă prin prelevarea de probe la un interval de 24 de ore , timp de 15 zile .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 61 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Prin prelucrarea datelo r experimentale au fost determinate valorile procentuale pentru
eficiența procesului de separare (E) pentru fiecare încercare periodică, folosind relația (4.46) :

𝐸=𝐶0−𝐶1
𝐶1 ×100 [%] (4.46)

în care : c0 – concentra ția initial ă [%],
c1 – concentra ția finală [%].

Datele experimentale au fost utilizate pentru a trasa graficele de ev oluție în timp a
concentrației de impurități în apa clarificată și în nămol la decantorul cu raclor și fără raclor și
graficele de evoluție în timp a eficienței de separare a decantoarelor în funcție de concentrația de
impurități solide din apă uzată la intrarea în decantoare și concentrația finală a apei clarificate la
ieșirea din decantoare.
Aceste grafice permit efectuare a unei analize comparative a procesului de separare pentru
fiecare tip de decantor . În fig . 4.15,a este prezentată variația în timp a concentrației suspensiei în
apa clarificată și în namol pentru cele două tipuri de decantoare, iar în fig . 4.15,b sunt prezentate
variațiile comparat ive pentru efic iența de separare a suspensiilor solide pentru cele două tipuri de
decantoare ( cu sistem de raclare și fără sistem de raclare ).

Fig 4.15. Variația în timp a concentrației de suspensi i în apă clarificata și namol pentru
decantorul cu sistem de raclare și fără sistem de raclare (a) și a eficienței de îndepărtare a
suspensiilor solide pentru cele două tipuri de decantoare (b) [104]

În figura 4.16,a sunt prezentate graficele pentru variația în timp a concentrației suspensiei
în apa clarificată, iar în fig. 4.16b se prezintă variația concentrației suspensiei în nămol pentru
cele două tipuri de decantoare.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 62 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
a b
Fig.4.16. Variația în timp a concentrației suspensiei în apa clarificată (a) și în nămol pentru
cele două tipuri de decantoare (b) [ 104]

Din analiza graficelor se poate observa că eficiența separării suspensiilor din apele
reziduale pentru decantoarele cu dispozitive de raclare este superioară, în comparație cu cea a
decantoarelor fără dispozitive de raclare, fapt care cond uce la reducerea concentrației de
suspensii solide în apa evacuat ă din decantor (clarificată). Ca urmare, se recomandă utilizarea
decantoarelor cu admi sie tangen țială echipate cu deversor și dispozitive de raclare pentru
evacuarea nămolului [104].

În bazinele de decantare există întotdeauna regiuni de circulație. Aceste regiuni conduc la
apariția zonelor moarte care împiedică sedimentarea în condiții op time a particulelor solide . A.
Razmi și colab., în lucrarea [ 55], (2009), studiază efectul prezenței unei șicane în decantor.
Obiectivul principal al proiect ării unui bazin de decantare este de a evita formarea zonei de
circulație, care este cunoscută sub numele de zonă moartă. Formarea regiunilor de circulație în
interiorul bazinului de decantare scade eficiența procesului de sedimentare a particulelor, de
aceea este necesară poziționarea corectă a șicanei pentru îmbunătăț irea performaței decantorului.
Cercetările experimentale effectuate de Razmi arată că performanța bazinului de decantare poate
fi îmbunătățită prin modificarea geometriei bazinului care duce la o altă distribuție de viteze si
modele de curgere. Cercetarea a fost efectuată pe decantor long itudinal cu și fără șicane.
Decantorul utilizat a avut următoarele caracte ristici dimensionale: lungimea L = 8 m, adâncimea
H = 0.6 m, lățimea l = 0.2 m, înălțimea șicanei b = 8 cm – fig. 4.15. Experimentele au fost
realizate pentru același debit de Q = 42 (L / min). Fluxul de apă brută intră în decantor trece
printr -o zonă, a cărei deschidere este h o = 11 cm, iar s reprezintă distanța deflecto rului față de
intrarea rezervorului (fig. 4.15). Pentru a estima rezultatele reale, experimentele de laborator a u
fost repetate de 6 ori.
În acest studiu, autorii au urmărit atât efectul prezenței unei șicane în decantorul primar,
dar și efectul acesteia asupra hidrodinamicii câmpului de curgere . Hidrodinamic a câmpului de
curgere în aceste bazine de decantare este sofisticat a. Prin urmare, autorii au folosit o simulare
numerică pentru a descoperi câmp ul de curgere.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 63 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Această simulare a constat în folosirea modelului VOF (a volumului de fluid) ce cuprinde
și modelul de turbulență RNG. Î n scopul de a valida meto da menționată și pentru o mai bună
înțelegere a fenomenului, testele experimentale au fost efectuate cu ajutorul ADV (Acustic
Doppler V elocimet er). În cele din urmă, poziția optimă a deflectorului pentru îmbunătățirea
performanței decantorului primar a fos t determinată prin aplicarea schemei numerice mentionata
mai sus. În fig. 4.17 este prezentată schema constructivă a bazinului de decantare utilizat în
studiul experimental [ 55].

Fig.4.17. Schema constructivă a bazinului de decantare utilizat pentru simulare [ 55]

În această abordare, se obține cea mai bună locație a șican ei când volumul zonei de
circulație este redus la minimum sau zona moartă este împărțit a în părți mai mici. În tabelul 4 .3
sunt prezentate rezultatele experimentale obtinute pentru diferite poziții ale șicanei.

Tabelul 4. 3. Procentul volumului de circulație pentru diferite pozi ții ale șicanei [ 55]
s/ L 0.1 0.125 0.15 0.5 Fără șicană
CV [%] 13.28 13.05 13.61 17.48 14.24

Din acest tabel se poate observa că poziția optimă a șicanei este la s/L= 0.125 . Pentru
creșterea performanței bazinelor de decantare , a fost sugerata această metodă, care utiliz eaza
plasarea sicanei lângă orificiul de intrare. Acest tip de șicane poate conduce la o distribuție mai
uniformă a vitezei în bazinul de decantare și minimizează aparitia zonelor moarte. De asemenea,
se poate observa că dacă plasarea șicanei se face în zona cea mai îndepărtată de zona admisie, se
obține un curent exact în apropier ea zonei de evacuare a apei din decantor, lucru ce influențează
negativ procesul de decantare.
În fig. 4.18 sunt prezentate diferite poziții ale șicanei în bazinul de decantare, dar și
zonele moarte apărute pe lungimea decantorului, în fiecare caz .
Formarea regiunilor de circulație a redus eficiența bazinului a șicanei de sedimentare,
însă acest fenomen negativ poate fi îmbunătățit prin poziți onarea corespunzătoare . Cu alte
cuvinte, acest lucru împiedică stratul de particule acumulat pe radierul echipamentului să fie
antrenat în interiorul decantorului, putând fi evacuat din acesta .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 64 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig.4.18. Prezența regiunilor de circulație la diferite amplasări ale șicanei:
a) fără șicană, b) s/L=0.125, c) s/L=0.15, d) s/L=0.5 [ 55]

4.4.2.3 Cercetări experimentale privind influența temperaturii apei uzate asupra
procesului de decantare
În lucrarea realizată de Tarpagkou R. și colab., (2013), [ 105], s-a studiat influența
temperaturii asupra eficienței procesului de decantare, în două cazuri, și anume: la temperaturi
scăzute (pe perioada iernii) și temperaturi ridicate (pe perioada verii). Autorii au utilizat un
model CFD ( Computational Fluid Dyna mics ) pentru a simula hidrodinamica și comportarea
debitului de apa într-un bazin de sedimentare pentru tratarea apei potabile. Au fost montați
senzori de temperatură în cinci puncte : unul de la intrarea în bazinul de decantare , trei la mijlocul
bazinului, la adâncimi diferite, astfel: y1=0,07 m ( față de suprafaț ă), y 2=2.01m (mijloc),
y3=4.11m ( în partea de jos) și în cele din urmă unul la capatul decantorului, în zona de evacuare
a apei clarifiate din bazinul de decantare . Fiecare sensor a fost conectat la un calculator, astfel
înregistrându -se datele în timp real pent ru fiecare din ei (fig. 4.19) .

Fig.4.19. Schema configurării experimentale [105]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 65 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Modelul experimental a fost aplicat pentru o zi de iarnă , cu temperaturi extem de scăzute,
în care densitatea are forma neliniar a, parabolică (cazul 1), și pentru o zi de vară normal, în cazul
în care distribuția densității este liniară (cazul 2). Cazul 1 corespunde temperaturi lor extrem de
scăzute, mai ales la s uprafață liberă și la mijloc bazinului de decantare unde apa are densitatea
maximă. Acest caz permite studiul regiunii cu densitate parabolic ă unde densitat ea apei crește
odată cu scăderea temperatur ii, spre deosebire de cazul 2, unde densitatea apei scade liniar cu
creșterea temperaturii . Condițiile inițiale de temperatură sunt prezentate în tabelul 4.4.

Tabelul 4. 4. Condițiile inițiale de temperatură [ 105]

Condițiile
inițiale Temperatura °C
Zona de
admisie Zona de suprafață
y1=0.07m Mijlocul
decantorului
y2=2.01m Radierul
decantorului
y3=4.11m Zona de
evacuare
Cazul 1 0 -3.568 4.141 4.194 2
Cazul 2 20 21 20.5 20 20.5

Cel mai important rezultat al acestiu studiu este dat de influența distribuției temperaturii
asupra câmpul ui de curgere. În fig. 4.20 sunt prezentate direcțiile curentului de apă pentru
ambele cazuri, pentru o durată de 30 min. În cazul 1, s -a creat un curent turbionar mare, care
după 30 min a fost extins până la deversorul de evacuare . În cazul 2 , s-au format două vârteju ri
între șicană și gura de evacuare a bazin ului.
Rezultatele au arătat că, la temperaturi scăzute ale apei, mai exact în regiunea de
densitate non -liniară eficiența procesului de sedimentare scade, vâscozitatea apei crește,
rezistența la înaintare a partic ulelor solide crește și drept urmare viteza de sedimentare scade,
turbiditatea la suprafața liberă crescând [105].

Fig. 4.20. Conturul curenților turbionari și al concentrației de particue solide în cele două
cazuri [ 10]

Eficiența bazinului de sedimentare în regiunea de densitate liniară (cazul 2), este în jur de
80%, la temperaturi scăzute aceasta ajungând la 50%.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 66 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
4.5. Concluzii
 În ceea ce privește procesul de decantare a apelor uzate, în urma cercetărilor efectuate
s-a dedus că în interiorul unui bazin de decantare ideal se diferențiază patru zone:
 zona de intrare (admisie a apei brute): este zona la interiorul căreia debitul este
uniform distribuit pe întreaga arie a secțiunii transve rsale a zonei de sedimentare ;
 zona de decantare: este reprezentată de zona unde are loc sedimentarea
particulelor gravimetrice (debit cvasi -uniform);
 zona de ieșire (de evacuare): este zona în care a re loc evacuarea apei decantate;
 zona de depuneri: este zona reprezentată de radierul echipamentului, loc în se
acumulează depunerilor solide.
 Decantarea are o importanță deosebită în tratarea apelor uzate, caz în care bazinele de
decantare pot reprezenta chiar și 30% din investițiile t otale din cadrul unei stații de epurare . În
ciuda importanței practice a acestor rezervoare, practica actuală de proiectare se bazează foarte
mult pe formule empirice care nu țin cont în totalitate de hidrodinamica detaliată a sistemului. În
ultimii ani s -au depus eforturi pentru înlocuirea metodelor de proiectare empirică prin modele
matematice care reproduc cu exactitate procesele fizice implicate în rezervoarele de sedimentare.
 Pentru realizarea bilanțului de materiale în cazul operației de sedimentare, sunt
utilizate două tipuri de ecuații: o ecuație de bilanț total de materiale, care cuprinde cantitățile de
material care intră și ies din bazinul de decantare, și o ecuație de bilanț parțial, care se referă la
conținutul de particule solide aflate în flux urile de materiale din bazinul de decantare.
 Modelele teoretice de decantare (sedimentare) ajută la studiul comportamentului
particulelor solide în timpul procesului de decantare și pot ajuta la optimizarea procesului astfel
încât să se obțină o eficiență ridicată în ceea ce privește cantitatea de suspensii solide reținute în
decantor.
 În lucrările științifice analizate, se demonstrează că p rocesul de separare a amestecului
solid -lichid este influnțat de numeroși factori care țin atât de componenta solidă, de componenta
lichidă, cât și de factorii constructivi ai decantorului.
 În ceea ce privește concentrația de particle solide din decantoarele orizontale, s -a
constatat că în prima jumătate a bazinului de decantare procesele de sedimentare sunt mai
intense, fapt observat și prin grosim ea stratului de nămol în bazin , care este maximă în prima
jumătate a acestuia .
 S-a constatat că eficiența separării suspensiilor din apele reziduale pentru decantoarele
cu dispozitive de raclare este superioar ă, în comparație cu cea a decantoarelor fără dispozitive de
raclare, fapt care condce la reducerea concentrației de suspensii solide în apa evacuat ă din
decantor (clarificată). Pentru a evita formarea zonei de circulație, care este cunoscută sub numele
de zonă moartă în decantor, se recomandă montarea unei șicane în interiorul decantorului și
poziționarea corectă a acesteia pentru î mbun ătățirea performa ței decantorului.
 S-a constatat că temperatura apei uzate joacă un rol important în procesul de
decantare. Rezultatele experimentale au arătat că, la temperaturi scăzute ale apei, mai exact în
regiunea de densitate non -liniară eficiența procesului de sedimentare scade, vâs cozitatea apei
crește, rezistența la înaintare a particulelor solide crește și drept urmare viteza de sedimentare
scade , eficiența procesului de decantare ajungând în acest caz la 50%, față de 80% în cazul
regiun ii de densitate liniară (pentru temperatura în cazul unei zile de vară normale).

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 67 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
CAPITOLUL 5
ASPECTE ȘI CONTRIBUȚII TEORETICE PRIVIND DEPOLUAREA
APELOR UZATE PRIN DECANTARE

5.1. Introducere
Modelarea matematică permite o analiză a comportării statice și dinamice a unui sistem,
fapt care conduce la o limitare a experimentelor practice, astfel timpul necesar pentru a
determina parametrii optimi ai unui proces se reduce. Modelele matematice sunt utile și pentru
formularea ipotezelor, dar și pentru încorporarea ideilor noi care pot fi ulterior verif icate în
realitate. Un model precis al unui proces permite stabilirea comportamentului procesului pentru
diferite condiții și astfel se poate optimiza și controla un proces pentru un scop specific ales
[106] .
În ultimii ani, modelarea matematică a procese lor de epurare a apelor uzate a devenit un
instrument acceptat în practica inginerească și este utilizată pe scară largă de companiile de
consultanță, dar și agențiile de reglementare. Aplicarea modelelor matematice variază de la
cercetare la proiectarea i nstalației de tratare, operare, control și depanare [107] .
Procesele de tratare a apelor uzate sunt inerent dinamice datorită variațiilor mari ale
debitului influentului, a concentrației și a compoziției acestuia. Mai mult, aceste variații sunt în
mare mă sură necontrolabile. Modelele matematice și simulările pe computer sunt esențiale
pentru a descrie, prezice și controla interacțiunile complicate ale proceselor. Numărul de reacții
și specii de organisme implicate într -un sistem poate fi foarte mare. Prin urmare, o descriere
exactă a unor astfel de sisteme poate avea ca rezultat modele extrem de complexe, care s -ar putea
să nu fie foarte utile din punct de vedere practic, operațional.
În general, o mai bună înțelegere a comportamentului dinamic al procesul ui, cu modele
matematice adecvate și o identificare a parametrilor modelului și a sarcinilor influente în
combinație cu utilizarea sistemelor de control, au un potențial semnificativ pentru rezolvarea
problemelor operaționale, precum și reducerea costurilo r operaționale. În plus, aceste cunoștințe
pot fi folosite în proiectarea stațiilor de epurare care urmează să fie construite în viitor.
Modelarea proceselor de decantare a particulelor solide se bazează pe înțelegerea
dinamicii sistemului de floculare, variabilitatea concentrației și compoziției sedimentelor,
mărimea flocului, activitatea microbiologi că, salinitatea și temperatura [108] . Majoritatea
modelelor actuale presupun un flux unidimensional de particule în spațiu și, prin urmare, sunt
modelate de un set de ecuații diferențiale liniare. Cu toate acestea, adevărata natură a particulelor
de decantare este foarte neliniară și este influențată de condițiile inițiale fluctuante.
Clarificarea primară este adesea considerată ca fiind nu foarte „sensibilă ”, rezultând în
utilizarea modelelor simplificate pentru a reprezenta comportamentul său dinamic [109] .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 68 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 5.2. Algoritm și program de determinare a poziției punctului critic al curbei d e
limpezire la sedimentarea în coloană staționară a suspensiilor apoase diluate de particule
solide
Algoritmul și programul au fost concepute pentru determinarea cu acuratețe a
coordonatelor punctului critic al unei curbe de limpezire a unei suspensii apoase diluate de
particule solide, rapid și comod [110] .
De mențion at că punctul critic al unei curbe de limpezire corespunde momentului inițial
din care, în coloana staționară, se găsesc numai două zone caracteristice și anume: o zonă de apă
limpezită și o zonă de nămol concentrat sedimentat în proces de compactare . Cuno așterea
poziției punctului critic al curbei de limpezire a unei suspensii apoase de particule solide este
deosebit de importantă la proiectarea instalațiilor de tratare a apei bazate pe separare
gravitațională (sedimentare), fiind considerat unul dintre pa rametrii de dimensionare esențiali.
Pentru aceste determinări, a fost utilizat standul pentru studiul sedimentării W2 – Armfield
(prezentat pe larg în subcap. 6.2), utilizând o suspensie apoasă de particule de carbonat de calciu
cu concentrația de 8 %. Au fost înregistrate doar pozițiile interfeței apă limpezită – suspensie
apoasă de particule solide pe o perioadă de timp de 24 ore, astfel: din 0,1 în 0,1 ore în primele
1,5 ore ale experimentului, apoi din oră în oră până la 6 ore și la 24 de ore.

