Statie de Epurare Ape Uzate Abator Pasari Ianca

CUPRINS

PIESE SCRISE:

CAPITOLUL 1: DATE GENERALE…………………………………………………………. 5

1.1. Obiectiv de investiție…………………………………………………………………………… 5

1.2. Beneficiarul investiției…………………………………………………………………………………5

1.3. Amplasament……………………………………………………………………………………… 5

1.4. Necesitatea și oportunitatea investiției………………………………………………………5

CAPITOLUL 2: STUDII ȘI DATE DE TEREN……………………………………………………..7

2.1: Cadrul natural……………………………………………………………………………………..7

2.1.1. Așezare geografică…………………………………………………………………..7

2.1.2. Structură administrativă…………………………………………………………….7

2.1.3. Date economice…………………………………………………………………………8

2.1.4. Studii climatice…………………………………………………………………………..8

2.1.5. Relief și topografie……………………………………………………………………8

2.1.6. Solurile………………………………………………………………………………….9

2.1.7. Seismicitate……………………………………………………………………………….9

2.1.8. Studii hidrologice și hidroclimatice de bază………………………………………9

2.2. Apa potabilă – Oraș Ianca……………………………………………………………………..10

2.3. Apa uzată – Oraș Ianca………………………………………………………………………..11

2.4. Capacitatea de lucru a abatorului……………………………………………………………12

2.5. Debite de apă………………………………………………………………………………………12

2.6. Parametrii de calitate ai apelor la intrare în stația de epurare………………………..12

2.7. Condiții de calitate ale apei la evacuare în canalizare………………………………….13

CAPITOLUL 3: STAȚIA DE EPURARE………………………………………………………………15

3.1. Schema stației de epurare………………………………………………………………………15

3.2. Rezultate obținute la ieșirea din stația de epurare…………………………………………16

3.3. Buletin de analiză……………………………………………………………………………….17

3.4. Tratamente și procese în stația de epurare…………………………………………………18

3.4.1. Stație de pompare…………………………………………………………………….21

3.4.2. Treapta mecanică……………………………………………………………………..22

3.4.3. Coagularea suspensiilor din apă…………………………………………………26

3.4.4. Treapta biologică……………………………………………………………………36

3.5. Producția și gestiunea nămolurilor…………………………………………………………..46

3.6. Automatizarea stației de epurare……………………………………………………………48

3.7. Echipamentele stației de epurare…………………………………………………………….50

CAPITOLUL 4: CALCULE ECONOMICE………………………………………………………….51

4.1: Deviz general………………………………………………………………………………………51

Capitolul 5: Impactul asupra mediulu…………………………………………………………………….53

5.1. Impactul asupra apei…………………………………………………………………………………53

5.2. Impactul asupra aerului………………………………………………………………………..54

5.3. Impactul asupra solului…………………………………………………………………………57

5.4. Impactul asupra subsolului…………………………………………………………………….58

5.5. Impactul asupra biodiversității………………………………………………………………58

5.6. Impactul asupra peisajului……………………………………………………………………..59

5.7.Impactul asupra mediului social și economic……………………………………………..60

BIBLIOGRAFIE…………………………………………………………………………………………………62

PIESE DESENATE

Planșa nr. 1 – Plan general de amplasare

Planșa nr. 2 – Plan conducte

Planșa nr. 3 – Plan trasare obiecte tehnologice

Planșa nr. 4 – Flux tehnologic

Planșa nr. 5 – Stație de epurare plan și secțiuni

Planșa nr. 6 – Bazin bilologic, bazin de omogenizare/egalizare si bazin de pompare nămol – plan

Planșa nr. 7 – Bazin biologic, bazin de omogenizare/egalizare si bazin de pompare nămol – secțiuni

Planșa nr. 8 – Decantor secundar SC:1:100

Planșa nr. 9 – Platforma depozitare nămol SC:1:100

CAPITOLUL 1

DATE GENERALE

1.1. Obiectiv de investiție

Construire stație de epurare a apelor uzate pentru abatorul de păsări Ianca.

1.2. Beneficiarul investiției

S.C. Bona Avis S.R.L. – societate cu răspundere limitată (S.R.L.), constituită în scopul realizării producției, prelucrării și conservării cărnii de pasăre. Pentru realizarea scopului propus, societatea, desfășoară activitatea de abatorizare păsări, în sistem de prestare servicii.

1.3. Amplasament

Societatea se situează în orașul Ianca, județul Brăila, la nord de Lacul Plopu, având o suprafața totală de 27.377 m2.

1.4. Necesitatea și oportunitatea investiției

Conform legislației în vigoare se interzice evacuarea, in rețeaua de canalizare, de substanțe in suspensie a căror cantitate, mărime și natură constituie un factor activ de erodare a canalelor, provoacă depuneri sau stanjenesc curgerea hidraulică normală, ca de exemplu:

– suspensii grele;

– corpuri solide, plutitoare sau antrenate, care nu trec prin grătarul cu spațiul liber dintre bare de 20 mm;

– suspensii antrenate dure, care pot genera zone de erodare a colectoarelor;

– păcură, uleiuri, grăsimi sau alte materiale care pot genera aderențe de natură să provoace zone de acumulări de depuneri;

– substanțe care in apa rețelelor de canalizare provoacă fenomene de coagulare, care duc la depuneri;

– substanțe cu agresivitate chimică asupra materialelor din care sunt construite rețelele de canalizare;

– substanțe in stare de suspensie sau dizolvate (precum benzina, benzenul, eterul, cloroformul, acetilena, dicloretilena, sulfura de carbon, solvenții) care, in această stare sau prin evaporare produc, impreună cu aerul, amestecuri detonante;

– substanțe nocive care pot pune in pericol personalul de exploatare a canalizării; substanțe inhibitoare ale procesului de epurare (Cu, Cr, Zn, Pb) in cantități care, in condițiile diluării realizate in rețeaua de canalizare, ar putea prejudicia funcționarea instalațiilor de epurare biologică sau a celor de fermentare a nămolurilor.

De la abatorizarea păsărilor rezultă ape uzate de două tipuri:

– ape uzate menajere;

– ape uzate tehnologice.

Apele uzate care se evacuează de la grupurile sanitare sunt ape menajere obișnuite. Aceste ape uzate se canalizează separat până la stația de pompe, iar de aici, împreună cu apele uzate tehnologice epurate, sunt pompate la stația de epurare a orașului Ianca.

De la abatorizarea păsărilor rezultă ape uzate tehnologice, care confom legislației în vigoare necesită epurarea într-o stație proprie, înaintea evacuării în rețeaua de canalizare, pentru ca societatea sa dețină autorizația de funcționare din partea Gărzii de mediu.

Fluxul tehnologic al stației de epurare a apelor uzate tehnologice existente este alcătuit din:

– cămine cu vane stăvilar, pentru accesul apelor uzate: 2 buc;

– grătar pentru reținerea suspensiilor grosiere: 2 buc;

– separator-decantor de grăsimi si alte suspensii, cu curățire manuală: 2 compartimente, evacuarea depunerilor făcându-se alternativ din cele doua compartimente;

– cheson de preluare a apelor uzate epurate;

– stația de pompare ape uzate către stația de epurare a orașului Ianca.

Stația de epurare existentă în momentul de față este subdimensionată și nu epurează apa uzată astfel încât aceasta să se încadreze în parametri de calitate pentru evacuare în rețeaua de canalizare.

Având în vedere cele de mai sus, dar și faptul că titularul dorește realizarea unei stații de epurare care să îndeplinească la evacuarea apei epurate parametri sub limita maximă, dați de prezentul normativ NTPA 001/2005 (din HG 188/2002, completată cu HG 352/2005), se impune realizarea unei stații de epurare noi, care să realizeze epurarea apelor uzate din procesul tehnologic cât și a apei uzate menajere, rezultată de la grupurile sanitare.

Noua stație de epurare va avea un nivel tehnologic ridicat, tehnologia propusă fiind una modernă, practicată în Uniunea Europeană.

Titularul a concesionat de la CL Ianca un teren cu suprafața totală de 27.377 m2, situat în partea de nord a incintei, spre Lacul Plopu, pe care intenționează să realizeze investiția "Construire stație de epurare a apelor uzate de la Abatorul de păsări".

CAPITOLUL 2

STUDII ȘI DATE DE TEREN

2.1. Cadrul natural

2.1.1. Așezare geografică

Județul Brăila este situat în partea de sud-est a României, învecinându-se cu județul Galați la nord, județul Tulcea la est, județul Ialomița la sud și județul Buzău la vest.

Suprafața județului este de 4.766 km2 și reprezintă 2% din suprafața întregii țări.

Figura 1 – Harta Brăilei

2.1.2 Structura administrativă

Municipii și orașe

Din punct de vedere teritorial – administrativ, județul Brăila are trei orașe (Făurei, Ianca, Însuraței), un municipiu (Brăila), 40 comune și 140 sate totalizând o populație de 366.811 locuitori.

Municipiul Brăila este orașul reședința de județ cu o populație de 216.321 locuitori. În mediul urban populația totalizează 239.030 locuitori.

Municipiul Brăila este un oraș în sud-estul României, port la Dunăre și reședința județului cu același nume. În 2007 populația orașului Brăila a fost de 216.321 locuitori, fiind al zecelea oraș ca mărime din România. Accesibil pentru nave de dimensiuni mici și medii Brăila are mari facilități de depozitare. Este de asemeni un important centru industrial cuprinzând fabrici de prelucrări metalice, textile, procesarea alimentelor etc.

Orașul Ianca are o populație de 11265 locuitori. Potențialul economic al orașului Ianca are un profil mixt la care se adăugă cu preponderență activitățile de tip agroindustrial.
Activitățile desfășurate în cadrul orașului sunt cele cu profil din categoria serviciilor, acestea din urmă fiind de tip comerț alimentar, alimentație publică. În domeniul activităților agricole își desfășoară activitatea asociații agricole de tip juridic și familial.

2.1.3. Date economice

În 2005, existau 6.121 de firme active pe teritoriul județului, mai mult de 99% cu capital privat. După principalul domeniu de activitate, industria și agricultură reprezintă 12,74%, în timp ce serviciile reprezintă 83%. La sfârșitul lui 2006, terenurile agricole totalizau 386 mii ha, terenul arabil reprezentând 343,1 mii ha, lunci 34 mii ha, iar viile și livezile 8,9 mii ha. Pădurile și vegetația forestieră au totalizat 26 mii ha.

În 2005, județul Brăila a avut un PIB de aproximativ 1.011 milioane EURO (prețuri curente), reprezentând 11,07% din PIB-ul regional.

2.1.4. Studii climatice

Obiectivul este amplasat într-o zonă de climă temperată cu caracter continental unde temperatura mi.

Figura 1 – Harta Brăilei

2.1.2 Structura administrativă

Municipii și orașe

Din punct de vedere teritorial – administrativ, județul Brăila are trei orașe (Făurei, Ianca, Însuraței), un municipiu (Brăila), 40 comune și 140 sate totalizând o populație de 366.811 locuitori.

Municipiul Brăila este orașul reședința de județ cu o populație de 216.321 locuitori. În mediul urban populația totalizează 239.030 locuitori.

Municipiul Brăila este un oraș în sud-estul României, port la Dunăre și reședința județului cu același nume. În 2007 populația orașului Brăila a fost de 216.321 locuitori, fiind al zecelea oraș ca mărime din România. Accesibil pentru nave de dimensiuni mici și medii Brăila are mari facilități de depozitare. Este de asemeni un important centru industrial cuprinzând fabrici de prelucrări metalice, textile, procesarea alimentelor etc.

Orașul Ianca are o populație de 11265 locuitori. Potențialul economic al orașului Ianca are un profil mixt la care se adăugă cu preponderență activitățile de tip agroindustrial.
Activitățile desfășurate în cadrul orașului sunt cele cu profil din categoria serviciilor, acestea din urmă fiind de tip comerț alimentar, alimentație publică. În domeniul activităților agricole își desfășoară activitatea asociații agricole de tip juridic și familial.

2.1.3. Date economice

În 2005, existau 6.121 de firme active pe teritoriul județului, mai mult de 99% cu capital privat. După principalul domeniu de activitate, industria și agricultură reprezintă 12,74%, în timp ce serviciile reprezintă 83%. La sfârșitul lui 2006, terenurile agricole totalizau 386 mii ha, terenul arabil reprezentând 343,1 mii ha, lunci 34 mii ha, iar viile și livezile 8,9 mii ha. Pădurile și vegetația forestieră au totalizat 26 mii ha.

În 2005, județul Brăila a avut un PIB de aproximativ 1.011 milioane EURO (prețuri curente), reprezentând 11,07% din PIB-ul regional.

2.1.4. Studii climatice

Obiectivul este amplasat într-o zonă de climă temperată cu caracter continental unde temperatura medie anuală este de 11,9°C, iernile sunt geroase și verile fierbinți.

Precipitațiile medii anuale sunt de cca 536mm.

Din punct de vedere climatic, pentru organizarea și dezvoltarea lucrărilor, se precizează următoarele:

– temperaturile medii lunare în perioada de iarnă sunt:

decembrie = -1,0°C; ianuarie = -3,5°C; februarie = -2,5°C; martie – 3,5°C.

– temperaturile minime în perioada de iarnă sunt: decembrie = -26,4°C;

ianuarie = -30,0°C; februarie = -24,2°C; martie = 13,6°C.

– precipitațiile medii lunare, în perioadele în care acestea pot influența realizarea lucrărilor sunt următoarele: martie = 33 mm; aprilie = 43 mm; mai = 60mm; iunie = 82 mm; septembrie=30mm; octombrie – 43 mm, noiembrie =37mm.