Fig.5.1. Aspectul coloanei cu suspensie în timpul desfășurării experimentului [110]

Programul de determinare a poziției punctului critic, în cazul în care poziția punctului
critic este estimată prin metoda grafică a fost elaborat pe baza unui algoritm secvențial a cărui
schemă structurală este prezentată în fig. 5.2.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 69 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.5.2. Schema structurală a algoritmului secvențial pentru determinarea punctului
critic [110]

Programul, realizat de în mediul de programare MathCad, interactiv și deosebit de simplu
de utilizat, este prezentat în continuare.
Curba de clarificare se traseazã pe baza rezultatelor experimentale ale clarificãrii în
coloanã stationarã a unei anumite suspensii de particule solide.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 70 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Se mentioneazã cã în aplicația DEMO, au fost utilizate rezultatele experimentale
obținute la clarificarea în coloană staționară în condiții de laborator a unui volum de 1,5 dmc de
suspensie apoasă de pulbere de carbonat de calciu, cu concentrația 8%.
Rezultatele experimentale se însriu în matricea datelor de intrare DI astfel:
– pe linia 0 a matricei DI sunt trecute momentele de timp tj [h] la care se efectueazã
determinările pozițiilor interfeței apã limpezitã – suspensie de particule solide, notate cu DI 0,j;
– pe linia 1 a matricei DI sunt trecute înălțimile Hj [mm] ale pozițiilor interfeței apă
clarificată – suspensie de particule solide notate cu DI 1,j;
în care cu j se notează numărul curent al determinării care se efectuează și a cărui valoare
maximă corespunde numărului de coloane ale matricelor DI.

Se reprezintă grafic curba de variație ale pozițiilor Hj ale interfeței apă limpezită –
suspensie de particule solide, în funcție de momentele de timp tj, pentru suspensia considerată,
curbă care poartă numele de curbă de clarificare (limpezire).

Se menționează că trasarea graficului curbei de variație ale pozițiilor Hj ale interfeței apă
limpezită – suspensie de particule solide, în funcție de momentele de timp tj, în unitățile de
măsurã [mm] pentru Hj și [h ] pentru tj, este utilă doar pentru punerea în evidență a zonelor de
cvasiliniaritate a acesteia, care corespund domeniilor caracteristice ale clarificării:
– de sedimentare liberă (în perioada inițială);
– de compactare a nămolului (în perioada finală).

Se stabilesc, pe baza graficului, limitele temporale ale domeniului de sedimentare liberă,
respectiv de compactare a nămolului, astfel:
– limita anterioară a domeniului de sedimentare liberă este momentul inițial t0 [h]:

– limita posterioară a domeniului de sedimentare liberă se consideră momentul tlimsed [h]:

j021
DI0
7900.1
7560.2
7310.3
7080.4
6860.5
6650.6
6460.7
6270.8
6090.9
5911
5741.1
5571.2
5431.3
5271.4
5121.5
4972
4183
3054
2295
1986
19024
167

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 71 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU – limita anterioară a domeniului de compactare a nămolului se consideră momentul
tlimcomp [h]:

– limita posterioară a domeniului de compactare a nămolului este timpul infinit tinf[h] (în
calculi, se ia o valoare finită de timp, după care se consideră că procesul de compactare
practic s -a finalizat):

Toate calculele ulterioare vor fi exprimate în unitățille de măsurã [m] pentru Hj și [h]
pentru tj, asa cã în continuare se va utiliza matricea DImh, în c are datele experimentale sunt
înscrise în [m] pentru Hj si în [h] pentru tj.

Se reprezentă grafic curba de variație ale pozițiilor Hj ale interfeței apă limpezită –
suspensie de particule solide, în funcție de momentele de timp tj, în unitățile de măs ură [m]
pentru Hj și [h] pentru tj, curbă în care pantele curbei apar în mărime realã (deoarece o unitate de
pe axa timpului are aceeași mărime cu o unitate de pe axa pozițiilor interfeței apă -suspensie de
particule solide).
Se mentionează că din motive de redactare, în graficul urmãtor este reprezentată doar
partea semnificativă a curbei (pentru tj între 0…13 h) , însă în calcule sunt utilizate toate datele
din matricea DImh.

Se determină înălțimile interfeței apă limpezită – suspensie de part icule solide
corespunzătoare limitelor temporale ale domeniului de sedimentare liberă, respectiv de
compactare a nămolului:

– înãlțimea H0 [m] a poziției inițiale a interfeței apă limpezitã – suspensie de particule
solide

– momentul ini țial t0 [h]

– înălțimea Hlimsed [m] a pozi ției interfe ței ap ă limpezit ă – suspensie de particule solide la
limita domeniului de sedimentare liber ă (corespunz ătoare limitei de cvasiliniaritate a curbei în
perioada ini țială)
H0 DImh10
H0 0.79
t0 DImh00
t0 0

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 72 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
– înălțimea Hlimcompr [m] a poziției interfe ței ap ă limpezitã – nãmol la începutul
domeniului de compactare a n ămolului (corespunz ătoare limitei anterioare de cvasiliniaritate a
curbei în perioada final ă)

– înălțimea Hinf [m] a pozi ției interfe ței ap ă limpezit ă – nãmol la infin it (mai precis dup ă o
perioadã finit ă, îndelungat ă de timp) corespu nzătoare sf ârșitului domeniului de compactare a
nămolului

Se calculeaz ă panta αsed[m/h] a curbei de limpezire pentru zona de sedimentare liber ă
(care este de fapt viteza de sedimentare liber ă), astfel:

Se calculeaz ă panta αcompr [m/h] a curbei de limpezire pentru zona de compactare a
nămolului (care este de fapt viteza de compactare a n ămolului), astfel:

Se calculeaz ă panta αC [m/h] a curbei de limpezire în punctul critic C ca medie între
pantele din zonele cvasiliniare de sedimentare liber ă, respectiv de compactare a n ămolului ale
curbei, în cazul în care se consider ă că punctul critic C al curbei de limpezire se g ăsește la
intersec ția acesteia cu bisectoarea unghiului dintre pantele în zonele cvasiliniare de sedimentare
liberă, respectiv de compactare a n ămolului ale curbei:

Punctul critic al unei curbe de limpezire reprezint ă punctul de intersec ție al acesteia cu
curba de varia ție a în ălțimii n ămolului în compactare și corespunde momentului în care
interfe țele ap ă limpezit ă – suspensii și suspensi e – nămol compactat se suprapun , iar în coloana
în care are loc procesul de sedimentare nu mai exist ă decât dou ă zone: una de ap ă limpezit ă și
una de n ămol în compactare, adic ă procesul de limpezire a luat sfâr șit.
Panta curbei de limpezire în punctul critic reprezint ă viteza interfe ței ap ă limpezit ă-
suspensi e în momentul suprapunerii cu interfa ța suspensi e – nămol compactat. De men ționat c ă,
pentru un proces de sedimentare în coloan ă staționar ă, stratul de n ămol în compactare
corespunz ător punctului critic are înãl țimea cea mai mare. Punctul critic al curbei de limpezire se
define ște prin coordonatele sale tC și HC, adic ă momentul de timp , respectiv în ălțimea pozi ției
interfe ței ap ă limpezit ă – nămol în compactare corespunz ătoare punctului critic.
Se determin ă prin regresie , cu un program specializat expresia functiei y (t) care se pliaz ă
cel mai bine pe curba de limpezire trasat ă de baza rezultatelor experimentale.
Functia y (t) luat ă în considerare are forma:

Hli msed DImh117
Hl imsed 0.305
Hli mcompr DImh120
Hl imcompr 0.19
Hinf DImh121
Hi nf 0.167
sed atanHlimsed H0
tlimsed t0
sed 0.16
compr atanHinf Hlimcompr
tinf tlimcompr
compr 0.001
Csedcompr
2
C 0.081
yt()act et2 gt3
1bt dt2 ft3

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 73 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU având coeficien ții:

și valoarea factorul de regresie:

Reprezentarea grafic ă a func ției y(t) este urm ătoarea:

Se mentioneaz ă că, din motive de redactare , în grafic este reprezentată doar partea
semnificativ ă a func ției y(t), (pentru tj între 0…13 h).
Se stabile ște expresia derivatei a întâia în func ție de t , a func ției y(t), și se scrie expresia
implicit ă a acesteia , corespunz ătoare valorii pantei C [m/h] curbei de limpezire în punctul critic,
expresie notat ă cu yprim(t) :

Reprezentarea graficã a functiei yprim(t) este urmãtoarea:

Se determin ă momentul de timp tC [h] corespunz ător punctului critic C al curbei de
limpezire, care este chiar solu ția ecua ției yprim(t)=0:

Înălțimea HC [m] pozi ției interfe ței ap ă limpezit ă – nămol în compactare corespunz ătoare
punctului critic este valoarea func ției y(t) la momentul de timp tC:

a 0.78555862
b 0.073287875
e0.015269109
r20.99988691
yprim t()c2e t 3g t2 1bt dt2 ft3    act et2 gt3  b2d t 3f t2   
1bt dt2 ft3  2C 
sol root yprim t()t24 ( ) 
sol 3.39
tC sol
tC 3.39
Hc ytC()
Hc 0.268

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 74 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

5.3. Determinarea curbei de clarificare a unei suspensii apoase de particule solide,
folosind sistemul inte ligent Raspberry Pi
Cercet ările experimentale au fost realizate în domeniu sta ționar, pe un stand de l aborator
(fig.5.3 ), alc ătuit dintr -o coloan ă de plexiglass, cu dimensiunile: lungime 220 mm, diametru
30mm, cu o capacitate de 100 mL, senzorul de turbiditate VL53L0X, device -ul Raspberry Pi și
Pi camera. Înregistrarea interfe ței dintre zona de ap ă limpe zită și zona de n ămol a fost vizualizat ă
în timp real pe ecranul unui PC prin realizarea de fotografii la anumite interval de timp cu
ajutorul unei camere conectata la device -ul Raspberry Pi [111] .
Pentru realizarea cercet ărilor experimentale a fost utilizat ă o suspensie apoas ă de praf de
curățat, astfel: în 100 mL ap ă de la robinet a fost adaugat ă o cantitate de 5 g praf de cur ățat.
Scopul cercet ărilor experimentale a fost de a determina turbiditatea apei uzate și
concentra ția de particule solide (T SS) a acesteia, precum și viteza de sedimentare a particulelor
solide din apa uzat ă.

Fig.5.3. Standul pentru realizarea p ărții experimentale [111]

În cele ce urmeaz ă sunt prezenta ți pașii pentru dete rminarea acestor parametrii, astfel:
a) în ceea ce prive ște turbiditatea apei uzate, s-a stabilit m ăsurarea acesteia în trei puncte
situate la înălțimi diferite pe coloana gradat ă, și anume la 55 mm, 65 mm, respectiv 75 mm.
Pentru fiecare înălțime stabilit ă s-a măsurat turbiditatea apei, timp de aproxima tiv 80
min, m ăsuratorile realiz ându-se din 20 în 20 de secunde.
Măsuratorile au fost realizate cu ajutorul unui senzor de turbiditate VL53L0X, iar valorile
înregistrate în NTU s -au convertit la concentrația de masă utilizând ecuația, [112] :
ln (TSS) = 1.5 ln (NTU) + 0.15 (5.1)
Convertirea s -a bazat metoda propus ă de Packman și colab.(1999), [113], ce const ă pe
linia de calibrare de 10 puncte dintr -un set de date TSS versus NTU (R2 = 0 .97).
Pe baza datelor experi mentale ob ținute pentru turbiditate, a fost determinat ă curba de
varia ție a turbidit ății suspensiei cu ajutorul unei func ții putere de tip:

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 75 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU a=k×tb (5.2)
Valorile m ăsurate au folosit la trasarea curbei de clarificare a unei suspensii apoase de
particule solide.
b) în ceea ce prive ște viteza de sedimentare a particulelor solide, aceasta a fost
determinat ă prin calcul utiliz ând metoda proces ării imaginilor ale interfe ței de sepa rare dintre
zona limpezit ă și zona de suspensie cu particule solide în plin proces de decantare , cu ajutorul
camerei Pi , camera ata șată device -ului Raspberry Pi.
Pentru captarea imaginilor , a fost utilizat un program creat pentru acest tip de experiment ,
realizat în limbajul de programare Pyton (versiunea 3.4), ce ruleaz ă pe un dispozitiv Raspberry
Pi cu system de operare Raspbian. Și în acest caz, m ăsurătorile s -au realizat tot la interval de 20
s.
În literatur a de specialitate au fost propuse mai multe sisteme analitice pentru simularea
procesului de îndep ărtarea a particulelor solide. În cazul acestui studiu a fost folosit ă expresia
matematic ă enun țată de Cho și colab. (1993), c are a introdus conceptul de "flux solid" pentru
calculul sediment ării. Pân ă în prezent, dou ă modele empirice au fost utilizate cu succes pentru
proiectarea decantoarelor în ceea ce prive ște fluxurilor solide de materiale. Acestea includ
modelul legii puterii ( ec. 5.3) și modelul exponențial ( ec. 5.4)
v = kh-n (5.3)
v = k exp ( -nh) (5.4)
unde:
k – vitezele maxime de sedimentare
h – nivelul interfe ței
n – parametrul de model
Modelul exponențial este rezonabil în concentrații diluate, dar este mult mai complicat în
proiectarea unui decantor. Modelul legii de putere, pe de altă parte, devine infinit într -o gamă de
concentrații diluate [112] .
În tabelul 5.1 sunt prezentate , pentru cinci momente de timp :
– valorile turbidit ății determinate exp erimental la trei înălțimi: 75 mm (T_ex75), 65 mm
(T_ex65) și 55 mm (T_ex55)
– a turbidit ății determinate pe baza func ției de regresie la înălțimea de 75 mm, (T_75), 65
mm (T_65) și 55 mm (T_55)
– valoarea concentra ției de mas ă stabilit ă în urma convertirii la 75 mm (Ln TSS_75), 65
mm (Ln TSS_65) și 55 mm (Ln TSS_55)

Tabelul 5.1. Rezultate le experimentale obținute în urma proc esului de sedimentare [112]
Timp,
min T_ex75 T_ex65 T_ex55 T_75 T_65 T_55 Ln
TSS_75 Ln
TSS_65 Ln
TSS_55
20 260.009 222.342 246.311 270.452 240.593 285.07 8.491 8.256 8.409
40 277.623 208.035 206.178 194.446 161.506 194.641 8.589 8.156 8.143
60 296.178 237.412 187.623 160.317 127.92 155.702 8.686 8.354 8.001
80 260.009 194.454 183.287 139.801 108.417 132.897 8.491 8.055 7.966
100 277.623 194.454 187.623 125.713 95.362 117.535 8.5893 8.055 8.001

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 76 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Pe baza datelor experimentale, a fost trasat ă curba de clarificare corespunz ătoare celor trei
puncte în care a fost m ăsurat ă turbiditatea. Aceasta este prezentat ă în fig.5.4.

Fig.5.4. Variația turbidității în cele trei puncta măsurate [112]

Rezultatele experimentale, pentru toate cele trei înălțimi stabilite, au fost prelucrate cu
ajutorul programului Microsoft Excel aplic ând analiza de regresie pentru fiecare zon ă de
sedimentare în parte. Conform fig .5.4, se poate observa c ă valoarea turbidit ății în cele 80 min în
care s -au realizat m ăsurătorile, pentru înălțimea de 75 mm a sc ăzut de la valoarea de 260 NTU la
aprox. 11 NTU, pentru înălțimea de 65 mm , turbiditatea a avut valori cuprinse între 222 și 13
NTU, iar pentru înălțimea de 55 mm, turbiditatea a avut varia ții de la 246 la 26 NTU.
În seturile de date reprezentate grafic se observă o potrivire rezonabilă a datelor
experimentale cu datele ob ținute prin regresie. Conform acestei varia ții, se poate observa c ă pe
măsură ce timpul trece, scade gradul de turbiditate din solu ție.
Acela și lucru se poate observa și în fig.5.5, î n care este reprezentat ă grafic varia ția
logaritmului natural al concentra ției de particule solide. În seturile de date ( fig.5.4 – 5.5), se
observă o corela ție a datelor cu cele ob ținute de Sithebe și colab. (2014).
În fig .5.6 este reprezentat ă evolu ția în timp a vitezei de sedimentare fiind determinat ă,
prin calcul cu ajutorul ec. 5.4, în urma determin ărilor experimentale a nivelului interfe ței de
separare dintre zona limpede și zona cu particule în plin proces de decantare (fig. 5.7), prin
prelucrarea imaginilor captate cu ajutorul camerei Pi.

050100150200250300350
0 1000 2000 3000 4000 5000Turbiditate, NTU
Timp, s T_ex75
T_ex65
T_ex55
T_75
T_65
T_55

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 77 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig.5.5. Varia ția logaritmului natural al conce ntrației de particule solide [112]

În fig .5.6, curba de culoare magenta reprezint ă valorile vitezei de sedimentare
determinate experimental, iar cu linia albastr ă, sunt reprezentate valorile vitezei de sedimentare
calculate prin integrare numeric ă a ecua ției diferen țiale din modelul propus de Je și Chang [114]
în lucrarea lor:
dv/ dt = a/ tk (5.5)
Linia neagr ă punctat ă din reprezentarea grafic ă, indic ă valorile vitezei de sedimentare
calculate analitic prin rezolvarea ecua ției diferen țiale men ționate anterior.
Se observ ă, ca la momentul ini țial, valoarea vitezei de sedimentare are o valoare de 4.5
mm/s, iar în secunda 120 scade p ână la valoarea de 0.8 mm/s. Astfel , se poate concluziona c ă, pe
măsura ce timpul trece, scade viteza de sedimentare a particulelor solide dintr -o suspensie.

Fig.5.6. Variația vitezei de sedimentare în timp [114]
012345678910
0 1000 2000 3000 4000 5000Ln (TSS)
Timp, s Ln TSS_Tex75
Ln TSS_Tex65
Ln TSS_Tex55

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 78 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU În fig .5.7, curba de culoare albastr ă reprezint ă varia ția înălțimii interfe ței dintre zona
limpezit ă și zona d e suspensie în plin proces de decantare , determinat ă experimental, iar cu
culoarea roșie este reprezentat ă înălțimea interfe ței calculate prin integrare numeric ă a ecua ției
diferen țiale:
dh
dt=3a×t2 +b×t+c (5.6)
Linia verde indic ă valorile înălțimii interfe ței calculate analitic prin rezolvarea ecua ției
diferen țiale men ționate anterior. Conform fig . 5.7, se observ ă că înălțimea stratului de particule
solide crește în timp.

Fig.5.7. Evoluția interfeței solid -lichid [114]

Rezultatele experimentale ob ținute sunt în corela ție cu cele ob ținute de Sithebe și colab.
(2014), precum și cu cele ob ținute de Je and Chang (2004).