2.1.5. Relief și topografie

Relieful este reprezentat în proporție de 58% printr-o câmpie tabulară, de tip Bărăgan, care aparține părții de nord-est a Câmpiei Romane, iar 42% din suprafața județului este ocupată de luncile Dunării, Siretului, Buzăului și Călmătuiului, care constituie subunități distincte în cadrul câmpiei. Cea mai mare parte din suprafață (cu excepția luncii Dunării) se extinde în arealul părții de nord-est a Câmpiei Romane.

Cea mai mare altitudine a județului se afla în arealul comunei Zăvoaia (51 m), din Câmpia Călmătui, iar cea mai joasă (6 m) altitudine în Balta Brăilei.

Relieful de câmpie este relativ uniform, cu interfluvii netede, întinse, care formează așa numitele câmpuri (Viziru, Ianca, Mircea Vodă, Mohreanu, Roșiori), acoperite în mare parte cu depozite loessoide.

În această zonă se afla Balta Brăilei sau Insula Mare a Brăilei, are o lungime de 60 km și o lățime de 20 km, ocupă o suprafață de cca 96.000 ha, fiind îndiguita, desecată și redată circuitului agricol. În vestul Insulei Mari a Brăilei se afla Parcul Natural „Balta Mică a Brailei”, desemnat de Secretariatul Convenției RAMSAR – Zonă umedă de importanță internațională.

2.1.6. Solurile

Datorită uniformității condițiilor pedoclimatice, în județul Brăila s-a dezvoltat o gamă de soluri mai puțin variată. Cea mai mare răspândire, pe aproximativ 75% din teritoriu, o au cernoziomurile carbonatice cu variantele lor afectate de hidromorfie (cernoziomuri freatic umede și cernoziomuri carbonatice freatic umede, de regulă situate la baza profilului), care acoperă aproape în totalitate câmpiile netede interfluviale. Aceste soluri, cca. 190.000 ha, formate pe loessuri și depozite loessoide, prezintă o textură mijlocie.

Partea nordică a interfluviilor cu relief vălurit, eolian, prezintă soluri nisipoase în diferite stadii de evoluție, de la nisip nesolificat (regosol) la cernoziom cambic (levigat). Aceste soluri apar insular la sud de Siret, dar formează o fâșie aproape continua la sud de Călmătui.

O pondere mare în învelișul de sol o au și solurile aluviale (inclusiv aluviunile), local gleizate și pe alocuri salinizate, întâlnite în luncile largi ale Buzăului, Siretului și Dunării. O bună parte din acestea au fost mlaștini sau lacuri.

Solonceacurile și solonețurile ocupă suprafețe destul de întinse pe văile Călmătui și Ianca, în jurul lacurilor sărate din Câmpia Brailei și din Lunca Șiretului.

2.1.7. Seismicitate

Din punct de vedere seismic, conform SR 11100/1-93 „Zonarea seismică macrozonarea teritoriului României ", perimetrul de interes se încadrează în macrozona de intensitate „8", iar conform „Normativelor pentru proiectarea antiseismică a construcțiilor de locuințe social – culturale, agrozootehnice și industriale", indicativ P 100 – 92, se afla într-o zonă cu seismicitatea importantă, încadrată în zona seismică C, pentru care se considera un coeficient Ks=0.20 și o perioadă de colț Tc=1.5.

2.1.8. Studii hidrologice și hidroclimatice de bază

Geologic, zona de studiu se încadrează în partea nord-estică a Platformei Moesice, al cărui fundament paleozoic apare la zi, pe malul drept al Dunării. Deasupra fundamentului s-au depus depozite neogene cu grosimi de peste 1000m, dar importanța hidrogeologică prezintă numai formațiunile cuatenare și pliocene.

Forajele executate în zona de studiu, la adâncimi de 100-10 m, au interceptat depozite constând dintr-o alternanță de argile și nisipuri heterogene care suportă, la suprafață, o pătură de depozite deluvial-proluviale, cu aspect loessoid având grosimi de 5-15 m și considerată de vârsta holocen inferioară.

Forajele hidrogeologice execuate în zona Oprișenești – Ianca au pus în evidență următoarele acvifere:

stratele acvifere de mică adâncime, cantonate în nisipurile fine din baza loessului;

Stratele acvifere freatice se întâlnesc la adâncimi mici, 8-10 m fiind alcătuite din fracțiuni fine argiloase; nivelul hidrostatic se situează la circa 5-8 m adâncime, potențialul de debitare având valori reduse; sub aspectul calității fizico-chimice apele freatice de la baza loessului nu se încadrează în normele de potabilitate, apa fiind puternic mineralizata (gust sărat);

stratele acvifere de adâncime, aflate sub presiune cantonate în nisipuri și

pietrișuri.

Stratele acvifere sub presiune se întâlnesc de la adâncimea de circa 40.0 m și constau într-un orizont de nisipuri heterogene cu pietrișuri, groase de circa 10-20 m și de doua strate de nisipuri de 2 – 5 m grosime; astfel forajul existent, cu adâncimea finală de 120.0 m a captat stratele acvifere constituite din nisipuri diferite și pietrișuri de nisip situate în intervalele 82.7 – 94.0 și 96.5 -l 10.25 m.

Nivelul hidrostatic a fost întâlnit la adâncime de circa 8.0 m.

2.2. Apa potabilă – Oraș Ianca

În județul Brăila funcționează un sistem regional de alimentare cu apă ce asigură sursa de apă pentru orașul Ianca și un număr de 20 de localități rurale.

Sistemul regional, numit Ianca – Gropeni, dispune de o captare de suprafață pe malul Dunării (brațul Calia – km 196) în zona localității Gropeni, având o capacitate de 1.560 m3/h, de o conductă de aducțiune de apă brută, cu lungimea de 49,0 km și trei stații de tratare (Ianca, Gropeni și Movila Miresii), din care se alimenează satele racordate.

În prezent beneficiază de acest serviciu, orașul Ianca și satele componente, peste 2.000 de case și 37 de blocuri, cu 1.000 de apartamente.

Tratarea apei

Apa brută necesară procesului tehnologic, este transportată de la captarea de mal Gropeni prin intermediul unei aducțiuni magistrale Ianca – Gropeni, de 37,5 km.

Stația de tratare funcționază în prezent la o capacitate de 648 m3/h și asigură potabilizare apei pentru orașul Ianca cu satele componente, precum și în localitățile limitrofe: Mircea Vodă, Surdila Găiseanca, Șutești, Grădiștea, Bordei Verde.

Stația de tratare are în componență conform liniei tehnologice, următoarele obiecte:

– Cameră de amestec și distribuție;

– Două decantoare radiale (1+1), cu capacitatea de 650 m3 fiecare;

– Trei filtre rapide, având stratul filtrant din nisip cuarțos;

– Stație de clorare cu clor gazos;

– Pompe de spălare și suflante;

– Două bazine de înmagazinare, totalizând capacitatea de 3.350 m3;

– Stație de pompare cu turație variabilă, având în componență 4 grupuri de pompare, care asigură presiunea nesesară alimentării cu apă a localităților limitrofe.

Capacități de stocare și stații de pompare

Înmagazinarea apei pentru Orașul Ianca se realizează în două bazine de înmagazinare, având capacitățile de 850 m3, respectiv 2.500 m3, amplasate în incinta comună cu stația de tratare. Grupurile de pompare sunt echipate cu variator de turație, asigurând funcționarea la o presiune constantă, funcție de necesarul sistemului de distribuție.

Aducțiuni

Apa brută captată din Dunăre, este prelevată stațiilor de tratare existente în cadrul Sistemului Regional prin intermediul unei rețele de conducte de aducțiune realizate din tuburi premo, cu lungimea totală de 49 km, dispuse pe diametre astfel: 37,5 km cu Dn 800 mm și 11,5 km cu Dn 200 mm.

Sistemul Ianca dispune de asemenea și de o conductă de aducțiune de apă potabilă, provenită din stația de tratare și repartizată satelor componente, cu o lungime de 24 km și alți 20,5 km pentru orașul Făurei.

2.3. Apa uzată – Oraș Ianca

Colectarea apei uzate

Orașul Ianca dispune de un sistem centralizat de canalizare constituit din: rețea de canalizare a apelor uzate, stație de pompare a apelor uzate, stație de epurare a apelor uzate și conductă de refulare OL 400 ce deversează apa epurată în râul Buzău. La această rețea sunt racordate cele 37 de blocuri din Ianca și circa 30 de gospodarii individuale.

Captarea, tratarea, epurarea și evacuarea apelor uzate menajere și industriale ale orașului Ianca, se fac printr-o rețea de colectare în lungime de 7,75 km și o rețea de evacuare în lungime de 8 km prin intermediul stației de epurare cu o capacitate de prelucrare de 720 m3/h. Rețeaua de canalizare a municipiului Ianca este realizată în sistem unitar.

Sistemul de canalizare existent, cuprinde:

– colector principal: 1 cu Dn 800 mm și lungimea 3,5 km, realizate din tuburi azbociment;

– colector principal: 2 cu Dn 350 mm și lungimea 1,0 km, realizate din tuburi azbociment;

– rețea de canalizare cu Dn 300 mm, lungime de 3,25 km, realizată din beton și azbociment.

Colectoarele și rețelele sunt realizate în 1979 și prezintă un grad de uzură estimat la 60%.

Sistemul de canalizare este gravitațional și prin intermediul unui colector deversează apele uzate în stația de epurare.

Stația de epurare

Stația de epurare Ianca cu capacitatea de prelucrare de 720 m3/h, a fost pusă în funcțiune în anul 1981, tehnologia fiind cea impusă de legislația din momentul respectiv.

Stația de epurare cuprinde:

– epurare mecanică – 2 decantoare radiale cu pod raclor D = 20 m cu eficiență de 50%;

– epurare biologică – bazin de aerare treapta II, cu un volum de 5.670 m3, 2 decantoare radiale cu pod raclor D = 30 m.

Efluentul prezintă următoarele caracteristici: debit ieșire: minim 12 m3/h, mediu 35 m3/h și maxim 95 m3/h; CBO5 40 mg/l medie; suspensie 70 mg/l medie.

Receptorul este râul Buzău.

Performanțe

În prezent, la stația de epurare Ianca, din cauza tehnologiei depășite, parametrii calitativi ai apei epurate nu se încadrează în limitele admise de normativul NTPA 001/2005, normativ ce reglementează calitatea efluentului stațiilor de epurare.

2.4. Capacitatea de lucru a abatorului

Capacitatea de abatorizare orară luată în calcul:

Nr. păsări h= 6 000 păsări/oră.

Program de lucru

Nr. ore abatorizare = 8 ore

Capacitatea de abatorizare zilnică luata in calcul:

Nr. Păsări zi= 48 000 păsări/zi.

2.5. Debite de apă

Debitul de ape uzate menajere este rezultat de la grupurile sanitare și se calculează având in vedere numarul angajaților de 100 persoane pentru un program de funcționare de 8 ore/zi:

Q menajer zilnic = 7 m3/zi în 24 ore.

Debitul de ape uzate tehnologic este rezultat din procesul de abatorizare și se calculează având în vedere că pentru o pasăre sunt necesari 15.6 l apă.

Q tehnologic orar: 94000 l/oră = 94 m3/oră

Debitul maxim de ape uzate

Q uz zi max = 750 m3/zi.

2.6. Parametrii de calitate ai apelor uzate la intrare în stația de epurare

Parametrii care dictează alegerea unei metode de tratare a unor ape uzate sunt: temperatura, pH-ul, conținutul de azot și de fosfor, cantitatea de solide in suspensie (MSS), CBO5, CCO, natura și concentrația agenților toxici. La aceste analize se adaugă, stabilirea influenței agenților toxici asupra metabolismului bacterian.

În tabelul nr. 1 sunt prezentați parametrii de calitate ai apei uzate la intrare în stația de epurare.

Tabelul nr.1 : Parametrii de calitate ai apei uzate la intrare în stația de epurare

2.7. Condiții de calitate ale apei la evacuarea în canalizare

Tabelul 2: Parametrii de calitate impuși de STAS NTPA 001/2005.

CAPITOLUL 3

STAȚIA DE EPURARE

3.1.Schema Stației de epurare

Figura 2: Schemă stație de epurare

Stația de epurare ce face obiectul prezenței documentații are o suprafața utilă de aproximativ 744 m2 pe vor fi amplasate:

– Stație de pompare ape uzate influente;

– Bazinul de Omogenizare-Egalizare;

– Bazinul Biologic;

– Decantorul secundar;

– Sistem de recirculare;

– Pavilionul tehnologic;

– Platformă deshidratare nămol deshidratat;

– Cămin de evacuare apa epurată.

Apa reziduală din instalațiile de abatorizare se evacuează în mare parte în timpul procesului tehnologic și în urma operațiunilor de igenizare a incintei și a instalațiilor.

Apa uzată conține sânge, toate tipurile de reziduuri din carne, o importanță cantitate de grăsimi, materii solide și uleiuri și se caracterizează prin prezența unei încărcări organice medii inalte.

Linia de epurare constă într-un tratament de separare mecanică cu ajutorul unei Site Rotative cu autocurățare, urmată de un proces de omogenizare și neutralizare într-un bazin (construcție civilă), tratamentul fizico-chimic urmat de un tratament bilogic pentru a reduce încărcarea apei până la nivelul permis.

Nămolurile provenite din tratamentul fizico-chimic sunt tratate printr-un sistem de deshidratare în filtru presa.