5.4. Modelarea matematica a procesului de sedimentare a apelor uzate, prin analiza
dimensionala, utilizand teorema ∏
În vederea anticipării vitezei de sedimentare a particulelor solide din apele uzate, a fost
aplicat ă teoria analizei dimensionale, pentru modela rea matema tică a acestui proces. Din teoria
analizei dimensionale a fost aplicată teorema , enunțată de către Buck ingham.
Enunțul acestei teoreme spune că, numărul de criterii independente din funcția criterială
este dat de diferența n-r, în care n este numărul variabilelor și constantelor dimensionale, iar r
este rangul matricei dimensionale, care este egal cu numărul mărimilor fundamentale în funcție
de care se pot exprima variabilele luate în analiză. Numărul mărimilor fundamentale este relativ
restrâns și depinde de complexitatea fenomenului.
Etapele necesare aplicării teoremei sunt:
– determinarea tuturor parametrilor care influențează fenomenul;
– exprimarea unei funcții nedeterminate care conține cei n parametri, în n fiind inclus și
fenomenul
0)…,,(3 2 1 naaaaf ; funcția este completă dacă este omogenă din punct

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 79 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU de vedere dimensional și dacă conține toți parametrii cu influență semnificativă
asupra fenomenului;
– se scriu ecuațiile dimensionale pentru fiecare parametru:
…..;][1a

….;][2a
….;][na
și se determină numărul mărimilor fizice fundamentale implicate în fenomenul respectiv.
m – numărul mărimilor fizice fundamentale
– se formează c âte n-m grupuri adimensionale care conțin fiecare câte m+1 termeni
Pe baza cercetăril or teoretice și experimentale ale procesului de sedimentare a apelor
uzate , au fost considerați în studiu un număr de 7 parametri principali care influențează procesul
de sedimentare :
– debitul de apa uzata, Q (m3/s);
– lungimea decantorului, h (m);
– viteza de sedimentare, v s (m/s);
– diametrul particulelor, d (m);
– vâscozitatea cinamatic ă a lichidului, ν (m2/s);
– timpul de sta ționare al apei în decantor, t (s);
– densitatea particulelor, ρ p (kg/m3).
Procesul de sedimentare , unde toți termenii în raport cu mărimile fundamentale din SI
(L,M,T) sunt dimensionali omogeni , este descris prin f uncția implicită:
f(Q, h, v s, d, ν, t, ρ p) = 0 (5.7)
n = 7 parametrii principali care influenteaza procesul de sedimentare
m = marimile fizice fundamentale (h, d, t)
n – m = 4 (se formeaza 4 grupuri adimensionale care conțin fiecare câte m+1 termeni )
Considerând ca mărimi determinante grupul (v s, d, ρ p), pe baza teoremei ∏ se vor
determina complecșii adimensionali (criteriile de similitudine) ai procesului de sedimentare.

Cazul A) Se aleg:
– mărimile fizice directoare sunt Q [m3/s], h [m], ν[m2/s] și t[s]
– mărimile determina nte sunt vs [m/s] , d[m], ρ p[kg/m3]
f(Q, h, v s, d, ν, t, ρ p) = 0
n = 7 ( Q, h, v s, d, ν, t, ρ p) (5.8)

1 3
][][][ TLVQ (5.9)
[h] = L (5.10)

1
][][][ TLdvs (5.11)
[d] = L (5.12)

1 22
][][][ TLd
 (5.13)
[t] = T (5.14)

3
][][][ LMVm
p (5.15)
– se scriu expresiile celor 4 grupuri adimensionale:

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 80 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Q d vz
py x
s 1 1 1
1   (5.16)
h d vz
py x
s 2 2 22  
(5.17)
  3 3 3
3z
py x
sd v
(5.18)
t d vz
py x
s 4 4 4
4  
(5.19)
– se determină dimensiunea fiecărui grup:
Q d vz
py x
s 1 1 1
1  

h d vz
py x
s 2 2 2
2  

  3 3 3
3z
py x
s d v

t d vz
py x
s 4 4 4
4  

t d vz
py x
s 4 4 4
4  

în care exponenții x1, y1, z1; x2, y2, z2; x3, y3, z3 și x4, y4, z4 se pot determina din condițiile ca 1, 2,
3 și 4 să fie adimensionali, în raport cu mărimile fundamentale L (lungime), M (masă), T
(timp).
Punând condiția ca 1 să fie adimensional, în raport cu cele trei mărimi fundamentale L,
M, T, s -a obținut următorul sistem de ecuații liniare:

1 3 13 1 1 1 1 1 3 13 1 11
1 ] [] [][] [][       TL LML TL TL ML L LTz z y x x z y x
(5.20)
1 ][1 11 31311
1   z x z yxM T L

– se determină exponenții, apoi se înlocuiesc în expresia grupului adimensional:



2 03 301 01
1 1 1 111 1
y z y xzx x (5.21)

20 2 1
1dvQQ d v
sp s  (5.22)
Utilizând același procedeu, s -a pus cond iția ca 2 să fie adimensional, în raport cu cele
trei mărimi fundamentale L, M, T, și s -a obținut următorul sistem de ecuații liniare:
L L ML TL L ML L LTz z y x x z y x     23 2 2 2 2 23 2 21
2 ][] [][] [][
(5.23)
1 ][2 2 12322
2   z x z yxM T L



1 01 30
2 2 2 22 2
y z y xz x (5.24)

dhh d vp s  0 1 0
2   (5.25)
S-a utilizat același procedeu, punându -se condiția ca 3 să fie adimensional, în raport cu
cele trei mărimi fundamentale L, M, T, și s-a obținut următorul sistem de ecuații liniare :

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 81 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
1 ][] [] [][] [][
3 13 23333
31 2 33 3 3 3 3 1 2 33 3 31
3
  
     
z x z yxz z y x x z y x
M T LTL LML TL TL ML L LT
 (5.26)



1 02 31 010
3 3 3 33 33
y z y xx xz (5.27)

Re1 0 1 1
3 
dvd v
sp s  (5.28)
In raport cu cele trei mărimi fundamentale L, M, T, s-a pus condiția ca 4 să fie
adimensional, și s -a obținut următorul sistem de ecuații liniare :
1 ][][] [][] [][
4 14 4344
443 4 4 4 4 43 4 41
4
   
    
z x z yxz z y x x z y x
M T LT LML TL T ML L LT

(5.29)



1 0 31 010
4 4 4 44 44
y z y xx xz (5.30)

dvtt dvs
p s 0 1 1
4  
(5.31)

(5.32)
Pentru o primă aproximare a fost propus modelul matematic al produsului de puteri ale
celorlalte mărimi adimensionale, respectiv:

c
sb a s
dvt
dhkdQv







Re1
12 (m/s) (5.33)
în care: k 1, a, b , c sunt coeficienți constanți, respectiv exponenți calculați prin regresie
liniară bazată pe date experimentale.
Debi tul Q poate fi scris sub forma:
c
sb a
sdvt
dhdvkQ 





Re12
1
(m3/s) (5.34)

Cazul B) Se aleg:
– mărimile fizice directoare sunt Q[m3/s], d[m], ν[m2/s] și t[s]
– mărimile determinante sunt vs[m/s] , h[m], ρ p[kg/m3]
 


 

 



 

dvt
dhdQvdvt
dh
dvQctdvt
dh
dvQFct F
sss
ss
s
,Re1,,Re1,,Re1,,,,,
2224 3 2 1


Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 82 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU – se scriu expresiile celor 4 grupuri adimensionale:
Q h vz
py x
s 1 1 1
1  
(5.35)
d h vz
py x
s 2 2 2
2  
(5.36)
  3 3 3
3z
py x
sh v
(5.37)
t h vz
py x
s 4 4 4
4  
(5.38)
– se determină dimensiunea fiecărui grup:
Q h vz
py x
s 1 1 1
1  

d h vz
py x
s 2 2 2
2  

  3 3 3
3z
py x
s h v

t h vz
py x
s 4 4 4
4  

în care exponenții x1, y1, z1; x2, y2, z2; x3, y3, z3 și x4, y4, z4 se pot determina din condițiile
ca 1, 2, 3 și 4 să fie adimensionali, în raport cu mărimile fundamentale L (lungime), M
(masă), T (timp).
Punând condiția ca 1 să fie adimensional, în raport cu cele trei mărimi fundamentale L,
M, T, s -a obținut următorul sistem de ecuații liniare:
1 3 13 1 1 1 1 1 3 13 1 11
1 ] [] [][] [][       TL LML TL TL ML L LTz z y x x z y x
(5.39)
1 ][1 11 31311
1   z x z yxM T L

– se determină exponenții, apoi se înlocuiesc în expresia grupului adimensional:


2 03 301 01
1 1 1 111 1
y z y xzx x
(5.40)
20 2 1
1hvQQ h v
sp s 
(5.41)
Utilizând același procedeu, s -a pus condiția ca 2 să fie adimensional, în raport cu cele
trei mărimi fundamentale L, M, T, și s -a obținut următorul sistem de ecuații liniare:
L L ML TL L ML L LTz z y x x z y x     23 2 2 2 2 23 2 21
2 ][] [][] [][
(5.42)
1 ][2 2 12322
2   z x z yxM T L



1 01 30
2 2 2 22 2
y z y xz x (5.43)

hdd hvp s  0 1 0
2   (5.44)
S-a utilizat același procedeu, punandu -se condiția ca 3 să fie adimensional, în raport cu
cele trei mărimi fundamentale L, M, T, și s -a obținut următorul sistem de ecuații liniare:

1 ][] [] [][] [][
3 13 23333
31 2 33 3 3 3 3 1 2 33 3 31
3
  
     
z x z yxz z y x x z y x
M T LTL LML TL TL ML L LT
 (5.45)

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 83 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU


1 02 31 010
3 3 3 33 33
y z y xx xz (5.46)
hvh v
sp s  0 1 1
3
(5.47)
In raport cu cele trei mărimi fundamentale L, M, T, s -a pus condiția ca 4 să fie
adimensional, și s -a obținut următorul sistem de ecuații liniare:

1 ][][] [][] [][
4 14 4344
443 4 4 4 4 43 4 41
4
   
    
z x z yxz z y x x z y x
M T LT LML TL T ML L LT
 (5.48)



1 0 31 010
4 4 4 44 44
y z y xx xz (5.49)

hvtt dvs
p s 0 1 1
4   (5.50)

(5.51)

Pentru o primă aproximare a fost propus modelul matematic al produsului de puteri ale
celorlalte mărimi adimensionale, respectiv:

c
sb
sas
hvt
hv dhdkhQv










12 (m/s) (5.52)
în care: k 1, a, b , c, sunt coeficienți constanți, respectiv exponenți calculați prin regresie liniară
bazată pe date experimentale.
Debitul Q poate fi scris sub forma:

c
sb a
sdvt
dhhvkQ 





Re12
1 (m3/s) (5.53)

Verificarea corectitudinii din punct de vedere dimensional sau din punct de vedere al
unităților de măsură pentru viteza de sedimentare

a) Verificarea dimensională a relației
Viteza de sedimentare a particulelor solide este data de relația:

 



 



 



 

hvt
hvhdhQvhvt
hv dh
dvQctdvt
hd
hvQFct F
s
sss
s ss
s
, ,, ,Re1,,,,,,,
2224 3 2 1


Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 84 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 𝑣=√4
3 ×𝑔×𝑑×𝜌𝑝 −𝜌𝑙
𝜌𝑙 ×𝜑1[𝑚/𝑠]
unde:
g – accelerația gravitaționala (m/s2)
d – diametrul particulei (m)
ƿp – densitatea particulei (kg/m3)
ƿl – densitatea lichidului (kg/m3)
𝜑 1 – factor ce tine de sfericitatea particulelor (adimensional)
[X] – dimensiunea mărimii X
<X> – unitatea de măsură a mărimii X
Ecuația dimensiunilor:
– dpdv fizic, viteza reprezintă raportul dintre distanta și timp, deci se poate scrie relația:
1
][][][ TLTL dv

Se determină dimensiunile tuturor termenilor din membrul drept al formulei vitezei de
sedimentare :
[g] =
][][][
][][
mam
mF [a] =
2TL (accelerația se măsoară în m/s2, dimensiunea
pentru metru este lungimea L și dimensiunea pentru secunda este timpul T)
[d] = L
3
3 p][][ LMLM
VM

3
3 l][][ LMLM
VM

Se verifică dimensiunea termenului din dreapta (din formula vitezei de sedimentare ):

 







 





ll p
ll p
ll pd g dgKdg


1 34

1 2 2
33 3
2  
 
 TL TLMLML MLL TL (5.54)
Se constată că:






1 34][Kdg v
ll p
 (5.55)
b) Verificarea din punct de vedere al U.M:

1 sm v
2 sm g
m d

3 mkgp
3 mkgl
33 3
2 2
1 34
 

mkgmkg mkgmsm m dgKdg
ll p
ll p



1 2 2   sm sm
(5.56)


1 34
Kdg v
ll p
 (5.57)

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 85 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

5.4. Concluzii

 În ultimii ani, modelarea matematică a proceselor de epurare a apelor uzate a devenit un
instrument acceptat în practica inginerească și este utilizată pe scară largă de companiile de
consultanță, d ar și agențiile de reglementare
 Modelarea proceselor de de cantare a particulelor solide se bazează pe înțelegerea
dinamicii sistemului de floculare, variabilitatea concentrației și compoziției sedimentelor,
mărimea flocului, activitatea microbiologică, salinitatea și temperatură
 În ceea ce privește a lgoritm l și program ul de determinare a poziției punctului critic al
curbei de limpezire la sedimentarea în coloană staționară a suspensiilor apoase diluate de
particule solide :
 punctul critic al unei curbe de limpezire reprezint ă punctul de intersec ție al
acesteia cu c urba de varia ție a în ălțimii n ămolului în compactare și corespunde momentului în
care interfe țele ap ă limpezit ă – suspensii și suspensi e – nămol compactat se suprapun
 înălțimea punctului critic aferent suspensiei apoase de carbonat de calciu, de
concentraț ie 8%, a avut valoarea 0.268 m
 În cazul d etermin ării curbei de clarificare a unei suspensii apoase de particule solide,
folosind sistemul inteligent Raspberry Pi :
 înregistrarea interfe ței dintre zona de ap ă limpezit ă și zona de n ămol a fost
vizualizat ă în timp real pe ecranul unui PC prin realizarea de fotografii la anumite interval de
timp cu ajutorul unei camere conectata la device -ul Raspberry Pi
 în cazul acestui studiu a fost folosită expresia matematică enunțată de Cho și
colab oratorii
 valoarea turbi dității în cele 80 min în care s -au realizat m ăsurătorile, pentru
înălțimea de 75 mm a sc ăzut de la valoarea de 260 NTU la aprox. 11 NTU, pentru înălțimea de
65 mm , turbiditatea a avut valori cuprinse între 222 și 13 NTU, iar pentru înălțimea de 55 mm,
turbiditatea a avut varia ții de la 246 la 26 NTU
 la momentul ini țial, valoarea vitezei de sedimentare are o valoare de 4.5 mm/s, iar
în secunda 120 scade p ână la valoarea de 0.8 mm/s
 În vederea anticipării vitezei de sedimentare a particulelor solide din apele uzate, a fost
aplicată teoria analizei dimensionale, pentru modelarea matematică a acestui proces
 Pe baza cercetăril or teoretice și experimentale ale procesului de sedimentare a apelor
uzate , au fost considerați în studiu un număr de 7 parametri prin cipali care influențează procesul
de sedimentare
– debitul de apa uzata, Q (m3/s)
– lungimea decantorului, h (m)
– viteza de sedimentare, v s (m/s)
– diametrul particulelor, d (m)
– vâscozitatea cinamatică a lichidului, ν (m2/s)
– timpul de staționare al apei î n decantor, t (s)
– densitatea particulelor, ρ p (kg/m3)

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 86 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
CAPITOLUL 6
CERCET ĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND PROCESUL DE
DEPOLUARE A APELOR UZATE PRIN DECANTARE

6.1. Obiectivele cerce tărilor experimentale
Este știut faptul că principalul factor care afectează procesul de separare a amestecului
lichid -solid este componenta solidă a suspensiei, iar eficiența procesului de sedimentare este
afectată de concentrația și dimensiunea particulelor solide existente în suspensie. Prin urmare,
este important să cunoaștem și să înțelegem proprietățile acestei componente pentru a optimiza
procesul de separare și pentru a determina eficiența echipamentelor utilizate în procesul de
decantare a apelor uzate.
Obiectivul principal al determinărilor experimentale ale procesului de separare mecanică
prin sedimentare (decantare) , din cadrul acest ui capitol , îl constituie influența concentrației și a
dimensiunilor particulelor solide în procesul de decantare a apelo r uzate.
Obiectivele specifice ale cercetărilor experimentale au fost reprezentate de:
 analiza influenței concentrației suspensiilor solide asupra decant ării în coloan ă
staționară ;
 determinarea poziției punctului critic al curbei de limpezire la sedimenta rea în coloană
staționară a suspensiilor apoase diluate de particule solide ;
 determinarea varia ției concentra ției de particule solide într-o suspensie apoas ă cu
ajutorul Spectrofotometrului UV -VIS;
 îmbunăt ățirea procesului de decantare prin ad ăugarea de co agulan ți;
 determinarea concentrației de particule solide la intrarea și ieșirea unui decantor dintr -o
stație de epurare în luna ianuarie și luna iulie;
 determina rea curbei de clarificare a unei suspensii apoase de particule solide, utilizând
sistemul intel igent Raspberry Pi.

6.2. Aparatura și echipamentele de lucru utilizate pentru realizarea determinărilor
experimentale
În vederea îndeplinirii obiectivelor cercetărilor experimentale , au fost urmați pașii
prezentați în fig.6.1, repezentând metodica generală a determinărilor experimentale.
Experimentele din cadrul acest ui capitol au fost realizate în perioada 201 6-2019, în
Laboratorul Sisteme pentru Depoluare și în Laborator ul Microbiologie , din incinta Facult ății de
Ingineria Sistemelor Biotehnice, Departamentul de Sisteme Biotehnice, precum și în cadrul unei
stații de epurare a apelor uzate urbane, de pe teritoriul României.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 87 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.6.1. Metodica generală a determinărilor experimentale

Standul experimental pentru studiul sedimentării este reprez entat de un echipament care
permite sedimentarea în coloană staționară. Acesta este modelul W2 – Armfield (fig.6.2),
fabricat în Marea Britanie și este prevăzut cu cinci coloane de sticlă, cu diametru interior de 50
mm și înălțimea utilă (prevăzuta cu gra dații) , de 940 mm .
Echipamentul este prevăzut cu cleme care permit fixarea coloanelor în timpul procesului,
fiecare coloană fiind prevazută la rândul ei cu dop de cauciuc pentru ca întregul proces să fie
influențat doar de forța gravitațională. Standul are incorporat un sistem de iluminare care permite
observarea procesului de sedimentare cât mai corect posibil.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 88 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.6.2 . Schema aparatului pentru studiul sedimentării în coloană staționară
W2 – Armfield [26]

Standul experimental pentru studiul coagulării – floculării W1 – Armfield, Marea Britanie
(fig.6.3 ), echipament construit special pentru analiza procesului de coagulare. Componenta
principală a acestui aparat este reprezentată de cele șase vase gradate, cu volumul de 1L,
prevăzute cu elemente de omogenizare (a gitato are cu palete ), fabricate din oțel inoxidabil pentru
a rezista la coroziune , care s unt extrase cu ușurință pentru îndepărtarea și curățarea vaselor de
testare . Cadrul de bază al aparatului este dotat cu suport cu iluminație fluorescentă pentru o mai
buna observare a proceselor ce au loc în vasele de testare . Echipamentul mai este prevăzut cu un
display pentru i ndicarea turației agitatorului și buton pentru reglar ea acesteia, dar si cu un d isplay
pentru indicarea duratei de amestecare a apei cu reactiv și buton pentru reglarea acesteia.

Fig.6.3. Schema aparatului pentru studiul floculării W1 – Armfield [26]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 89 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Etuva Memmert UFE 400 (fig.6.4), [115], are următoa rele caracteristici tehnice:
– are posibilitatea program ării temperaturii și a timpului de lucru dorit ;
– supraf ețele interioare și exterioare sunt realizate din o țel inoxidabil, șlefuit electrochimic
pentru eliminarea riscurilor coroziuni i;
– încălzirea se realizeaz ă pe patru suprafe țe, acest lucru asigurând o distribu ție uniform ă a
temperaturii în interiorul etuvei ;
– are panou de avertizare luminousă pentru stand -by, operare, încalzire, avarie și erori
– convec ție for țată a aerului în interiorul etuvei, cu ven tilator silen țios;
– volum incint ă: 108 litri;
– domeniul de temperatur ă: +5° C ÷ + 250 °C;
– precizia temperaturii: ± 0,5 °C;
– timpul maxim de programare: 999 ore;
– tensiune de alimentare: 220 V .

Fig.6.4. Etuva Memmert UFE 400 [116]

Spectrofotometru UV -VIS PG -T92+ (fig.6.5), are o g amă de lungimii de undă de 190 –
900nm , cu o precizie de ± 0,3nm . Acesta este prevăzut cu dublu fascicol ce permite înregistrarea
directă a raportului semnalelor de probă și referință Aparatul este operat prin intermediul unui
software care rulează pe un mediu de operare Windows XP și controlează integral funcțiile
spectrofotometrului și ale accesoriilor, fiind instalat pe un computer extern [117] . Cu ajutorul
pachetului de software se realizeaz ă:
– analiza calitativ ă – scanarea de spectre, cinetica și citirea la lungimi de undă prestabilite,
precum și prelu crarea matematică a spectrelor;
– analiza cantitativ ă – cuantificarea unui singur component folosind lungimi de und ă
prestabilite;
– studii de cinetic ă – colectarea datelor pentru o lungime de und ă fixă sau scanarea
domeniului de und ă ca o func ție de timp .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 90 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU

Fig.6.5. Spectrofotometrul UV -VIS PG -T92+

Clasorul cu site Analysette 3 Spartan de la Fritsch (fig.6.6), este utilizat pentru analiza
cantitativă a dimensiunii particulelor de solide și suspensii de toate tipurile prin cernere uscată
sau umedă . ANALYSETTE 3 este un sistem de "sită de scuturare" în care o acționare
electromagnetică determină sitele să oscileze pe direcție ve rticală. După cernerea materialului
într-un anumit interval de t imp, pe fiecare sită se va găsi câte o cantitate de material ce reprezintă
totalitatea particulel or cu dimensiuni mai mici decât cele ale orificiilor sitei superioare celei
considerate, și mai mari d ecât ale sitei considerate prin care nu a trecut. Mai are specific [118] :
– interval de măsurare: cernere uscată 20 µm – 63 mm; cernere umedă 20 µm – 10 mm ;
– timp de cernere: cernere uscată 3 – 20 min ; cernere umedă: 3 – 10 min ;
– greutate netă / brută 21 kg / 26 kg ;
– amplitudine 0,3 – 5 mm.

Fig.6. 6. Clasorul cu site Analysette 3 Spartan [118]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 91 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Termobalanța KERN RH -120-3 (fig.6.7), este utilizat ă pentru determinarea masei probei
și uscarea acesteia prin î ncălzire cu scopul de a determina automat umiditatea probei
(conținutului procentual de ap ă). Balan ța emite radia ții electromagnetice în domeniul infraro șu
de unde medii și scurte (lungime 2 – 3.5 μm). Termobalanța are o c apacitate maxim ă de 124 g,
dimensiunea t ăviței (diametru) de 8 cm, cu o r eproductibilitate de 0,001 g și o l iniaritate de +/ –
0,001 g [119]

Fig.6.7. Termobalanța KERN RH -120-3 [119]

Balanța analitică, Kern ABT 220 – 5 DM (fig.6.8), garanteaz ă un grad ridicat de precizie
și o ajustare automat ă intern ă în cazul unei modific ări a temperaturii > 0,5 ° C și controlat ă la
fiecare 4 ore. Are un timp scurt de stabilizare, valorile greut ății se stabilizează î n aprox. 4 sec în
condi ții de laborator (la toa te modelele cu citire = 0,1 mg), și la 10 s (la toate modelele cu citire =
0,01 mg ). Are domeniu de m ăsură de max. 220g , este prevăzută cu carcas ă din metal cu
durabilitate mare, c elula de c ântărire este complet automată și este fabricat ă dintr -o singur ă
bucat ă de material [120] .

Fig.6. 8. Balanța analitică Kern ABT 220 – 5 DM [120]

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 92 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Balanța electrică Kern 572 (fig.6.9), este prevăzută cu o carcasă robust ă din aluminiu
care men ține stabilitatea și protejeaz ă elementele de c ântărit [121] . În plus, beneficiază de:
– ecran mare LCD, cu înălțimea ecranului de 18 mm ;
– interval de măsurare de 240 – 24000 g ;
– precizie de citire de 0.001 – 0.1 g ;
– indicator de planeitate și picio are ce permit ajustarea planeităț ii;
– reproductibilitate de 0.001 – 0.1 g .

Fig.6. 9. Balanța electrică Kern 572 [121]

pH-metru RS 610 – 540 (fig.6.10), este un aparat care măsoară pH -ul în gama 0 -14,
valoarea acestuia fiind afisată pe display -ul aparatului cu o precizie de două zecimale. Acesta are
un domeniu de utilizare de 0 -45 ⁰C, alimentarea facându -se de la o baterie de 9V, de tip PP3, cu
o durată de viață de 250h [26].

Fig.6. 10. pH-metrul RS 610 – 540
Fotometru Spectroquant NOVA 60 permite realiz area de analize pe soluții apoase, cu
aplicații în special în ape potabile, ape reziduale, analize de mediu și industria alimentară.
Aparatul recunoaște automat metoda cu ajutorul codului de bare existent pe cuvele (cell test) sau
pe identificat oarele de metodă (Merck test) . Fotocolorimetrele NOVA 60 sunt alcătuite dintr -o
sursă optică, un sistem de selectar e al un ui interval spectral din radiația emisă de sursă, două
lăcașe pentru probe (unul pentru cuve rotunde de 16mm diametru și altul pentru cuve
rectangulare de 10, 20 respectiv 50 mm) și un sistem de achiziție și prelucrare date [122] .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 93 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.6.11. Fotometru Sp ectroquant NOVA 60

6.3. Cercetări experimentale
6.3.1. Cercetări experimentale privind influența concentrației de particule solide
Pentru a analiza influența concentrației de particule solide asupra procesului de
decantare, a fost utilizat standul ex perimental pentru studiul sedimentării W2 – Armfield ,
prezentat în cadrul subcapitolului 6.2. În cadrul experimentului au fost analizate trei probe ce au
constat dintr -o suspensie apoasă, compus ă din apă și argilă albastră – proba 1, apă și carbonat de
calciu (CaCO 3) sub formă de pulbere – proba 2, apă și sol – proba 3. Au fost utilizate toate cele
cinci coloane de sticlă cu care este prevăzut standul.
În cadrul experimentului au fost parcurse următoarele etape:
– se prepară volume de cca. 1 500 mL de suspensie de praf de cretă , argila albastră și sol
în apă, cu concentrațiile masice de 2 %, 4%, 6%, 8% și 10%, aceste concentrații corespun zând
unei cantități de 30g, 60g, 90g, 120g , respectiv 150g (cântărirea a fost făcută cu ajutorul b alanț ei
electrică K ern 572 , prezentată în subcapitolul 6.2)
– se introduc separat în cele cinci coloane suspensiile de apă și praf de cretă , argila
albastră și sol cu concentrații diferite, se agită energic î n vederea unei bune omogenizări;
– se pornește cronometrul și se înregistrează la intervale de cinci minute pozițiile
interf ețelor apă limpezită –suspensie (înreg istrările se vor face timp de 100 min);
– pe baza datelor experimentale se vor trasa curbele de variație în timp ale pozițiilor
interf ețelor apă limpezită –suspensie pentru fiecare tip de suspensie în parte
Studiu l experimental al procesului de sedimentare în coloana staționară a diferitelor
suspensii apoas e de particule solide are ca rezultat principal posibilitatea de a obține curbe
clarifica re, care în afar ă de a da o imagine completă cu privire la modul în care este clarificat ă
apa în timpul procesului, permit e, prin diversele metode de prelucrare a se obține importanți
parametrii caracteristici [ 55].
Rezultatele experimentale obținute în procesul de sedimentare în coloana staționar ă,
pentru cele trei tipuri de suspensie, sunt prezentate în tabelul 6.1.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 94 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Tabel ul 6.1. Rezultatele experimentale obținute în procesul de sedimentare pentru cele trei
tipuri de suspensie
Timp,
min Tipul materialului
Argila albastră Carbonat de calciu Sol
2% 4% 6% 8% 10% 2% 4% 6% 8% 10% 2% 4% 6% 8% 10%
0 745 745 745 745 745 725 742 744 747 748 743 748 749 748 747
5 685 692 715 725 729 485 587 679 726 734 614 739 746 747 745
10 635 668 672 684 694 236 457 630 707 720 544 724 704 716 714
15 553 584 630 640 643 113 407 596 690 708 480 576 637 634 697
20 515 538 565 624 618 89 379 570 674 691 295 495 513 485 435
25 449 459 510 515 555 75 356 547 657 683 214 356 363 324 290
30 405 420 490 503 528 70 333 527 640 670 118 192 204 225 214
35 351 394 433 467 494 68 314 511 625 659 43 88 96 117 110
40 272 278 412 426 460 65 295 496 610 647 26 47 59 87 97
45 214 234 348 356 387 64 272 480 595 635 23 40 58 85 96
50 148 177 316 326 318 62 259 466 581 623 22 40 58 84 96
55 115 122 264 291 268 60 244 453 567 613 22 40 58 84 95
60 30 54 217 234 247 59 228 439 555 601 22 40 58 83 95
65 29 53 200 212 232 57 212 426 542 590 22 39 58 83 95
70 29 52 130 168 174 56 198 413 529 578 22 39 58 83 95
75 29 51 115 155 161 55 185 402 519 568 21 38 57 82 95
80 28 51 108 135 157 54 172 388 506 555 21 38 57 82 95
85 28 50 101 129 149 53 163 378 497 547 20 38 57 82 95
90 28 49 98 112 144 52 152 366 486 536 20 38 57 82 94
95 28 49 92 98 137 52 143 354 475 520 20 38 57 82 94
100 28 48 87 95 128 51 135 344 402 516 20 38 57 82 94
dupa
24h 27 44 82 94 97 49 132 341 400 514 19 37 56 81 93

În timpul procesului de sedimentare s -a putut observa că interfața apă limpezită –
suspensie coboară, iar interfața suspensie –nămol concentrat sedimentat se ridică.
În fig. 6.12 sunt prezentate imagini din timpul experimentului.

Fig.6.12. Imagini din timpul experimentului

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 95 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Datele experimentale obținute au fost prelucrate cu ajutorul programului Microsoft Excel
(aplicând analiza de regresie pentru fiecare zona de sedimentare în parte), fiind reprezentate
grafic variația poziției interfeței apă limpezită – suspensie în timp (fig. 6.13 – 6.15). Pentru
analiza grafică a distribu ției concentrației de particule solide funcție de timp s -a aplicat o funcție
de regresie exponențială, pentru toate cele trei probe.

Fig.6.13. Curbele de variație în funcție de timp ale interfetei apă limpezita – suspensie
(argilă albastră)

Analizand graficul din fig. 6.13 se poate observa ca cel mai mare coeficient de corelație a
fost obținut pentru coloana cu concentrația de 2%, cea mai mică dintre cele cinci stabilite. În
această coloană, coeficientul de corelație aferent funcției exponențiale a avut valoarea 0.9831.
Urmărind graficul se poate concluziona faptul că variația coeficientului de corelație este
descrescatoare de la coloana cu concentrația 2%, până la coloana de concentrație 10% (acest
lucru find vizibil pentru toate cele trei probe analizate). S uspensi a de concentrație 2% a a vut o
poziți e inițială a interfe ței apă limpezit ă- suspensie de 745 m m, ajungând în 100 de minute până
la 28mm, iar s uspensi a de concentrație de 10%, a aviut o poziți e inițială a interfetei apă limpezită
– suspensie de 745 m m, ajungând în 100 de minute până la 128mm.
Variația în timp a interfeței apă limpezit ă – suspensie pentru proba 2 este prezentată în
fig.6.14.

Fig.6.14. Curbele de variație în funcție de timp ale interfetei apă limpezit ă- suspensie
(carbonat de calciu)
y = 1001,6e-0,042x
R² = 0,9034 y = 909,81e-0,034x
R² = 0,9172 y = 913,9e-0,025x
R² = 0,9709 y = 912.01e-0.023x
R² = 0.9831
y = 872,57e-0,02x
R² = 0,9743
0100200300400500600700800
0102030405060708090100110Înălțime, mm
Timp, min Coloana 1 Coloana 2 Coloana 3 Coloana 4 Coloana 5
y = 24.008x -0.875
R² = 0.9359
y = 1023.4e-0.042x
R² = 0.9031
y = 893,31e-0,034x
R² = 0,9186
y = 858.37e-0.021x
R² = 0.979 y = 866,21e-0,023x
R² = 0,9731 y = 765,72e-0,019x
R² = 0,9807
0100200300400500600700800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Înăltime , mm
Timp, min Coloana 1 Coloana 2 Coloana 3 Coloana4 Coloana 5

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 96 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Suspensia formată din apă și carbonat de calciu a avut o înălțime inițială de 745mm.
Poziția interfetei apă limpezita – suspensie ajunge în 100 de minute, în cazul coloanei de
concentratie 2%, până la 51mm, iar poziția interfetei apă limpezita – suspensie pentru coloana de
concentratie 10% ajunge în 100 de minute până la 516mm.
În cadrul probei 3, solul a fost prelevat din campusul universității UPB. Reprezentarea
grafica a distribuției poziției interfeței apa limpezită – suspensie pentru această suspensie este
prezentată în fig. 6.15. Pentru ca umiditate solului a fost destul de ridicată și pentru că
dimensiunea particulelor a fost relativ mare, acest sol a suferit câteva modificări înainte de a
forma suspensia, si anume: a fost uscat la etuva Memmert UFE 400 (prezentată în subcap. 6.2 ),
timp de o oră, la temperatura de 105 ﹾC; a fost maărunțit și pus la clasorul cu site Analysette 3
Spartan (prezentat în subcap. 6.2), fracția utilizată a fost cea corespunzătoare sitei de 450µm.
Suspensi a de concentrație 2% a avut o poziți e inițială a interfetei apă limpezit ă –
suspensie de 745 m m, ajungând în 100 de minute până la 20mm, iar s uspensi a de concentrație
10%, a avut o poziți e inițială a interfe ței de 745 m m, ajungând în minutul 100 la 94mm.
Se poate observa că valorile obținute pentru pr oba 3 sau fost asemanatoare cu cele
obținute în cazul probei 1, fapt ce se datorează prezenței argilei în solul analizat.