3.2. Rezultate obținute la ieșirea din stația de epurare

Tabelul nr.3: Parametrii de calitate obținuți la ieșire din stația de epurare

Randamentul sistemului de flotație depinde de încărcarea în CCO-Cr, CB05, NTK și PT ce se regăsește în apele uzate provenite din proces. Parametrul Uleiuri și Grăsimi se referă numai la cele neemulsionate.

Intrarea apei în bazinul de tratare biologică va avea un pH = aprox. 7 și va fi curățată de fulgi, nisipuri sau alte elemente biologice. Raportul dintre CCO-Cr, CB05, NTK și PT trebuie să fie CB05 : N : P = 100 : 5 : 1.

3.3. Buletin de analiză

Calculul gradului de epurare

Gradul de epurare necesar, eficiența pe care trebuie sa o realizeze stația de epurare sau obiectele acesteia, reprezintă procentul de reducere a unei părți dintr-o anumită substanță, ca urmare a epurării, astfel încât, după evacuarea apelor uzate în emisar și amestecul cu apele acestuia, apa emisarului sa respecte condițiile de calitate impuse de STAS 4706.

Gradul de epurare se stabilește cu relația:

[%], în care:

M – este concentrația inițială a substanței petru care se determină gradul de epurare;

m – concentrația aceleiași substanțe, după epurarea apelor uzate, stabilită în așa fel încât, după amestecul cu apa emisarului, valoarea acesteia să rămână sub cea limită, prevăzută NTPA.

– gradul de epurare după CBO5:

– gradul de epurare după MSS:

– gradul de epurare după Nt:

– gradul de epurare după Pt:

Calculul cantității de substanță aflată in efluent intr-o zi:

Cantitatea de substanță se stabilește cu relația:

m=(Vi-Ve) * Quz max unde,

Vi- cantitatea de substanță la intrare în stația de epurare

Ve-cantitatea de substanță la ieșire din stația de epurare

Quz max-debitul maxim de apă uzată intr-o zi

mCBO5=(Vi-Ve) * Quz max=(2400-25)*750=1781250=1781,25 kg

mMSS=(Vi-Ve) * Quz max=(1720-35)*750=1263750=1263,75 kg

mNt=(Vi-Ve) * Quz max=(290-2)*750=216000=216 kg

mPt=(Vi-Ve) * Quz max=(80-1)*750=59250=59,25 kg

Calculul coagulantului clorură feerică FeCl3

1 g P………10 ml FeCl3

1 kg P……..10 l FeCl3

5,9 kg P…….x l FeCl3

În urma acestor date rezultă o cantitate de FeCl3 necesară de 59 l/zi

ρ = 1,31 kg/l

m FeCl3=590 *1,31=77 kg FeCl3/zi

mus=1263 kg/zi

Cspolimer=7 kg/ts.u.

mp=1,263*7=8,86 tsu/zi

MNH4=216 kg/zi

4,7 g O2………..1 g NH4

4,7 kg O2………1 kg NH4

MO2=4,7*216=1015,2 kgO2

γ = 1,26 kg/m3

CO2aer=30%

CO2sp=0,37 kgO2/m3aer

ηtransfer =15-25%

CO2transferat=0,2*0,37=0,07 kgO2/m3 (cantitatea de oxigen transferat)

Qaer=m3/zi (debit de aer)

Psuflantă= kW (putere suflantă)

Wen=24*Psuflantă=40,32 kW/zi (energie consumată de suflantă)

Cen=40,32*1=40,32 RON/zi (cost energie)

Csp=RON/m3 (cost specific)

Coagulant:RON/m3

Polimeri: RON/m3

COST CONSUMABILE: energie electrică+oxigenare coagulant+polielectroliți îngroșare nămol:

0,05+0,09+0,23=0,37 RON/m3

3.4. Tratamente și procese în stația de epurare

Procese caracteristice epurării apelor uzate

În timpul epurării apelor uzate intervin procese de natură: mecanică, chimică, biochimică.

Procesele de natură mecanică au aplicare în cadrul decantării apelor uzate; datorită acestora, cea mai mare parte din materiile solide în suspensie, sunt îndepărtate din apele uzate.

Procesele de natură chimică intervin în timpul clorinării apelor uzate sau al coagulării materiilor solide în suspensie, din acestea.

Procesele de natură biochimică rezultă din interacțiunea proceselor chimice și biologice. În timpul acestor procese se produce descompunerea (mineralizarea) materiilor organice din apele uzate, care sunt combinații ale carbonului cu diferite elemente și care, după cum se știe, reprezintă cea mai mare parte a materiilor conținute în apele uzate orășenești.

Toate procesele biologice, care intervin în timpul descompunerii substanțelor organice, sunt – din punct de vedere chimic – de două categorii și iau direcții opuse:

procese aerobe, în cadrul cărora se produce combinarea substanțelor organice cu oxigenul (oxidarea), cu eliminare de căldură;

procese anaerobe, caracterizate prin dezintegrarea oxigenului (reducția) și consum de căldură. Oxidarea substanțelor organice este specifică proceselor anaerobe și se dezvoltă în bazinele de fermentare a nămolurilor.

Epurarea biologică implică numai procese aerobe, care depind de existența bacteriilor aerobe, iar acestea, la rândul lor, de prezența oxigenului furnizat de atmosferă sau de apă. La epuizarea oxigenului își încep activitatea bacteriile anaerobe, cărora le este suficient oxigenul din materiile organice sau din nitrați, nitriți sullfați etc.

Bacteriile aerobe se găsesc în bazinele cu nămol activ sub formă de flocoane. În filtrele biologice, ele constituie membrana biologică ce acoperă elementele constitutive ale stratului filtrant. Pentru a trăi, bacteriile consumă substanța organică din apa uzată, prin absorbție, eliminând-o în mod continuu sub formă lichidă sau gazoasă, prin celule. Cele mai importante produse ale oxidării substanțelor organice, care conțin, în principal, carbon, oxigen, hidrogen și azot sunt bioxidul de carbon, acidul azotic și anhidrida sulfurică. Deoarece apele uzate conțin o cantitate suficientă de substanțe alcaline, acești acizi se transformă, imediat după formarea lor, în săruri solubile în apă (nitrați, sulfați, carbonați), cu excepția unei părți din bioxidul de carbon, care rămâne în soluție sau se degajă.

Bacteriile anaerobe produc mineralizarea nămolului din rezervoarele de fermentare a nămolului, din decantoarele cu etaj, fosele septice etc. Dacă nu se intervine asupra operației de fermentare a nămolului, aceasta are, la început, un caracter acid (fermentare acidă) și, numai după un anumit timp (circa 6 luni), devine alcalină (fermentare mecanică). În timpul fermentării acide, oxigenul necesar procesului este luat din materiile organice și din compușii solubili ai azotului. Produșii descompunerii sunt bioxidul de carbon, cantități limitate de metan, hidrogenul sulfurat și acizii organici volatili (acid acetic și butiric). Fermentarea puternic acidă durează circa 2 săptămâni. în cursul fermentării metanice, care urmează după o perioadă de maturizare de circa 6 luni (la 15°C), azotul este transformat în amoniac; acesta, fiind puternic alcalin, anihilează acțiunea acizilor formați anterior și procesul devine complet alcalin. Acizii grași (acetic și butiric), formați în cadrul fermentării alcaline, se descompun în bioxid de carbon și metan. Hidrogenul rezultat se combină cu carbonul și formează metanul. După circa 30 de zile de la începerea fermentării metanice, nămolul este complet stabilizat, are culoare cenușie și miros de gudron. În stațiile de epurare se caută, pe cât posibil, să se evite fermentarea acidă, deoarece aceasta conduce la mineralizarea lentă a nămolului.