Fig.6.15. Curbele de variație în funcție de timp ale interfetei apă limpezita – suspensie (sol)

În urma experimentului se pot con cluziona:
– cu cât concentrația suspensiei este mai mică, procesul de sedimentare are loc mai rapid ,
iar pe masură ce concentrația de particule crește, crește și timpul necesar îndepărtării acestora din
apele uzate pentru că viteza lor de sedimentare scade, având loc o sedimentare stanjenită
– argila și solul necesit ă un timp mai scurt de îndep ărtare din apele uzate datorită
densității lor, pe când, pentru îndep ărtarea carbonatului de calciu, timpul necesar este mai mare

y = 413.56e-0.04x
R² = 0.7659
y = 550,09e-0,035x
R² = 0,7637
y = 544,72e-0,03x
R² = 0,7372
y = 540,28e-0,025x
R² = 0,735
y = 520,82e-0,023x
R² = 0,7071
0100200300400500600700800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110Înălțime, mm
Timp, min Coloana 1 Coloana 2 Coloana 3 Coloana 4 Coloana 5

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 97 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 6.3.2 . Cercetări experimentale pr ivind influența dimensiunii particulelor și a
concentrației suspensiei apoase cu ajutorul Spectrofotometrului UV -VIS
Obiectivul expe rimentului a fost înregistrarea variației concentrației de particule solide, de
diferite dimensiuni, dintr -o suspensie apoas ă reprezentată prin variația absorbanței în timp.
Studiul a fost realizat cu ajutorul Spectrofotometrului UV -VIS cu dublu fascicol care permite
înregistrarea directă a raportului semnalelor de probă și referință, echipament prezentat în cadrul
subcapitolu l 6.2.
Cercetările experimentale au fost efectuate utilizând o suspensie apoasă formată din apă și
particule de sol – proba 1, apă și particule de nisip – proba 2 și proba 3 – apă și particule carbonat
de calciu, având concentrațiile prestabilite de 0.2 %, 0.4 %, 0.5 %, 1 %, 2 %, 2.5 % și 3 %.
Cantitatea de material aferentă fiecărei concentrații a fost măsurată cu ajutorul balanței analitice
(prezentată în subcap. 6.2), aceasta având valori de 0.008g, 0.016g, 0.02g, 0.04g, 0.08g, 0.1g,
respectiv 0.12g. Can titatea de particule solide, corespunzătoare fiecărei concentrații în parte, a
fost cântărită în cuva spectrofotometrului adăugându -se apă distilată până la un volum al
suspensiei de 4mL, acesta fiind volumul maxim al cuvei.
Pentru toate cele trei probe, au fost supuse analizei fracțiile cu dimensiunea particulelor
între 0 – 0.18mm, 0.25 – 0.315 mm și 0.5 – 0.7 mm. Repartizarea particulelor după dimensiuni a
fost realiz ată cu ajutorul clasorului cu site Analysette 3 Spartan (prezentat în cadrul subcp. 6.2).
Procesul s -a realizat tip de șapte minute, la o valoare a amplitudinii de 1.5.
Pentru reprezentarea grafică a datelor experimentale a fost utilizat modul Kinetics – pentru
toate cele trei probe (ce face parte din softul s pectofotometrului), care permite determinări
cinetice pentru o singură cuvă, cu trasarea curbei de reacție. Acest mod permite și exportarea
datelor înregistrate în M. Excel. Înregistrarea datelor a fost realizată în domeniul de absorbanță
10 (valoarea maxi mă de înregistrare), timp de 600s, cu înregistrări la fiecare 5s, la o lungime de
undă de 600nm, lungime specifică înregistrării concentrației de particule solide.
Primul tip de material supus experimentului a fost proba de sol – proba 1. Înainte de a fi
supusă procesului de clasificare, din cauza umidității ridicate de 15% indicată de termobalanța
KERN RH -120-3 (vezi subcap. 6.2), a fost uscat la etuvă, la temperatura de 105 °C, tip de o oră
și jumatate (fig. 6.16). După acest proces, umiditatea probei de sol a scăzut la aproximativ 1.5%.

Fig.6.16. Îndepărtarea umidității din sol

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 98 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Astfel, pentru început este reprezentată concentrația de particule solide prin variația
absorbanței în timp pentru particule cu dimensiuni cuprinse între 0 – 0.18mm. În f ig.6.17 este
reprezentă corelația dintre timpul de modificare a absorbanței probei analizate și valoarea
absorbanței la momentul respectiv. În cazul solului, pentru fiecare tip de sită au fost reprezentate
variațiile concentrațiilor de 3%, 2%, 1%, 0.5% și 0.2%.

Fig.6.17. Varia ția absorban ței în timp func ție de concentra ția de particule solide pentru valori ale
concentra ției de 3%, 2%, 1%, 0.5% și 0.2%

Analizând graficul ce reprezintă datele experimentale, se observă că proba de
concentrație 3% atinge o valoare a absorbanței de 2.483 în 5 s, ajungând în secunda 600 la o
valoare de 0.658. La polul opus, se regăsește proba cu concentrația ce mai scăzută (0 .2%), care
are o valoare a absorbanței în primele 5s de 0.216 și ajunge la sfârțitul măsurătorilor la o valoare
de 0.074.
Pe baza datelor experimentale înregistrate de spectrofotometru și exportate în programul
M. Excel, au fost reprezentate variațiile a bsorbantei în funcție de concentrație, variație
înregistrată la 100s, 200 și 300s (fig. 6.18).

a b

y = 0.067e0.602x
R² = 0.960
00,20,40,60,811,21,41,6
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentra ția, % y = 0.052e0.615x
R² = 0.954
00,20,40,60,811,21,4
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, %

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 99 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
c
Fig.6.18. Reprezentarea grafic ă a absorban ței funcție de concentra ția de particule solide,
la 100s (a), 200s (b) și 300s (c)

Pentru analiza grafic ă s-a aplicat o funcț ie exponen țială (utiliztă și în cazul probei 2,
coeficient ul de corela ție având o valoare mai mare de 0.95 ceea ce demonstreaz ă o leg ătură
strânsă între cei doi parametrii analiza ți. Pentru aceast ă dimensiune a particulelor, valoarea
absorban ței la 100s pentru proba de concentra ție 3% are o valoare de 1.08 și ajunge în secunda
300m la valoarea de 0.787. Analiz ând graficele pentru cele trei moment de timp, se poate
observa c ă valoarea absorban ței cre ște odat ă cu cre șterea concentra ției. Spre sf ârșitul
măsurătorilor se poate observa c ă valoarea absorban ței se modific ă foarte lent. Aceast ă
modificare lent ă se datoreaz ă apari ției zonei de sedimentare în mas ă conform diagramei fazelor
decant ării. În aceas tă zonă, toate particulele ac ționeaz ă colectiv, rezult ând o vitez ă mai mic ă de
sedimentare.
Pentru sita cu dimensiunea particulelor cuprins ă între 0. 25 – 0.315 mm, datele
experimentale sunt reprezentate în fig. 6.19.

Fig.6.19. Varia ția absorban ței în timp func ție de concentra ția de particule solide
pentru valori ale concentra ției de 3%, 2%, 1%, 0.5% și 0.2%
y = 0.047e0.610x
R² = 0.955
00,20,40,60,811,2
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, %

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 100 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Astfel, similar primei site, a fost trasat grafic variația concentrației de particule solide,
exprimată prin absorbanță, în timp (fig.6.20). În acest caz, valoarea absorbanței pentru proba de
concentrație 3%, la 5s a fost de 1.624, iar pentru cea mai mică concentratie a fost de 0.068,
ajungând la sfârșitul măsurătorilor la o valoare de 0.593 pentru concentrația de 3%, și la 0.034
pentru concentraț ia de 0.2%. Coeficientul de corelație a avut valori de 0.93 și 0.94.

a b

c
Fig.6.20. Reprezentarea grafic ă a absorban ței funcție de concentra ția de particule solide,
la 100s (a), 200s (b) și 300s (c)

În fig .6.21 este prezentată distribuția concentrației de particule solide cu dimensiuni
cuprinse î ntre 0.5 și 0.7 mm . Se menționează că valoarea atinsă la 5s după începerea
înregistrărilor, pentru concentrația de 3% este 1.213 și ajunge la sfârșitul măsurătorilor la o
valoare de 0.618. Pentru pr oba de concentrație 0.2%, se înregistrează o valoare inițială a
absorbanței de 0.093 și se ajunge la o valoare finală de 0.059.
y = 0.029e0.683x
R² = 0.930
00,20,40,60,81
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, % y = 0.026e0.682x
R² = 0.941
00,10,20,30,40,50,60,70,80,9
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, %
y = 0.026e0.668x
R² = 0.930
00,10,20,30,40,50,60,70,8
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, %

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 101 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.6.21. Varia ția absorban ței în timp func ție de concentra ția de particule solide
pentru valori ale concentra ției de 3%, 2% , 1%, 0.5% și 0.2%

In graficele ce reprezintă variația absorbanței funcție de concentrația de particule solide din
fig.6.22, înregistrate la 100, 200 și 300s, s -a observat corelația strânsă între parametrii analizați,
reflectată în valoarea ridicată a coeficientului de corelație.

a b

c
Fig.6.22. Reprezentarea grafic ă a absorban ței funcție de concentra ția de particule solide,
la 100s (a), 200s (b) și 300s (c)
y = 0.045e0.600x
R² = 0.960
00,20,40,60,81
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, % y = 0.042e0.592x
R² = 0.955
00,20,40,60,81
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, %
y = 0.042e0.580x
R² = 0.957
00,20,40,60,81
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, %

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 102 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU În cazul probei 2, au fost analizate aceleași dimensiuni ale particlulelor ca în cazul probei
1. Astfel, în cazul primei site, conform fig.6.23 s -a observat că, odată cu trecerea timpului
valoarea absorbanței a scăzut până la un moment dat, până când scăde rea a fost foarte lentă. În
acest caz, pentru concentrația de 3%, valoarea inițială a absorbanței a fost de 1.263, ajungănd
după 10 min la o valoare de 0.3. În cazul concentrației de 0.2%, valoarea inițială a absorbanței a
fost 0.094, iar cea finală 0.026 .

Fig.6.23. Varia ția absorban ței în timp func ție de concentra ția de particule solide
pentru valori ale concentra ției de 3%, 2%, 1%, 0.5% și 0.2%

Facând o comparație între proba 1 și proba 2, din punct de vedere al dimensiunii
particulelor, se observă că timpul necesar decantării particulelor de nisip a fost mult mai scăzut
în comparație cu al solului, absorbanțele având valori de aproximativ două ori mai mici la
momentul inițial și de aproximativ zece ori mai mici la sfârșitul înregistrărilor.
Și în a cest caz a fost reprezentată variația absorbanței funcție de concentrație, coeficientul
de corelație având valori de peste 0.93 (fig.6.24).

a b
y = 0.022e0.714x
R² = 0.936
00,20,40,60,8
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, % y = 0.019e0.693x
R² = 0.947
00,20,40,60,8
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, %

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 103 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
c
Fig.6.24. Reprezentarea grafic ă a absorban ței funcție de concentra ția de particule solide,
la 100s (a), 200s (b) și 300s (c)

Pentru sita cu dimensiunea particulelor 0.5 – 0.315 mm, datele experimentale sunt
reprezentate în fig.6.25 . În acest caz, au fost analizate doar două probe aferente concentrației de
3 și 2.5%. Acest fapt a fost din cauza faptul ui că valoarea absorbanței a scăzut foarte lent,
plecând de la o valoare a absorbanței destul de scăzută, astfel că pentru concentrația de 3%,
valoarea inițială a absorbanței a fost de 0.111 și a atins o valoare finală de 0.095 la sfârșitul
măsurătorilor. Pentru concentrația de 2.5%, absorbanța a avut valori cuprinse între 0.071 și
0.055. Acest fapt arată că, cu cât dimensiunea particulelor de nisip crește, cu atât se înregistrează
valori ale absorbanței mai mici în timp, pentru ca decantarea lor are loc ma i rapid.

Fig.6.25. Varia ția absorban ței în timp func ție de concentra ția de particule solide pentru
valori ale concentra ției de 3% și 2.5%

Similar sitei analizate anterior s -a procedat și cu sita cu dimensiunea particulelor între 0.5 –
0.7 mm. Valoarea inițială a absorbanței pentru concentrația de 3% a fost de 0.06, respectiv 0.022
pentru concentrația de 0.2%, iar cea finală de 0.052 pentru concentrația de 3% și 0.020 pentru
concentrația de 0.2% (fig.6.26). y = 0.019e0.633x
R² = 0.942
00,10,20,30,40,5
0,2 0,5 1 2 3Absorbanța , nm
Concentrați a, %

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 104 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.6.26. Varia ția absorban ței în timp func ție de concentra ția de particule solide pentru valori
ale concentra ției de 3% și 2.5%

Pentru sita cu dimensiunea particulelor 0.25 – 0.315 mm și 0.5 – 0.7 mm nu a fost
reprezentată variația absorbanței funcție de concentrație pentru cele trei mo ment de timp, variația
fiind aproximativ liniară. Acest lucru este datorat greutății mari a particulelor de nisip, acesta
fiind constituit din particule discrete, grăunțoase care sedimentează independent una față de
cealalta.
În cazul probei 3, reprezent area grafică a datelor experimentale pentru prima sită este
prezentă în fig.6.27. Conform figurii, s -a observat că spre deosebire de nisip, unde s -au putut
analiza doar două dintre concentrațiile cele mai mari, în cazul carbonatului de calciu, din cauza
greutății foarte mici a particulelor, a fost posibilă analiza a doar trei valori ale concentrației, și
anume 0.2%, 0.4% si 0.5%. Acest lucru este cauza turbidității ridicate la concentrații mai mari
de 0.5%, valoarea absorbanței în acest caz fiind mai mare de 10, nefiind posibilă înregistrarea cu
ajutorul spectrofotometrului.

Fig.6.27. Varia ția absorban ței în timp func ție de concentra ția de particule solide
pentru valori ale concentra ției de 0.2%, 0.4% și 0.5%

În cazul concentrației de 0.5%, în primel e secunde, valoarea absorbanței a fost mai mare de
10, începând să intre în domeniul de inregistrare al spectrofotometrului abia în secunda 140 cu o
valoare de 5.203. Spre sfârșitul măsurătorilor, la aceeași concentrație, se atinge valoarea de
1.544.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 105 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU În cazul concentrației de 0.4 %, se înregistrează date în domeniul de înregistrare al
spectrofotometrului începând cu secunda 80, iar la concentrația de 0.2% datele corespund
domeiului de măsurare încă din prima secundă.
În fig .6.28 este prezentă reprezentar ea grafica a datelor experimentale pentru cea de -a doua
sită, concentrațiile analizate fiind aceleași pentru prima sită. Astfel că, pentru concentrația de
0.5%, datele au putut fi înregistrate din secunda 185, pentru concentrația de 0.4% din secunda
100, i ar pentru concentrația 0.2% încă din momentul demarării înregistrărilor.

Fig.6.28. Variația absorbanței în timp funcție de concentrația de particule solide
pentru valori ale concentrației de 0.2%, 0.4% și 0.5%
Valorile obținute pentru cea de -a treia sită sunt prezentate în fig.6.29. Înregistrarea datelor
în cazul concentrației 0.5% a fost posibilă din secunda 250, pentru concentrația de 0.45 din
secunda 210, iar pentru concentrația 0.2%, acest lucru a fost posibil încă de la începutul
măsurătorilor.

Fig.6.29. Variația absorbanței în timp funcție de concentrația de particule solide
pentru valori ale concentrației de 0.2%, 0.4% și 0.5%

În urma acestui experiment au rezultat următoarele concluzii:
– dimensiunea și greutatea particulelor influen țează procesul de decantare , astfel c ă, la o
valoare mai mare a acestora , scade timpul necesar procesului de decantare
– timpul necesar decantării particulelor crește proportional cu concentrația acestora

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 106 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU – greutatea particulelor de nisip este mult mai mare decât a particulelor de sol și a
carbonatului de calciu
– particulele de carbonat de calciu au o greutate mai scăzuta decât a celorlalte materiale
analizate, astfel că, din cauza turbidității ridicate, nu au putut fi realizate măsurători pentru
concentrații mai ma ri de 0.5%.
– în cazul probei 3, s -a observant că pe măsură ce crește cantitatea de particule solide,
crește și turbiditatea probei conducând la o creștere a absorbanței, neputând fi înregistrată în
domeniul de măsurare al spectrofotometrului (0 -10).

6.3.3. Cercetări experimentale realizate într -un decantor din cadru unei stații de
epurare a apei uzate
În cadrul acestui subcapitol, măsurătorile au fost efectuate în cadrul unei stații de epurare
a apei uzate, prevăzută cu două trepte de epurare, în anul 2019, într -unul dintre decantoarele
primare radiale din cadrul stației și au avut ca scop determinarea eficiențe i decantorului într -o
lună de iarnă (luna ianuarie), și într -o lună de vară (luna iulie). Pentru celelalte luni
calendaristice au fost stabile mediile concentrațiilor de intrare și ieșire din decantor.
Decantorul radi al are construcție asemănătoare cu ce l prezentat în fig.6.3 0 și prezintă
următoarele caracteristici tehnice:
– diametrul decantorului : 55m;
– volum: aprox. 8000 mc;
– panta radierului : aprox. 7%;
– pod radial: lățime 0.8m, lungime 29m;
– viteza periferic ă a podului radial : 1.8m/min.

Fig.6.30. Decantor radial [123]

Pentru fiecare zi din luna ianuarie și iulie au fost înregistrate concentrațiile de impurități
(mg/L) în apă uzată la intrarea în decantor ( ci) și în apa clarificată, la ieșirea din decantor ( ce), pe
baza acestora putându -se determina eficienței de separare a decantorului E (%), folosind relația
(4.46).

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 107 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Valorile măsurătorilor sunt prezentate în tabelul 6.2, în care s -au utilizat următoarele
notații:
 T – temperatura apei uzate, 0C;
 ci – concentrația suspensiei la intrare în decantor, mg/L;
 ce – concentrația suspensiei la ieșire din decantor, mg/ L;
 E – eficienț a de separare, % .

Tabelul 6. 2. Valorile parametrilor pentru luna ianuarie și iulie a anului 2019
Luna ianuarie Luna iulie
T,
⁰C ci,
mg/L ce,
mg/L E,
% T,
⁰C ci,
mg/L ce,
mg/L E,
%

≈ 10 157 78 50.32

≈ 22 178 82 53.93
126 68 46.03 146 76 47.95
224 80 64.29 156 80 48.72
258 100 61.24 166 66 60.24
200 98 51 180 86 52.22
160 86 46.25 260 90 65.38
141 82 41.84 164 96 41.46
175 84 52 254 78 69.29
221 104 52.94 184 52 71.74
189 78 58.73 218 58 73.39
198 82 58.59 150 76 49.33
372 112 69.89 134 78 41.79
280 90 67.86 208 94 54.81
182 84 53.85 156 86 44.87
190 86 54.74 142 82 42.25
172 96 44.19 236 82 65.25
202 82 59.41 180 100 44.44
284 80 71.83 170 82 51.76
196 78 60.2 172 90 47.67
194 88 54.64 274 92 66.42
343 98 71.43 136 80 41.18
218 100 54.13 190 86 54.74
220 102 53.64 198 72 63.64
178 114 41.57 200 72 64
258 99 61.63 156 76 51.28
184 88 52.17 276 86 68.84
166 70 57.83 164 88 46.34
208 96 53.85 182 68 62.64
188 104 44.68 182 66 63.74
224 116 48.21 278 68 75.54
194 106 45.36 198 74 62.63

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 108 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Date au fost prelucrate cu ajutorul programului M. Excel, reprezentându -se grafic
variația eficienței în decursul a celor 31 de zile, atât pentru luna ianuarie, cât și pentru luna iulie
(fig.6.31).

a b
Fig.6.31. Variația eficienței pentru luna ianuarie (a) și pentru luna iulie (b)

Pe baza acestor grafice se poate observa ca dacă valoarea concentrației particulelor solide
este mai mare, crește și eficiența procesului de decantare (> 60%). Acest lucru este datorat
faptului că viteza de sedimentare este influențată de aglomerarea particulelor, astfel că apare
fenomenul de decantare stânjenită, viteza de sedimentare fiind mai mare. Valorile mai ridicate
ale concentrației de intrare în decantor este cauza precipitațiilor mai abundente, dar și a
deversărilor necontrolate. Eficiența lunii ianuarie a fost de 54.98%, iar eficiența lunii iulie a fost
de 56.37%.
Pentru celelalte 10 luni, a fost calculată o medie lunară a concentrație de intrare și de
ieșire din decantor, pe baza acestora s -a calculat eficiența lunară a decantorului. Valorile obținute
sunt redate în tabelul 6.3.

Tabelul 6.3. Valorile mediilor lunare pentru concentrația de intrare, de ieșire din decantor și a
eficienței acestuia
Luna Media lunară a
concentrației c i,
mg/L Media lunară a
concentrației c e,
mg/L Eficiența lunară a
decantorului E,
%
Februarie 198.6 110.3 44.46
Martie 215.3 118.5 44.96
Aprilie 248.14 127.4 48.66
Mai 233.22 117.9 49.45
Iunie 210.74 108.5 48.51
August 184.28 96.3 47.74
Septembrie 196.87 99.4 49.51
Octombrie 224.23 115.7 48.40
Noiembrie 200.2 106.76 46.67
Decembrie 230.42 123.41 46.45 020406080
0 5 10 15 20 25 30Eficiența, %
Timp, zile

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 109 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU În fig. 6.32 este reprezentată variația eficienței pentru fiecare lună a anului 2019, eficința
decantorului în anul 2019, pe baza datelor înregistrate fiind de 48.85 %.

Fig.6.3 2. Eficiența procesului de decantare pentru lunile anului 2019

Pentru a îmbunătății eficiența procesului de decantare primară se recomandă folosirea
agenților de coagulare.

6.3.4. Cercetări experimentale privind influența coagulanților asupra procesului de
decantare
Pentru realizarea exeprimentului a fost utiliz at standul utilizat s tandul experimental
pentru studiul coagulării – floculării W1 – Armfield, fabricat în Marea Britanie (prezentat în
subcap. 6.2), echipament construit special pentru analiza procesului de coagulare, la scară de
laborator. Proba de ap ă a fost prelevat ă dintr -un izvor din zona Nehoiu, jud. Buz ău. Scopul
experimentului a fost de a observa influența coagulantului asupra procesului de decantare, fapt
pentru care au fost măsurate valorile turbidității și ale culorii înainte de adăugare de coa gulant,
dar și după adăugarea acestuia. A fost măsurată și valoarea pH -ului la începutul experimentului,
dar și la sfârșit pentru a stabili dacă coagulantul îi influențează valoarea. Culoarea și turbiditatea
probelor de ap ă s-au deteminat cu fotometrul Sp ectroquant NOVA 60 (prezentat în subcap. 6.2) ,
folosind celule de 50 mm , iar pentru măsurarea pH -ului s -a folosit pH -metrul RS 610 – 540
(prezentat în subcap. 6.2).
Coagulantul utilizat a fost sulfat ul de aluminiu Al 2(SO 4)3, un produs industrial solid, care
are proprietatea de a produce decolorarea apei. Soluția de coagulant a fost obținută prin diluarea
a 10 g de sare într -un litru de apă distilată.
Procedurile de testare a procesului de coagulare – floculare au implicat urm ătoarele
etape:
 cinci vase gradate ale aparatului pentru studiul floculării s -au umplut cu câte 1L din
proba de apă, apoi vasele s -au așezat pe suportul aparatului, în fiecare vas introducându -se
agitatoarele cu palete; s -a conectat aparatul la rețeaua de curent (220 V) aprinzându -se lampa
fluorescentă de la baza vaselor de probă, modul de funcționare fiind cel manual; 0102030405060Efici ența, %

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 110 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU  turația de amestecare a apei cu soluția de coagulant s -a reglat la 100 rot/min, iar durata
de amestecare la valoarea de 1 min;
 în primul vas, considerat vas martor, n u s-a adăugat coagulant; s -au determinat pH -ul,
culoarea și turbiditatea inițială a probei;
 s-a adăugat cu pipeta diferite cantități de soluție de Al 2(SO 4)3 în celelalte patru vase
gradate astfel: în vasul 2 s -a adăugat 1 mL de soluție, în vasul 3 – 2 mL d e soluție, în vasul 4 – 3
mL de soluție, iar în vasul 5 s -au adăugat 4 mL de soluție;

Fig.6.33. Imagini din timpul experimentului [124]

 timp de 1 minut s -a amestecat apa cu soluția de coagulant în vasele gradate (fig.6.34) ,
apoi s -au reglat valorile turației de amestecare la 30 rot/min și a duratei de amestecare la 20 min
și s-a pornit amestecarea pentru procesul de coagulare -floculare; după terminarea perioadei, s -au
oprit agitatoarele și s -au scos din vase prin acționarea corespunzătoare a mânerelor; s -au lasat în
repaus vasele pentru 20 min pentru ca flocoanele să sedimenteze (fig.6.35) ;

Fig.6.34 .Omogenizare t imp de 1 min [124] Fig.6.35. Coagulare dup ă 20 min [124]

 în final, s -au măsurat turbiditatea si cu loarea cu ajutorul fotometrului, respectiv pH -ul
apei limpezite (supernat antului) din fiecare vas gradat.

Rezultatele ob ținute în procesul de coagulare -flocul are sunt prezentate în tabelul 6.4 . Pe
baza acestora, s -a stabilit că doza optim ă de coagulant a fost de 4 m L, turbiditatea fiind redus ă
de circa 8 ori.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 111 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU Tabelul 6.4. Datele experimentale inregistrate in urma procesului de coagulare [124]
Vas Doza de coagulant,
mL Turbiditate ,
FAU Culoare,
Hazen pH
1 0 198 75 9.89
2 1 60 73 9.53
3 2 48 70 9.58
4 3 28 61 9.56
5 4 24 45 9.54

Pe baza acestor date, s -au reprezentat grafic varia țiile (cu ajutorului programului M.
Excel) :
– pH-ului în funcție de culoarea probei de apă uzată (fig.6. 36)
– turbidit ății în funcție de doza de coagulant utilizata(fig .6.37 )
– culorii probei de ap ă uzată în func ție de doza de coagulant utilizat ă (fig.6.38 ).
Din fig. 6.36 se poate observa c ă adăugarea coagulantului în apa de tratat nu a influen țat
pH-ul acesteia. Varia ția pH -ului în func ție de culoarea supernatantului este d escris ă printr -o lege
de distribu ție polinomial ă de ordinul 2, coeficientul de corela ție R2 având valoarea de 0.858.

Fig.6.36. Varia ția pH -ului în func ție de culoarea supernatantului [124]

Din fig.6.37 se observ ă că, cu c ât doza de coagulant este mai mare, cu at ât turbiditatea
apei analizate scade. În urma ad ăugării dozei maxim e de coalgulant (4 m L), turbiditatea final ă a
probei a fost redus ă de circa 8 ori fa ță de valoarea ini țială. Și în acest caz, varia ția turbidit ății cu
doza de coagulant este desc risă printr -o lege de distribu ție polinomial ă de ordinul 2, coeficientul
de corelatie R2 având o valoare acceptabilă (0.924).

9.89
9.73
9.58 9.56 9.54 y = 0 .0001×2 – 0.089x + 11 .91
R² = 0 .858
99,51010,511
40 45 50 55 60 65 70 75 80pH
Culoare supernatant , Hazen

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 112 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
Fig.6.37. Varia ția turbidit ății probei de ap ă uzată în func ție de doza de coagulant utilizat ă
[124]

Din fig.6.38 se poate observa c ă, cu c ât doza de coagulant este mai mare, cu at ât culoarea
probei de ap ă analizat ă scade. Culoarea supernatantului variaz ă cu doza de coagulant dup ă o
lege de distribu ție polinomial ă de ordin 2, coeficientul de corela ție av ând în acest caz o va loare
ridicat ă (R2=0.991) .

Fig.6.38. Varia ția culorii supernatantului în func ție de doza de coagulant utilizat ă [124]

În urma experimentului s -a observat că:
– adăugarea coagulantului în apa de tratat nu a influen țat semnificativ valoarea pH-ului,
aceasta pastr ându-și caracterul alcalin pe tot parcusul experimentului (9.53 – 9.89).
– testele realizate au ar ătat că pe masur ă ce doza de coagulant a fost m ărită, s-a observat
scăderea turbidit ății (de la 198 la 24 FAU) , dar și a culorii (de la 75 la 45 Hazen) probei de ap ă
analizat ă.

198
60
48 28 24 y = 18 .57×2 – 112.2x + 184 .7
R² = 0 .924
050100150200250
0 1 2 3 4 5Turbiditat e, FAU
Doza de coagulant , mL
76
73 70
61
45
y = -2.285×2 + 1.742x + 75 .22
R² = 0 .991
304050607080
0 1 2 3 4 5Culoare supernatant , Hazen
Doza de coagulant , mL

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 113 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
6.4. Concluzii
 Studiu l experimental al procesului de sedimentare în coloana staționară a diferitelor
suspensii apoas e de particule solide are ca rezultat principal posibilitatea de a obține curbe
clarifica re, care în afară de a da o imagine completă cu privire la modul în care este clarificat ă
apa în timpul procesului, permit e, prin diversele metode de prelucrare a se obține importanți
parametrii caracteristici
 În cazul cercetări lor experimentale privind influența concentrației de particule solide s-a
observat că:
 variația coeficientului de corelație a fost descrescatoare de la coloana cu concentrația
2%, până la coloana de concentrație 10% (acest lucru find vizibil pentru toate cele trei probe
analizate)
 cu cât con centrația suspensiei a fost mai mică, procesul de sedimentare a avut loc
mai rapid , iar pe masură ce concentrația de particule a crecut, a crescut și timpul necesar
îndepărtării acestora din apele uzate pentru că viteza lor de sedimentare a scăzut, având loc o
sedimentare stanjenită
 argila și solul au necesitat un timp mai scurt de îndep ărtare din apele uzate datorită
densității lor, pe când, pentru îndep ărtarea carbonatului de calciu, timpul necesar a fost mai mare
 suspensia de concentrație 2% ce a conți nut argilă albastră a avut o poziție inițială a
interfeței apă limpezită – suspensie de 745 mm, ajungând în 100 de minute până la 28mm, iar
suspensia de concentrație de 10%, a avut o poziție inițială a interfetei apă limpezită – suspensie
de 745 mm, ajungân d în 100 de minute până la 128mm
 suspensia formată din apă și carbonat de calciu a avut o înălțime inițială de 745mm.
Poziția interfetei apă limpezita – suspensie ajunge în 100 de minute, în cazul coloanei de
concentratie 2%, până la 51mm, iar poziția inter fetei apă limpezita – suspensie pentru coloana de
concentratie 10% ajunge în 100 de minute până la 516mm
 suspensi a apoasă având în componență sol, de concentrație 2% a avut o poziți e
inițială a interfetei apă limpezit ă – suspensie de 745 m m, ajungând în 100 de minute până la
20mm, iar s uspensi a de concentrație 10%, a avut o poziți e inițială a interfe ței de 745 m m,
ajungând în minutul 100 la 94mm
 În ceea ce privește c ercetări le experimentale privind influența dimensiunii particulelor și
a concentrației suspensiei apoase cu ajutorul Spectrofotometrului UV -VIS, s-a constatat că:
 valoarea absorban ței a crecut odată cu cre șterea concentra ției
 spre sf ârșitul m ăsurătorilor s-a observa t că valoarea absorban ței se modific ă foarte
lent
 pentru proba 1, pentru sita cu dimensiunile particlulor cuprinse între 0 – 0.18mm,
valoarea absorban ței la 100s pentru proba de concentra ție 3% are o valoare de 1.08 și ajunge în
secunda 300 m la valoarea de 0.787; pentru sita de 0.25 – 0.315 mm, valoarea absorbanței pentru
proba de concentrație 3%, la 5s a fost de 1.624, iar pentru cea mai mică concentratie a fost de
0.068, ajungând la sfârșitul măsurătorilor la o valoare de 0.593 pentru concentrația de 3%, și la
0.034 pentru concentrația de 0.2%; pentru sita 0.5 – 0.7 mm , valoarea atinsă de absorbață la 5s
pentru concentrația de 3% a fost 1.213 și a ajuns la sfârșitul măsurătorilor la o valoare de 0.618.
Pentru proba de concentrație 0.2%, se înregistrează o valoare inițială a absorbanței de 0.093 și o
valoare finală de 0.059

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 114 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU  pentru proba 2, pentru prima sită, la concentrația de 3%, valoarea inițială a
absorbanței a fost de 1.263, ajungând după 10 min la o valoare de 0.3. În cazul concentrației de
0.2%, val oarea inițială a absorbanței a fost 0.094, iar cea finală 0.026; pentru sita a doua,
valoarea absorbanței a fost destul de scăzută, astfel că pentru concentrația de 3%, valoarea
inițială a absorbanței a fost de 0.111 și a atins o valoare finală de 0.095 l a sfârșitul măsurătorilor.
Pentru concentrația de 2.5%, absorbanța a avut valori cuprinse între 0.071 și 0.055; pentru ultima
sită, valoarea inițială a absorbanței pentru concentrația de 3% a fost de 0.06, respectiv 0.022
pentru concentrația de 0.2%, iar c ea finală de 0.052 pentru concentrația de 3% și 0.020 pentru
concentrația de 0.2%
 în cazul probei 3, din cauza greutății foarte mici a particulelor, a fost posibilă analiza
a doar trei valori ale concentrației, și anume 0.2%, 0.4% si 0.5%. Acest lucru es te cauza
turbidității ridicate la concentrații mai mari de 0.5%, valoarea absorbanței în acest caz fiind mai
mare de 10, nefiind posibilă înregistrarea cu ajutorul spectrofotometrului
 facând o comparație între proba 1 și proba 2, din punct de vedere al dim ensiunii
particulelor, s -a observat că timpul necesar decantării particulelor de nisip a fost mult mai scăzut
în comparație cu cel al solului, absorbanțele având valori de aproximativ două ori mai mici la
momentul inițial și de aproximativ zece ori mai mic i la sfârșitul înregistrărilor
 particulele de carbonat de calciu au o greutate mai scăzuta decât a celorlalte
materiale analizate, astfel că, din cauza turbidității ridicate, nu au putut fi realizate măsurători
pentru concentrații mai mari de 0.5%
 În cazul cercetări lor experimentale realizate într -un decantor din cadru unei stații de
epurare a apei uzate :
 s-a observat că dacă valoarea concentrației particulelor solide este mai mare, crește și
eficiența procesului de decantare (> 60%)
 eficiența lunii ianua rie a fost de 54.98%, iar eficiența lunii iulie a fost de 56.37%.
 eficința decantorului în anul 2019 a fost de 48.85 %.
 Pe baza c ercetări lor experimentale privind influența coagulanților asupra procesului de
decantare s-a observat că:
 adăugarea coagulantului în apa de tratat nu a influen țat semnificativ valoarea pH-
ului, aceasta pastr ându-și caracterul alcalin pe tot parcusul experimentului (9.53 – 9.89)
 testele realizate au ar ătat că pe masur ă ce doza de coagulant a fost m ărită, s-a
observat sc ăderea turbidit ății (de la 198 la 24 FAU) , dar și a culorii (de la 75 la 45 Hazen) probei
de ap ă analizat ă.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 115 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
CAPITOLUL 7
CONCLUZII FINALE . CONTRIBU ȚII. DIREC ȚII VIITOARE DE
CERCETARE