După ce s-a produs fermentarea anaerobă a nămolului, acesta este întins pe sol, unde intervin din nou bacteriile aerobe, completând mineralizarea substanțelor organice.

În cadrul proceselor aerobe, sub acțiunea bacteriilor de nitrifîcare (bacterii aerobe), se produce oxidarea compușilor azotului (în special a amoniacului), transformându-i în nitriți (NO2), care ulterior se transformă în nitrați (NO3).

Compușii azotului se transformă în nitriți prin intermediul bacteriilor de tip nitrosmonas, iar aceștia în nitrați, prin intermediul nitrobacteriilor. Acest proces se numește nitrificare. Când toți compușii azotului s-au oxidat, epurarea apelor uzate se consideră completă.

În cadrul proceselor anaerobe, oxigenul legat de azotul din nitriți și nitrați este dezintegrat cu ajutorul bacteriilor de denitrificare (bacterii anaerobe), oxigenul eliberat fiind folosit pentru oxidarea materiilor organice. Acest proces se numește denitrificare.

Procedeele de epurare, corespunzătoare proceselor caracteristice arătate, precum și instalații-lor respective de epurare, sunt de trei categorii:

– procedee de epurare mecanică;

– procedee de epurare mecano-chimică;

– procedee de epurare mecano-biologică.

Procedeele de epurare mecanică, bazate pe procese de epurare mecanică, au ca scop:

– reținerea corpurilor și suspensiilor mari, operație realizată în instalații ca grătare, cominutoare și dezintegratoare;

– flotarea (separarea) grăsimilor și uleiurilor, realizată în separatoare de grăsimi și în decantoare, cu dispozitive de reținere a grăsimilor și uleiurilor;

– sedimentarea sau decantarea pentru separarea materiilor solide în suspensie din apa uzată, prin instalații de deznisipare, decantare, fose septice și decantoare cu etaj;

– prelucrarea nămolurilor, după cum se arată la procedeele de epurare mecano-biologice.

Procedeele de epurare mecano-chimică se bazează, în special, pe acțiunea substanțelor chimice asupra apelor uzate și au ca scop:

– epurarea mecanică, așa cum a fost descrisă anterior;

– coagularea suspensiilor din apă, realizată în camerele de preparare și dozare a reactivilor, de amestec și de reacție;

– dezinfectarea apelor uzate, realizată în stațiile de clorinare și bazinele de contact.

Procedeele de epurare mecano-biologică, care se bazează pe acțiunea comună a proceselor mecanice și biologice, având ca scop:

– epurarea mecanică, așa cum s-a arătat mai înainte;

– epurarea naturală a apelor uzate și a nămolurilor, realizată pe câmpuri de irigare și filtrare, iazuri biologice etc., pentru apele uzate, și în bazine deschise, de fermentare naturală a nămolurilor, pentru nămoluri;

– epurarea artificială a apelor uzate și a nămolurilor, realizată în filtre biologice, bazine cu nămol activ, aerofiltre, filtre biologice scufundate și turn etc. (pentru apele uzate), iar pentru nămoluri, în fose septice, concentratoare sau îngroșătoare de nămol, platforme pentru uscarea nămolului, filtre vacuum și presă, incineratoare etc.

Randamentul sau eficiența diferitelor instalații se exprimă, de obicei, conform tabelului 4, prin posibilitatea acestora de reducere a substanțelor în suspensie, a substanțelor organice (exprimate prin reducerea CB05) și a bacteriilor.

Tabelul nr. 4 – Eficiența construcțiilor de epurare

3.4.1 Stația de pompare

Stația de epurare este alimentată cu apă uzată tehnologică, respectiv cu apă uzată menajeră prin intermediul unor stații de pompare, echipate cu pompe submersibile. Comanda pompelor din stația de pompare este realizată prin intermediul plutitorilor cu care acestea sunt echipate. Pentru protecția pompelor, în amonte de stația de pompare este montat un grătar rar cu interstițiile de 50 mm cu curățare manuală.

Comanda pompelor din stația de pompare este realizată prin intermediul senzorilor de nivel amplasați în interiorul bazinului. Pompele funcționează prin rotație, astfel încât o pompă este în funcțiune pe când cealaltă este în stand-by.

Tabel nr.5: Echipamente și caracteristici tehnice ale stație de pompare

Figura 3: electropompă submersibilă

3.4.2.Treapta mecanică

Epurarea mecanică a apelor vizează:

– reținerea corpurilor si a suspensiilor mari ( în grătare, site etc.);

– flotarea suspensiilor mai ușoare decât apa (în separatoare de grăsimi);

– sedimentarea suspensiilor floculente și a celor granulare ( în decantoare, respectiv deznisipatoare);

Sitarea

Această operație constă în trecerea ape prin site perforate din metal ( oțel, oțel inoxidabil, bronz..) sau din materiale plastice ( nylon, perlon, polietilenă etc.), întinse pe cadre; aceste panouri sunt montate pe benzi sau tambururi rotativi, având formă diedrică sau de semicilindrică, pentru a mări suprafața de filtrare.

Funcție de dimensiunile ochiurilor, distingem:

– macrositele: site metalice cu deschiderea între 0,15 și 12 mm, destinate reținerii anumitor materiale în suspensie, plutitoare sau semi-plutitoare, resturi vegetale sau animale, insecte, alge, ierburi, saci din plastic etc., de dimensiuni cuprinse între 0,2 și câțiva milimeri;

– micrositele: site metalice sau din material plastic cu ochiuri mai mici de 00 microni, în general de ordinul a 30 μm, destinate reținerii materiilor colmatate de foarte mici dimensiuni ( mai ales fito și zooplancton).

Aceste aparate sunt instalate pe firul apei. Se aleg fie tamburi rotativi cilindrici cu ax orizontal, fie benzi rotative pe lanț infinit.

Trecerea apei se va face de preferință din interior către exterior, în scopul facilitării spălării sitei și pentru asigurarea evacuării materialelor extrase: apa brută este admisa în interiorul sitei și se scurge radal lăsând impuritățile pe fața internă a sitei. În cursul rotației, partea colmatată vine în fața unei rampe de apă sub presiune care decolmatează sita, materiile fiind colectate într-un jgheab.

Figura 4 – Schemă de principiu al funcționării unei site rotative

În cadrul proiectului “Construire stație de epurare a apelor uzate abator Ianca” aleg ca separarea mecanică să se realizează prin intermediul a două site rotative: una model TR 63/120 pentru apele uzate tehnologice și una model TR 63/90 pentru apele uzate menajere. Finețea de filtrare de 0.5 mm, având ca scop separarea solidelor. Sita rotativa este un filtru de înaltă capacitate cu dimensiuni mult mai mici față de alte site utilizate in separarea solid-lichid. Sitele rotative model TR sunt proiectate pentru a favoriza eliminarea soolidelor, fiind un echipament ideal în pre-tratamentul apelor reziduale. Materiile solide reținute vor fi colectate în pubelă respectiv preluate într-un buncăr de unde cu ajutorul unui șurub transportor vor fi introduse în incinerator.

Principiul de funcționare:

Influentul este introdus prin partea superioară a corpului, distribuindu-se uniform și revărsându-se peste tamburul filtrant. Solidele se rețin la suprafața cilindrului în timp ce lichidul pătrunde printre interstiții, având o funcție de autocurățare și coborând apoi în partea inferioară a tamburului. Sita se montează pe un postament.

În schema tehnologică a stației de epurare, sita rotativă este alimentată de pompele din stația de pompare apă uzată influentă, ieșirea apei filtrate fiind conectată la bazinul de omogenizare. Materia colectată de rașcheta curățătoare este stocată într-un recipient aflat la baza sitei.

Sita rotativă este constituită din urmatoarele elemente:

– Tambur filtrant : fabricat din oțel inoxidabil pe care se așează în spirală un profil triunghiular deasupra unor nervuri longitudinale. Baza profilului triunghiular menționat coincide cu suprafața exterioară a tamburului. Acest ansamblu conferă rigiditate și rezistența, reține la suprafața exterioară corpurile solide de mărimi superioare interstițiilor sitei și împiedica formarea aglomerărilor nedorite în interior.

– Corpul filtrului : în el se fixează tamburul filtrant (în partea superioară). În partea posterioară dispune de un depozit receptor al apei uzate, distribuindu-l în curent de apă laminar.

– Rașchetă curățitoare : elimină solidele depozitate la suprafața tamburului filtrant.

– Grupul de acționare : constituit dintr-un motoreductor cuplat direct la axul tamburului filtrant transmite în acest mod mișcarea sa de rotație.

– Depozitul receptor de apă filtrată : este situat sub corpul filtrului și colectează apa filtrată ce se evacuează prin tubulatura atașată.

– Tubul de curățare : situat în interiorul tamburului filtrant, injectează apa cu presiune deasupra suprafeței interioare efectuând o curățare perfectă.

Tabel nr. 6: Echipamente și caracteristici tehnice ale instalației de sitare

Figura 5,6 – Sită rotativă

Bazinul de omogenizare/egalizare cu sistem de aerare

Omogenizarea este un proces foarte important și care stă la baza bunei funcționari a instalațiilor destinate tratamentelelor ulterioare. Obiectivul său este de a amortiza efectele încărcărilor punctuale (vârfurilor de debit) ce pot afecta procesul de epurare, depinzând de această formă, controlul și fiabilitatea în procesul de epurare

În acest sens, bazinul de omogenizare poate stoca o cantitate de 400 m3 de apă uzată ceea ce permite menținerea unui debit și unei încărcări constante pe toată durata zilei. De asemenea, bazinul de omogenizare este folosit pentru evacuarea nămolului biologic din proces, prin alimentarea acestuia cu nămol recirculat din decantorul final. Bazinul este dotat cu sistem de aerare cu bule fine cu o capacitate de 400 Nm3/h. Prin aerare intermitenta se asigura omogenizarea apei uzate și menținerea unei cantități suficiente de oxigen dizolvat în apă pentru prevenirea unor procese biologice anaerobe ce pot degaja mirosuri neplăcute. Din bazinul de omogenizare, apa este pompată cu ajutorul a 2 pompe către etapa următoare de epurare. Pomparea este comandată de senzorii de nivel instalați în bazin.

Tabelul nr. 7: Echipamente și caracteristici tehnice bazin omogenizare:

Figura 7 – Bazin de omogenizare Figura 8 – Aeratoare

Figura 9 – Suflantă Figura 10 – Pompă centrifugă

3.4.3.Coagularea suspensiilor din apă

Precipitarea chimică sau coagularea suspensiilor din apă este o operație ajutătoare a procesului de decantare a apelor uzate, care intervine înaintea decantării.

În scopul coagulării, sunt folosiți coagulanți, substanțe chimice, care se disperseayă în apă și conduc la aglomerarea particulelor fine, sub formă de flocoane, care, sub efectul greutății, cad pe fundul bazinului de decantare.

Coagulanții acționează asupra particulelor fine și coloidale, din apa uzată, care nu se sedimentează prin simpla decantare.

Deși este mai puțin practicată pentru apele uzate, în comparative cu apele de alimentare, folosirea coagulării este recomandată:

– când apele uzate au variații sezoniere mari (de debite și concentrații) sau se cer grade diferite de epurare,

– cand este necesar să se realizeze un grad de epurare mai mare decât cel obținut prin sedimentarea simplă

– pentru evitarea degajării unor mirosuri neplăcute, în jurul stației de epurare

– în cazul apelor uzate cu conținut mare de ape industriale.

După omogenizare urmează un proces fizico-chimic într-o unitate de flotație cu aer dizolvat. Prin intermediul reactivilor chimici cum sunt coagulații și floculații, se urmărește formarea flocoanelor de dimensiuni mari și în care sunt aglomerate materiile solide prezente. Este importantă eliminarea substanțelor inhibatoare ce sunt prezente în această apă reziduală. Se poate considera că această parte este o protecție a tratamentului biologic ce urmează.

Coagulare

Modelarea unei particule încărcate

STERN, în 1924, realiza sinteza teoriilor precedente, modela o particulă coloidală ca având un strat electric fix și un strat electric difuz, fiind deformabilă și mobilă în funcție de tăria ionică a nucleului.

Potențial Zeta

O particulă coloidală se poate caracterizează prin două potențialuri:

– potențialul NERNST de la suprafața particulei;

– potențialul ZETA de la suprafața planului de forfecare (limita între partea din soluție care se deplasează cu particula și partea din soluție care se deplasează independent de particulă).

Potențialul Zeta (Z) exprimă de fapt stabilitatea suspensiei. Cu cât are o valoare mai mare,cu atât este mai bună stabilitatea particulei și este mai dificil de eliminat.

Pentru apele naturale, valoarea se situează intre – 50 și -100mV.

Forțele de respingere și de atracție dintre două particule:

Două particule, presupuse sferice, sunt supuse la două forțe antagoniste :

– forțele de respingere electrostatică : induse de interacțiunea dintre straturile difuze ale flecarei particule,

– forțele de atracție van der Waals : dependente de densitatea particulelor și atomilor constituienți.