7.1. Concluzii generale
În urma analizei cercet ărilor teoretice și experimentale realizate în cadrul acestei lucr ări de
doctorat, pot fi desprinse urm ătoarele concluzii generale:
1. Principala problemă a omenirii o constituie în prezent poluarea masivă a mediului
înconjurător. Este vizibil faptul că mediu l natural se degradează încetul cu încetul și că
sistemele ecologice nu se mai pot adapta la presiunea factorilor antropici, procesul de
autoreglare a ecosferei nemaifiind posibil .
2. În România a început să se acorde prioritate problemelor de poluar e a mediului după
anul 1989, când a fost înființat organul administrației publice centrale de specialitate
Ministerul Apelor, Pădurilor și Mediului Înconjurător. Legea Mediului afirmă că protecția
apelor de suprafață și subterane, dar și a ecosistemelor ac vatice, are ca obiectiv principal
menținerea și îmbunătățirea calității și productivității naturale a acestora în scopul evitării
unor efecte negative asupra mediului, sănătății umane și a bunurilor material.
3. Tratarea apelor uzate este obligatorie pentru a proteja viitoarea creștere economică
durabilă. Acest lucru reprezintă responsabilitatea guvernelor să forțeze organizațiile să
realizeze sisteme de tratare a apelor reziduale sau să dezvolte un sistem de tartare
combinată pentru microîntreprinderi care nu pot dezvolta propriile unități.
4. Tratarea apelor uzate (reziduale), este un subiect destul de delicat, incluzând aspecte
legate de sănătate și de mediu, sociologice și durabilitate în mediul înconjurător și în
mediul de afaceri pentru organizații și compan ii producătoare de apă uzată etc.
5. Din punct de vedere al impactului apelor uzate asupra mediului, cele mai semnificative
aglomerări sunt considerate aglomerările umane cu mai mult de 150.000 l.e. (locuitori
echivalenți). Pentru toate aceste aglomerări uma ne au fost aprobate proiecte pentru
îmbunătățirea infrastructurii în domeniul colectării și epurării apelor uzate .
6. Stațiile de epurare a apelor uzate urbane trebuie să fie concepute, proiectate, construite,
exploatate și întreținute astfel încât să aibă un randament suficient în toate condițiile
climatice normale ale locului în care sunt amplasate .
7. Procesul de separare a amestecului solid -lichid este influnțat de numeroși factori care țin
atât de componenta solidă, de componenta lichidă, cât și de factorii constructivi ai
decantorului.
8. Sedimentarea este operația de separare a sistemelor eterogene solid -lichid în fazele
componente prin acțiunea diferențială a unei forțe externe (gravitațională sau centrifugă)
asupra constituenților cu densități diferite .
9. O bună operație de sedimentare tinde să obțină un decantat cât mai lipsit de fază solidă
și un sediment cu cât mai puțin lichid, într -un timp cât mai scurt și cu costuri minime .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 116 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 10. Toate rezervoarele de sedimentare pot fi împărțite în patru zone, fiecare având o
funcție specifică. Ace ste zone sunt: zona de intrare (de admisie a apei brute) , zona de
decantare, zona de ieșire (de evacuare a apei clarificate) și zona de acumulare a nămolului
(situată pe radierul echipamentului) .
11. În urma studiilor efectuate de cercetătorii Camp și Fitch asupra decantării diverselor
tipuri de suspensii, aceștia au clasificat fazele procesului de decantare în funcție de
concentrația suspensiilor și natura particulelor solide astfel: clarificarea de tipul I,
clarificarea de tipul II, sedimentarea în masă și compactarea sedimentului .
12. Prin procesul de sedimentare, viteza de sedimentare aferentă unei particule crește până
în momentul în care forța de decantare (greutatea proprie a particulei) devine egală cu
forțele de frecare.
13. Decantarea are o importanță deosebită în tratarea apelor uzate, caz în care bazinele de
decantare pot reprezenta chiar și 30% din investițiile totale din cadrul unei stații de
epurare.
14. Studii numerice au fost și sunt în continuare realizate într -o serie de baz ine de
sedimentare/ decantare utilizate în instalațiile tratare a apei . Aceste modele au fost
îmbunătățite treptat începând cu Larsen (1977).
15. Marcos Von Sperling a propus modelul conform căruia viteza de sedimentare este
funcție de temperatură, Brune a dezvoltat o relați e între eficiența de separare și raportul
dintre capacitatea decantorului și cantitatea de influent, iar Bond a propus introducerea
coeficientului de formă a particulelor prin ecuația următoare .
16. Primele studii experimentale s -au orientat asupra performanțe lor și eficienței globale
de separare în decantoare. Eficiența de îndepărtare depinde de caracteristicile fizice ale
solidelor în suspensie (de exemplu, mărimea particulelor, densitatea și viteza de
sedimentare), precum și pe câmpul de curgere și regimul d e amestec în rezervor .
17. În cadrul subcapitolului 4.4 a fost studiată influența în cadrul procesului de
compactare a concentrației de particule solide , a factorilor constructivi ai decantorului ,
precum și influența temperaturii apei uzate asupra procesului de decantare .
18. Pe baza studiilor experimentale, s -a constatat că eficiența separării suspensiilor din
apele reziduale pentru decantoarele cu dispozitive de raclare este superioară, în comparație
cu cea a decantoarelor fără dispozitive de raclare, fapt care condce la reducerea
concentrației de suspensii solide în apa evacuate din decantor (clarificată).
19. Modelarea proceselor de decantare a particulelor solide se bazează pe înțelegerea
dinamicii sistemului de floculare, variabilitatea concentrației și compozi ției sedimentelor,
mărimea flocului, activitatea microbiologică, salinitatea și temperature.
20. Pe baza algoritmului de determinare a î nălțim ii punctului critic aferent suspensiei
apoase de carbonat de calciu, de concentrație 8%, s-a stabilit că valoarea acesteia este de
0.268 m .
21. În cazul utilizării programului inteligent Raspberry Pi, valoarea turbidității în cele 80
min în care s -au realizat măsurătorile, pentru înălțimea de 75 mm a scăzut de la valoarea de
260 NTU la aprox. 11 NTU, pentru înălțimea de 65 m m, turbiditatea a avut valori cuprinse
între 222 și 13 NTU, iar pentru înălțimea de 55 mm, turbiditatea a avut variații de la 246 la
26 NTU; valoarea inițială a vitezei de sedimentare a fost de de 4.5 mm/s, iar în secunda
120 a scăzut până la valoarea de 0.8 mm/s.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 117 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 22. Studiul experimental al procesului de sedimentare în coloana staționară a diferitelor
suspensii apoase de particule solide are ca rezultat principal posibilitatea de a obține curbe
clarificare, care în afară de a da o imagine completă cu privire la modul în care este
clarificată apa în timpul procesului, permite, prin diversele metode de prelucrare a se
obține importanți parametrii caracteristici .
23. Argila și solul au necesitat un timp mai scurt de îndep ărtare din apele uzate datorită
densității lor , pe când, pentru îndep ărtarea carbonatului de calciu, timpul necesar a fost mai
mare
24. În ceea ce privește cercetările experimentale privind influența dimensiunii particulelor
și a concentrației suspensiei apoase cu ajutorul Spectrofotometrului UV -VIS, s -a constatat
că valoarea absorbanței a crecut odată cu creșterea concentrației , iar spre sfârșitul
măsurătorilor s -a observat că valoarea absorbanței s -a modific at foarte lent .
25. Timpul necesar decantării particulelor de nisip a fost mult mai scăzut în comparație cu
cel al solului, absorbanțele având valori de aproximativ două ori mai mici la momentul
inițial și de aproximativ zece ori mai mici la sfârșitul înregistrărilor.
26. Procesul de decantare a apelor uzate poate fi îmbunătățit prin adăugarea de
coagu lanță în apa de tratat , care nu influenț ează semnificativ valoarea pH -ului.
27. Testele realizate cu adăugare de coagulant în apa de tratat au ar ătat că pe masur ă ce
doza de coagulant a fost m ărită, s-a observat sc ăderea turbidit ății (de la 198 la 24 FAU) ,
dar și a culorii (de la 75 la 45 Hazen) probei de ap ă analizat ă.

7.2. Contribuții personale
Contribuțiile originale care se desprind din această teză de doctorat sunt în continuare
prezentate în sinteză :
1. analiza sintetică a literaturii de specialitate priv ind stadiul actual al cercetărilor teoretice
și experimentale efectuate în domeniul procesului de decantare a apelor uzate, prin
consultarea unui număr de 125 lucrări de specialitate publicate pe plan intern și
international;
2. dezvoltarea unui algoritm pentru studiul procesului de decantare care poate fi utilizat în
determinarea poziției punctului critic al curbei de limpezire la sedimentarea în coloană
staționară a suspensiilor apoase diluate de particule solide ;
3. analiza influe nței concentrațiilor de particule solide asupra procesului de decantare,
pentru trei tipuri de suspensii;
4. analiza influenței adăugării coagulanților în apa de tratat, în ceea ce privește eficiența
procesului de decantare;
5. determinarea curbei de clarificare a unei suspensii apoase de particule solide, folosind
sistemul inteligent Raspberry Pi ;
6. modelarea matematica a procesului de sedimentare a apelor uzate, prin analiza
dimensionala, utilizand teorema ∏
7. exprimarea unui set de concluzii și recomandări care po t fi utile cercetărilor ulterioare
realizate în domeniu;
8. rezultatele obținute în studiile și cercetările efectuate în cadrul tezei au fost valorificate
prin elaborarea și publicarea unui număr de 10 lucrări științifice în reviste de specialitate,

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 118 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU în volume le unor conferințe naționale și internaționale și prezentarea acestora în cadrul
unor evenimente științifice naționale și internaționale, în calitate de autor și coautor (dintre
acestea 3 fiind indexate ISI).

7.3. Direcții viitoare de cercetare
1. Cercetări experimentale privind influența :
 temperaturii asupra procesului de decantare
 debitului de apă uzată asupra procesului de decantare
 șicanelor prezente în bazinul de decantare
2. Cercet ări experimentale în bazinele orizontale de decantare ;
3. Conceperea, proiectarea și realizarea unui bazin modern de decantare a apelor uzate, în
scopul perfecțion ării instalațiilor actuale utilizate .

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 119 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU BIBLIOGRAFIE

1. Bagtzoglou A.C., Atmadja J. () Mathematical Methods for Hydrologic Inversion: The Case of
Pollution Source Identification. In: Kassim T.A. (eds) Water Pollution. The Handbook of
Environmental Chemistry, vol 3. Springer, Berlin, Heidelberg, Print ISBN 978 -3-540-23585 -9,
DOIhttps://doi.org/10.1007/b11442 , 2005
2. Preda Bogdan, Poluarea Mediului, https://www.academia.edu/35875965/Poluarea_Mediului
3. Legea Apelor nr. 107/1996
4. Ordonanță de urgență 195/2005, Protecția apelor și a ecosistemelor acvatice
5. ONCIA SILVICA, note de curs, CONSTRUCȚII DE TRATAREA ȘI EPURAREA
APEI, avaible at
http://usabtm.ro/utilizatori/agricultura/file/organizare/cadastru/Oncia%20Silvica/Constru
ctii%20de%20tratarea%20si%20epurarea%20apei.pdf
6. V.Rojanschi si T. Ognean. “Cartea operatorului din statii de tratare si epurare a apelor ” ;
7. Muhammad Naeem Anjum, Haroon Ur Rasheed, Waqas Ahmed, Impact of Waste Water
Treatment on Quality of Influent & Effluent Water, Imperial Journal of Interdisciplinary
Research (IJIR) Vol -2, Issue -11, 2016 ISSN: 2454 -1362, http://www.onlinejournal.in
8. http://marinesciencetoday.com
9. www.climate.org
10. Safta V.V., Note de curs ‘’Sisteme de depoluare’’
11. https://www.green -report.ro/unde -se-duc-apele -uzate -cand -se-duc/
12. Cîrțînă Daniela, “Epurarea apelor uzate”,Târ gu Jiu , Academica Brâncuși, 2007
13. ***Danube Water Program, Water and Wastewater Services in the Danube Region, © 2015
International Bank for Reconstruction and Development / The World Bank 1818 H Street NW,
Washington, DC 20433; Telephone: 202 -473-1000; In ternet: www.worldbank.org ,
https://sos.danubis.org/eng/report/iv -access -to-services/c -wastewater -treatment/
14. Voicu, Gh. et al. Aspects Regarding the Collection and Removal of Rainfall Water on Landfill
Final Cover, Advanced Engineering Forum, Vol. 27, pp. 155 -164
15. Anastasiu Daniela Distribuția apei și evacuarea apelor uzate, în anul 2018, Institutul Național de
statistică, 2019
16. *** BROȘURĂ PENTRU PUBLIC – Situația în România a apelor uzate urbane și a nămolului
provenit din stațiile de epurare, BUCUREȘTI, DECEMBRIE 2012
17. Calin Angela, EPURAREA AVANSATĂ A APELOR UZATE – Stații compacte de capacitate
mică”, Teza de doctorat, Bu curesti, 2008
18. PANAITESCU MARIANA, Tehnici de epurare ape uzate. indrumar de proiectare statie de
epurare, Editura Nautica, 2011
19. Tommaso G., Effluents from the food industry. Woodhead Publishing Limited, 2011
20. Marcos von Sperling, Basic Principles of Wastew ater Treatment , V II, Department of Sanitary
and Environmental Engineering, Federal University of Minas Gerais, Brazil, 2007
21. UTCB – Cercetări pentru optimizarea metodologiilor de alegere a nisipurilor pentru filtre
rapide – Contract nr. 57/1995.
22. Racovițeanu Gabriel, Teoria Decantării și Filtrării Apei, Universitatea Tehnică de
Construcții București , 2016 https://www.researchgate.net/publication/305878919

23. Raportul special, Fondur ile acordate de UE pentru stațiile de epurare a apelor uzate urbane din
bazinul hidrografic al Dunării: sunt necesare eforturi suplimentare pentru a ajuta statele
membre să îndeplinească obiectivele politicii UE în domeniul apelor uzate, Nr.2, RO 2015
24. The Council of the European Union – Council Directive 98/83/EC of 3 November 1998 on the
quality of water intended for human consumption – Official Journal of the European
Communities, 1998.
25. Florescu Iulian, Mecanica Fluidelor note de curs pentru uzul studenț ilor, Editura ALMA
MATER, Bacău, 2007
26. Safta V.V., Toma M. L., Ungureanu N., ‘’Experimente in domeniul tratarii apelor’’, Editura
PRINTECH 2012
27. Mark C. M. van Loosdrecht, Per H. Nielsen, Carlos M. Lopez -Vazquez, Damir Brdjanovic,
Experimental Methods in Wastewater Treatment, IWA Publishing, ISBN: 9781780404752, 2016

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 120 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 28. Antoniu, R. și col. Epurarea apelor uzate industriale, vol.1 și 2. Ed. Tehnică, București, 1987.
29. Robescu Diana, Felix Stroe, Aurel Presura, Dan Robescu – Tehnici de epurare a apelor uzate,
Editura Tehnica, Bucuresti, 2011
30. Florea Julieta, Dan Robescu Hidrodinamica instalatiilorr de transport hidropneumatic si de
depoluare a apei si a aerului, Editura Ddactica si Pedagogica, Bucuresti 1982
31. http://www.energ.pub.ro/fisiere/master/Subiecte202012/Carti/Sedimentarea.pdf .
32. United States Environmental Protection Agency, How Wastewater Treatment Works.The Basics,
EPA 833 -F-98-002, May 1998
33. Arterburn, R.A., (1976) : “The Sizing of Hydrocyclones”, Krebs Engineers
34. Ali Hadi Ghawi and Jozef Kriš (2012). A Computational Fluid Dynamics Model of Flow and
Settling in Sedimentation Tanks, Applied Computational Fluid Dynamics, Prof. Hyoung Woo Oh
(Ed.), ISBN: 978 -953-51- 0271 -7, InTech, Available from:
http://www.intechopen.com/books/applied -computational -fluid -dynamics/acomputational – fluid –
dynamics -model -of-flow-and-settling -in-sedimentation -tanks
35. Stamou, A.I., Adams, E.A., Rodi, W., 1989. Numerical modelling of flow and settling in primary
rectangular clarifiers. J. Hydraul. Res. IAHR 27 (5), 665 –682.
36. Adams, E.W., Rodi, W., 1990. Modelling flow and mixing in sedimentation tank s. J.
Hydraul. Eng. 116 (7), 895 –911.
37. Lyn, D.A., Stamou, A., Rodi, W., 1992. Density currents and shear induced flocculation in
sedimentation tanks. J. Hydraul. Eng. ASCE 118 (6), 849 –867.
38. Olson, T.J., Turner, P.A., (2002) : Hydrocyclone Selection for Plant Design, ( www.krebbs.com) ).
39. Hazen A. On sedimentation. Trans. ASCE, 53, pp. 45 -71, 1904.
40. Wells S.A. & LaLiberte D.M. Winter temperature gradients in circular clarifiers. Wat.
Environ. Res., 70(7), pp. 1274 -1279, 1998
41. Larsen P., On the hydraulics of rectangular settling basins, Report No. 1001, Department
of Water Research Engineering, Lund Institute of Technology, Lund, Sweden, 1977.
42. Kinnear, D.J., Littleton Englewood Wastewater Treatment Facility, Personal
communicati on, 2004
43. Goula, A. M., Kostoglou, M., Karapantsios, T. D. & Zouboulis,A. I. 2008a A CFD
methodology for the design of sedimentation tanks in potable water treatment. Chem.
Eng. J. 140, 110 –121
44. Goula, A. M., Kostoglou, M., Karapantsios, T. D. & Zouboulis, A . I. 2008b The effect of
influent temperature variations in a sedimentation tank for potable water treatment – a
computational fluid dynamics study. Water Research 42, 3405 –3414.
45. McCorquodale, J.A, Temperature profiles in primary settling tanks. IRI Report
University of Windsor, 1977.
46. Frik Schutte, HANDBOOK FOR THE OPERATION OF WATER TREATMENT
WORKS, The Water Research Commission, The Water Institute of Southern Africa,
Water Utilisation Division Department of Chemical Engineering University of Pretoria,
2006
47. *** STAS 4162/1 – 80, "Decantoare primare. Prescripții de proiectare"
48. MANUALUL INGINERULUI TEXTILIST ,Tratat de inginerie textilă, EDITURA
AGIR, 2003]
49. http://borgeraquatech.ro/p roduse/apa -uzata/poduri -racolare/
50. Narayanan B., Buhr H.O., Leveque E.G., Lee M.C. & Dielmann D. (2000). Could your
secondary clarifier sludge removal mechanism be a process bottleneck? Proc. 73thAnnual
WEF Conference and Exposition on Water Quality and Was tewater Treatment, 14 -18
October, Anaheim, California, USA.
51. Kinnear D.J. & Deines K. (2001). Acoustic Doppler current profiler: clarifier velocity
measurement. Proc. 74th Annual WEF Conference and Exposition on Water Quality and
Wastewater Treatment, 13 -17 October, Atlanta, USA.
52. Brescher, U., Krebs, P. and W.H. Hager (1992). Improvement of Flow in Final Settling
Tanks. Journal

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 121 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU of Environmental Engineering 188, 307 -321.
53. Krebs, P. (1995). Success and shortcomings of clarifier modeling. Journal of Water
Science and Technology 31(2), 181 -191.
54. Taebi -Harandy, A. and E.D. Schroeder (1995). Analysis of structural features on
performance of secondary
clarifiers. Journal of Environm ental Engineering 121(12), 911 -919.
55. A. Razmi, B. Firoozabadi, and G. Ahmadi, Experimental and Numerical Approach to
Enlargement of Performance of Primary Settling Tanks, Journal of Applied Fluid
Mechanics , Vol. 2, No. 1, pp. 1 -12, 2009
56. Popescu V, Vida -Simiti I. Methods to separate pollutants / Metode de separare a
poluanților. Publishing U.T. PRES Cluj Napoca, 2003.
57. Ayeche R. Treatment bu coagulation -flocculation of diary wastewater with the residual
lime on National Algerian Industrial Gases Compa ny (NIGC – Annaba). Energy
Procedia, vol. 18, 2012, pp. 147 -156
58. Moșneag S.C., Popescu V. Coagulation -floculation processs. XI National
Multidisciplinar Conference with International Participation „Profesor Dorin PAVEL –
founder of Romanian hidroenergetics / Procesul de coagulare – floculare. A XI –a
Conferinta Nationala Multidisciplinara – cu Participare Internationala „Profesorul Dorin
PAVEL – fondatorul hidroenergeticii romanesti”, Sebes 2011.
59. Gregory, J. Particles in Water: Properties and Processes. London: IWA Pub.: Boca
Raton, CRC Press Taylor & Francis, 2006
60. Aguilar, M.I., Saez, J. Improvement of coagulation -flocculation process using anionic
polyacrylamide as coagulant aid. Chemosphere, vol. 58, 2005, pp. 47 -56
61. Podoleanu Corneliu Eusebiu* – Optimization of the longitudinal horizontal settling tanks
exploitation within a drinking surface water stations, Buletinul Științific al Universității
"POLITEHNICA" din Timișoara, Tom 55(69), Fascicola 2, 2010
62. Bratby, J. Coagulants, in Coagulation and Floccul ation in Water and Wastewater
Treatment. 2nd Edition, IWA Publishing, London, pp. 50 -68. 2006.
63. Robescu Dan, Robescu Diana, Băran Gheorghe, Epurarea apelor uzate, Editura 52 Bren,
Bucuresti, 1999
64. Lotta Sorsamäki, Marja Nappa, Design and selection of separat ion processes,
RESEARCH REPORT VTT -R-06143 -15, 2015
65. Towler, G., Sinnott, R. K., Chemical Engineering Design – Principles, Practice and
Economics of Plant and Process Design (2nd Edition), Elsevier, 2013. Online version
available at: http://app.knovel.com/h otlink/toc/id:kpCEDPPEP4/chemicalengineering/
chemical -engineering
66. Environmental Protection Agency, Waste Water Treatment Manuals Primary, Secondary
And Tertiary Treatment, Ireland, 1997
67. **Suntech Geometallurgical Laboratories,
https://www.suntechgeomet.co.za/services/metallurgical -testing/sedimentation -testing
68. MWH (2005) Water Treatment: Principles and Design, John Wiley & Sons, Hoboken,
New Jersey, pp. 811–814, 824 –829.
69. Willis, J. F. (2005) “Clarification,” in E. E. Baruth, (ed.), Water Treatment Plant Design,
American Water Works Association and American Society of Civil Engineers, McGraw –
Hill, New york, p. 7.1 –10-44.
70. Mackenzie L. Davis, WATER AND WASTE WATER ENGINEERING, Design
Principles and Practice, Copyright © 2010 by The McGraw -Hill Companies, ISBN: 978 –
0-07-171384 -9, MHID: 0 -07-171384 -0.
71. Kawamura, S. (2000) Integrated Design and Operation of Water Treatment Facilities,
2nd ed., JohnWiley & Sons, Ne w York, pp. 139 –189.
72. Dan Robescu, Dana Robescu, Attila Verestoy, “ Fiabilitatea Proceselor, Instalațiilor și
Echipamentelor de tratare și epurare a apelor” , Editura Tehnică, București, 2002.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 122 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 73. Nikolay Voutchkov, Introduction to Wastewater Clarifier Design, D OI:
10.13140/RG.2.2.31568.92165, 2017
74. https://www.ct.upt.ro/studenti/cursuri/florescu/Capitolul%203.pdf
75. Lucian Gavrila Operatii unitare in industria alimentara si biotehnolog ii, Universitatea din
Bacau, 2001
76. Angus Fosten, Controlling Sludge in Lamella Clarifiers,
https://www.partech.co.uk/controlling -sludge -in-lamella -clarifiers/ , 2016
77. Hidro -Water Sl, Echipamente Decantare, SERIA DECLA, hidrowater@hidro -water.com
78. Jinescu Gheorghiță, Procese hidrodinamice si utilaje specifice in industria chimica,
Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti – 1983
79. https://graduo.ro/proiecte/mecanica/proiectarea -decantorului -lamelar -173365
80. PĂUN Mihaela – Cristina, Studii și cercetări privind tehnologiile performante de
limpezir e în producția de apă potabilă, Teza de doctorat,UNIVERSITATEA TEHNICĂ
DE CONSTRUCȚII BUCUREȘTI, 2011
81. https://aerconditionatax2.skyrock.co m/3094725427 -Sisteme -de-decantare -si-utilitatea –
hidroforului.html
82. https://www.nicepng.com/maxp/u2e6r5e6r5w7r5i1/
83. Rusu Tiberiu – Tehnologii și echipamente pentru tratarea și epurarea apelor, vol. I,
U.T.Press, Cluj -Napoca, 2008
84. Coldea, Speranța, Ionescu, Gh. C. Elemente de fizica fluidelor și hidraulică. Editura
Matrix Rom, București, 2005
85. Racovițeanu Gabriel, Teoria Decantării și Filtrării Apei, Universitatea Tehnică de
Construcții București , 20 16 https://www.researchgate.net/publication/305878919
86. [https://en.wikipedia.org/wiki/Sphericity
87. Desjardins, R. – Le traitement des eaux –
Montreal, 1990
88. Biriș S.S, Note de curs Fenomene de transport și operații unitare, Universitatea
Politehnica din București, Facultatea de Ingineria Sistemelor Biotehnice, 2016 -2017
89. Stamou, A.I & R odi, W. (1984). Review of Experimental Studies on Sedimentation
Tanks. Sonderforschungsbereich 210 / E / 2. Universitat Karlsruhe. August
90. Verwey, E.J.W., Overbeek, J.Th.G. – Theory of the Stability of Lyophobic Colloids,
Elsevier, Amsterdam, 1948
91. Water T reatment Handbook – ”Degremont ”, Seventh Edition,volume 1 și 2,France, 2007
92. TCHOBANOGLOUS, G. & SCHROEDER, E.D. (1985 ). Water quality: characteristics,
modeling, modification . Addison -Wesley, Reading, MA
93. Mehdi Ghomeshi, B.Sc, M.Sc A thesis submitted in f ulfilment of there quirement for the
award of the degree, UNIVERSITY OF WOLLONGONG, Department of Civil and
Mining Engineering, 1995
94. Marcos von Sperling, Basic Principles of Wastewater Treatment, V II, Department of
Sanitary and Environmental Engineering, Federal University of Minas Gerais, Brazil,
2007
95. ÖZER A (1994) Simple equations to express settling column data. J. Environ. Eng. 1 20
677–682
96. JE C and CHANG S (2004) Simple approach to estimate flocculent set¬tling velocity in
a dilute suspension. Environ. Geol. 45 1002 –1009.
97. Bond, A. W. – Behaviour of Suspensions, Journal Inst. Wat. Engrs, 15, 1961
98. Gregory, R. – Sedimentation and Flotation, chapt. 7, AWWA Water Quality and
Treatment Handbook, McGraw & Hill, U.S.A., 1990
99. Gregory, R., Head, R.J.M., Graham, N.J.D. – The relevance of blanket solids
concentration in understanding the performance of floc blanket clarifiers in water
treatment, Chemical Water and Wastewater Treatment IV – 7th Gothenburg Symposium,
Edinburgh, Scotland, 1996.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 123 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 100. RAMATSOMA MS and CHIRWA EMN (2012) Computational simula tion of
flocculent sedimentation based on experimental results. Water Sci. Technol. 65 (6) 100 7–
1013.
101. C.E., Podoleanu, Contributions to the treatment plants to optimize operation. Doctoral
thesis, U.P.Timișoara, 2006.
102. D., Robescu, D., Robescu, L., Szabolcs, I., Verestoy, Modelling and simulation of
sewage processes, Technical Publishing House, Bu charest, 2004.
103. Zârnoianu Daniela, PhD Student 1,Prof. Simion Popescu, PhD2, Marin Radu, PhD3
The influence of constructive factors and working conditions of decanters on wastewater
processing efficiency, 3rd International Conference – Research & Innovatio n in
Engineering – COMAT 2014,16 – 17 October 2014, Brasov, Romania
104. Zârnoianu Daniela, Popescu Simion, Brăcăcescu Carmen Theoretical and
experimental research on the separation process of impurities from waste water through
decantation, 6th International C onference – Computational Mechanics and Virtual
Engineering – COMEC 2015, 15 -16 October 2015, Brașov, Romania
105. TARPAGKOU R., PANTOKRATORAS A. AND N. PAPADAKIS The influence on
the flow field and performance of a sedimentation tank for potable water treatme nt due to
low (winter) and high (summer) temperatures, Proceedings of the 13th International
Conference on Environmental Science and Technology Athens, Greece, 5 -7 September
2013
106. Ulf Jeppsson, Modelling Aspects of Wastewater Treatment Processes, Sweden b y
Reprocentralen, Lund University, 1996, ISBN 91 -88934 -00-4
107. E. Morgenroth*, E. Arvin** and P. Vanrolleghem, The use of mathematical models in
teaching wastewater treatment engineering, Water Science and Technology Vol 45 No 6
pp 229 –233 © IWA Publishing 2 002
108. KHELIFA A and HILL PS (2006) Models for effective density and set¬tling velocity
of flocs. Hydraul. Res. 44 (3) 90 –401.
109. Otterpohl, R. and Freund, M. (1992). Dynamic models for clarifiers of activated
sludge plants with dry and wet weather flows. Wat. Sci. Tech., 26(5 –6), 1391 –1400
110. V.V. Safta, M. Dincă, G -A. Constantin, B-Ș. Zăbavă , Critical point determination of
the clarifying curve of aqueous diluted suspensions , Proceedings of the 45th International
Symposium "Actual Tasks on Agricultural Engineer ing", pp. 99 -110, ISSN 1848 -4425,
Croația, Opatija, 21 -24 feb. 2017 (ISI Proceedings, ISI – Index to Scientific and
Technical Proceedings, CAB International – Agricultural Engineering Abstracts,
Cambridge Scientific Abstracts – InterDok).
111. Zăbavă B.Șt., Ip ate G., Voicu Gh., Dincă M., Ungureanu N., Ferdeș M., Vlăduț V.
Smart system to monitor water treatment based on Raspberry PI computer. Proceedings
of the 47th International Symposium „Actual Tasks on Agricultural Engineering”, pp.
159-166, 5 –7 March 2019, Croația, Opatija, ISSN 1848 -4425 [ISI Proceedings –
Thomson Reuters: Conference Proceedings Citation Index and ISTP, CAB International –
Agricultural Engineering Abstracts]. WOS: 000472729500015.
http://atae.agr.hr/47th_ATAE_proceedings.pdf
112. Sithebe, N. P., Methula, B.G., Chirwa, E.M.N. (2014). A finite velocity simulation of
sedimentation behaviour of flocculating particles – A real -time model evaluation,
Available on website http://www.wrc.org.za, ISSN 0378 -4738 (Print) = Water SA Vol.
40 No. 1 J.
113. Packman, J.J., Comings, K.J., Booth, D.B. (1999). Using turbidity to determine total
suspended solids in urbanizing streams in the Puget lowlands. In: Confronting
Uncertainty: Manag ing Change in Water Resources and the Environment, Canadian
Water Resources Association Annual Meeting, Vancouver, BC, 158 –165
114. JE, C., Chang, S. (2004). Simple approach to estimate flocculent settling velocity in a
dilute suspension. Environ. Geol. 45 100 2–1009.

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 124 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 115. https://kebr.prf.jcu.cz/download/docs/Memmert_Oven_UFE500.pdf
116. http://www.optimum -lab.ru/product/sushilnyj -shkaf -memmert -unb-200/
117. https://www.pginstruments.com/product/t92/
118. https://www.fritsch -international.com/sample -preparation/sieving/vibratory -sieve –
shakers/details/product/analysette -3-spartan/
119. http://www.cantare.cifnet.ro/termobalanta -kern-p-1338.html
120. https://cantare -kern.ro/product/balanta -analitica -max-82-g-220-g-kern-abt-220-5dnm/
121. https://www.tecnos.ro/produs/balanta -de-precizie -seria -kern-572/
122. https://www.romedic.ro/fotometru -nova -60-a-nova -spectroquant -aprobare -de-model –
emis -de-brml -kituri -in-valaore -de-1000 -ron-gratuit -0H64504
123. POIENARIU Gheorghe, GOLOGAN Daniela, POIENARIU Paul,
ÎMBUNĂTĂȚIREA PERFORMANȚEI dECA NTORULUI RAdIALCU CAMERĂ dE
REACȚIETRONCONICĂ, ROMAQUA, nr.7 / 2014, www.romaqua.ro
124. Zăbavă B.Șt., Ungureanu N.,Vlăduț V., Dincă M., Voicu Gh. Experimental study of
coagulation – flocculation process of fine and colloi dal impurities in a river from
Nehoiu, Romania . XXIII Scientific Meeting „Development Directions of Tractors and
Renewable Energy Resources”. Tractors and driving machines (Traktori I Pogonske
Masine) 1, UDK 631.372, ISSN 0354 -9496, Godina 21:1/2016 (vol. 21, no. 1/2016), pp.
80-86, December 2016, Novi Sad, Serbia.
125. Procedee și echipamente de epurare a apelor. Suport de curs, anul IV, specializarea
IPMI. Universitatea Petru Maior Tg. Mureș, Facultatea de Inginerie, Specializarea
Ingineria și Protecția Mediului în Industrie, 2011

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 125 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU
LISTA DE LUCRĂRI ÎN DOMENIUL TEZEI DE DOCTORAT
As.drd.ing. ZĂBAVĂ Bianca – Ștefania

1. Zăbavă B.Șt ., Voicu Gh., Ungureanu N., Vlăduț V., Dincă M., Ionescu M.
Experimental study of the sedimentation of solid particles in wastewater. Scientific
International Conferences – The 12th Annual Meeting „Durable Agriculture –
Agriculture of the Future”, 17 -18 Nov. 2016, Craiova. Annals of the University of Craiova
– Agriculture, Montanology, Cadastre Series. Vol. XLVI/2, Working group no. 4 –
Management, Agriculture Mechanization and Cadastre, pp. 611 -617, ISSN 1841 -8317, ISSN
CD-ROM 2066 -950X ( BDI – CAB Abstracts and Global Health by CAB International,
Index Copernicus, Ulrich, DOAJ, IDB – CNCSIS category B+ ).
2. Zăbavă B.Șt., Voicu Gh., Safta V.V., Ungureanu N., Dincă M., Ionescu M., Munteanu
M., Ferdeș M. Considerations on the equipment used for wastewater settling – a review .
International Symposium ISB -INMA TEH – Agricul tural and Mechanical Engineering,
pag. 561 -566, 27 -29 oct. 2016, Bucharest. Print: ISSN 2344 -4118. CD -ROM ISSN
2344 -4126. Online: ISSN 2537 -3773, ISSN -L 2344 -4118 ( BDI – CABI ).
http://isb.pub.ro/isbinmateh/2016/Volume_Symposium_2016.pdf
3. V.V. Safta, M. Dincă, G -A. Constantin, B-Ș. Zăbavă , Critical point determination of
the clarifying curve of aqueous diluted suspensions , Proceedings of the 45th
International Symposium "Actual Tasks on Agricultural Engineering", pp. 99 -110,
ISSN 1848 -4425, Croația, Opatija, 21 -24 feb. 2017 (ISI Proceedings, ISI – Index to
Scientific and Technical Proceedings, CAB International – Agricultural Engineering
Abstracts, Cambridge Scientific Abstracts – InterDok).
4. Zăbavă B.Șt ., Voicu Gh., Ungureanu N., Dincă M., Ionescu M., Munteanu M.,
Pruteanu A. Consideration on the constructive factors of clarifiers and their influence
on the settling process efficiency – a review . 6th International Conference on Th ermal
Equipment, Renewable Energy and Rural Development (TE -RE-RD), pp. 295 -300, 8 -10
June 2017, Moieciu de Sus, România. ISSN 2457 -3302, ISSN -L 2457 -3302, Editura
Politehnica Press [BDI – Index Copernicus International, EBSCO Publishing
Databases].
5. B.Șt. Zăbavă , Gh. Voicu, M. Dincă, N. Ungureanu, M. Ferdeș. Factors that influence
the efficiency of the decanting process – a review. 7th International Conference on
Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development (TE -RE-RD), Drobeta
Turnu Severin – Romania 31 mai – 02 Junie 2018, pp. 423 -426, ISSN 2457 – 3302,
ISSN -L 2457 – 3302, Editura POLITEHNICA PRESS, [ BDI – Index Copernicus
International, EBSCO Publishing Databases ].
6. Zăbavă B.Șt ., Voicu Gh., Ungureanu N., Dincă M., Ferdeș M., Safta V.V., Ipate G .
Study of water turbidity determination using standard samples. Proceedings of 6th
International Conference „Research People and Actual Tasks on Multidisciplinary
Sciences”, pp. 124 -128, ISSN 1313 -7735, Printing House “Angel Kunchev” University
of Ruse, 1 2 – 15 June 2019, Lozenec, Bulgaria [BDI – CABI].
http://conf.bionetsyst.com/wp -content/uploads/2019/12/Volume1 -Lozenec -2019.pdf

Contribu ții privind depoluarea apelor uzate prin decantare

Autor: ing. Bianca – Ștefania ZĂBAVĂ 126 Coordonator științific : Prof.dr.ing. Gheorghe VOICU 7. Zăbavă B.Șt ., Ipate G., Voicu G h., Dincă M., Ungureanu N., Ferdeș M., Vlăduț V.
Smart system to monitor water treatment based on Raspberry PI computer. Proceedings
of the 47th International Symposium „Actual Tasks on Agricultural Engineering”, pp.
159-166, 5 –7 March 2019, Croația, Opat ija, ISSN 1848 -4425 [ISI Proceedings –
Thomson Reuters: Conference Proceedings Citation Index and ISTP, CAB International
– Agricultural Engineering Abstracts]. WOS: 000472729500015.
http://atae .agr.hr/47th_ATAE_proceedings.pdf
8. George Ipate, Gabriel Musuroi, Gabriel -Alexandru Constantin, Elena Madalina Ștefan,
Bianca Zăbavă and Marina Pihurov, Experimental and numerical simulation research
of sedimentation process in stationary column of aqueous suspension of solids,
8th International Conference on Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural
Development (TE -RE-RD 2019), https://doi.org/10.1051/e3sconf/201911203028
9. Zăbavă B.Șt., Ungureanu N.,Vlăduț V., Dincă M., Voicu Gh.Experimental study of
coagulation – flocculation process of fine and colloidal impurities in a river from
Nehoiu, Romania. XXIII Scientific Meeting „Development Directions of Tractors and
Renewable Energy Resources”. Tractors and driving machines (Traktori I Pogonske
Masine) 1, UDK 631.372, ISSN 0354 -9496, Godina 21:1/2016 (vol. 21, no. 1/2016), pp.
80-86, December 2016, Novi Sad, Serbia.

10. Zăbavă B.Șt ., Voicu Gh., Ungureanu N., Dincă M., Safta V.V. Basic equipment for the
mechanical treatment of wastewater. International Symposium ISB -INMA TEH,
Agricultural and Mechanical Engineering, pag. 349 -356, 29-31 oct. 2015, Bucharest.
Print: ISSN 2344 -4118. CD -ROM ISSN 2344 -4126. ISSN -L 2344 -4118
http://isb.pub.ro/isbinmateh/2015/Volume_Symposium_2015.pdf