Aceste forțe de atracție (sau de coeziune) favorizează aglomerarea particulelor. Comparate aceste forțe electrostatice, se diminuiaza rapid cu distanța și nu se manifestă decât pe distanța dintre particule de sub 1 nm, fiind intense și superioare forțelor de respingere. Efectul global este reprezentat de forța rezultantă .

Așadar plecând de la o anumită distanță L, forțele de respingere primează și, întrucât particulele sunt în continuă mișcare, rămân dispersate Din contră, particulele care posedă o energie cinetică suficientă pentru a trece « bariera energetică » pot să se aglomereze.

Destabilizarea coloizilor

Pentru a reuși o bună coagulare, trebuie deci să se destabilizeze particulele, ceea ce se poate obține în diferite moduri:

– diminuarea grosimii stratului difuz;

– prin înglobarea particulelor într-un precipitat: anumiți coagulanți formează precipitate (flocoane) care capturează și absorb particulele și moleculele mari ale susbstanțelor;

organice;

– prin absorbție și legături: moleculele foarte lungi ale anumitor polimeri anionici, vor absorbi coloizii și realizează legaturi interparticulare. .

Condiții necesare pentru realizarea unei bune coagulări:

Mai multe variabile, nedisociabile, sunt de luat în considerare pentru optimizarea coagularii.

Condiții fizice:Trebuie asigurată o amestecare rapidă (câteva secunde) și energică a coagulantului cu apă, eventual prin injectarea într-un loc agitat, turbulent, caracterizat de un gradient al vitezei important pentru a garanta întreaga sa eficacitate : 400 < gradient de viteză (G) < 1 000 s-1.

Condiții chimice: Cei doi parametri principali de luat în considerare pentru obținerea unei bune coagulări sunt doza de coagulant și pH-ul final al apei tratate.

Coagulantul

Alegerea este în funcție de caracteristicile apei brute, în principal turbiditatea și culoarea acesteia. În practică, dozele aplicate sunt superioare dozelor minime teoretice, pentru a asigura o precipitare abundentă a hidroxidului metalic și garantarea efectului de "baleiere" în desfășurare.

Alegerea coagulantului și concentrația optimă de aplicare poate fi determinată prin încercări în laborator (Jar test).

pH-ul final

Este o variabilă foarte importantă.

Rezultatul optim al unui compromis:

– reducerea considerabilă a turbidității și/sau a culorii. Într-adevăr, pH-ul nu este neapărat același pentru a avea efect maxim în privința eliminării turbidității și culorii. Se acordă în general o importanță mai mare reducerii turbidității. pH-ul uzual se situează aproape de 6,0 în cazul apelor cu turbiditate mică dar colorate și foarte aproape de 7,0 pentru apele foarte dure și cu turbidități mari.

– asigurarea unei precipitări adecvate a hidroxizilor formați din sarea metalică adăugată ca și coagulant, în așa fel încât produșii solubili de aluminiu sau fier din apa decantată să fie practic inexistenți.

Alți parametrii cum ar fi temperatura, prezența sărurilor dizolvate, turbiditatea și culoarea pot în egala măsură să influențeze coagularea.

Diferiți coagulanți:

– Sulfatul de Aluminiu: Al2(SO4)3, 18H2O;

– Aluminatul de sodiu: Al2O3Na2O nH2O;

– Policlorură bazică de aluminiu: Aln (OH)p (Cl)3n-p;

– Polihidroxiclorosulfați de aluminiu: Alm(OH)n(SO4)k(Cl)3m-n-2k;

– Corură feerică: FeCl3, 6H2O (solidă), Fe Cl3 35% (soluție);

– Clorosulfatul deric: FeClSO4 (187 g/mol);

– Sulfatul feric: Fe2(SO4)3, 9H2O (masă molară: 562 g/mol);

– Sulfat feros: FeSO4, 7H2O (masă molară: 278 g/mol).

Flocularea

Floculanții au o acțiune interparticulară, prin crearea de punți de legătură între microfiloanele rezultate din etapa de coagulare.

Acestea sunt poolimerii cu mase moleculare mari (sporind densitatea floconului) având fie grupări polare adsorbabile de către particule datorită forței van der Waals, fie grupări reactive încărcate cu sarcini electrice inverse față de suspensia de tratat.

Condiții necesare pentru realizarea unei bune floculări

Trei parametrii condiționează reușita acestei etape:

1) Floculantul: există o doză optimă de floculant, care este determinată prin încercări de laborator (Jar test).

2) Temperatura: ea va influența etapa de floculare pericinetica sau microflocoanele de diametru < 1 μm se vor întâlni sub acțiune a agitării termice (mișcare browniană). Micșorarea numărului de particule în timpul acestei faze este influențată de temperatură. Se pleacă de la o expresie matematică, la o scădere a temperaturii scade numărul de ciocniri eficace dintre particule (microflocoane) și crește vâscozitatea apei, deci se împiedică decantarea.

3) Agitarea mecanică: agitarea mecanică caracterizată prin gradientul său de viteză și durata sa, va condiționa desfășurarea procesului de mărire a dimensiunilor floconului (floculare ortocinetica). Obiectivul este utilizarea în timpul agitării a unui gradient de viteza optim G pentru garantarea unei bune decantări (mărime, densitate, coeziune) a floconului. Deci, trebuie găsit un echilibru între frecvența ciocnirilor dintre microflocoane și ruptura lor mecanică. În general G este apropiat de 100 s-1 (aceasta este o funcție crescătoare a vitezei de rotație).

Diferiți floculanți:

– Silicea activă: (NaO, SiO2)n;

– Alginați: (C6H8O7Na2)n;

– Amidonul: (C6H12O6)n;

Coagulare-floculare în stația de epurare abator păsări Ianca

Apa pompată din bazinele de omogenizare este supusă unui proces de coagulare – floculare. Pomparea se face cu debit constant. Debitul orar și debitul total este indicat prin intermediul unui debitmetru electromagnetic montat înaintea intrării în tubulatura de floculare. Prezența în apă a diverselor substanțe solide constituie o parte importantă a contaminării. În proces se dorește separarea efluentului de materia solidă dizolvata, particulele de dimensiuni mari fiind reținute în treaptă anterioară.

Pentru a se realiza separaraea unei suspensii coloidale este necesară aglomerarea coloizilor pentru a forma particule de dimensiuni superioare. Aceasta se realizează prin medii artificiale. Această transformare este rezultatul a două acțiuni diferite:

– Destabilizare, ce se realizează prin adăugarea reactivilor chimici.

– Aglomerarea coloidelor, ce rezulta din diverse forțe de atracție între particulele puse în contact.

Coagularea este prin definiție, fenomenul de stabilizare a particulelor coloidale, ce se poate obține în special pin intermediul neutralizării încărcăturii electrice a particulelor. Se numește coagulant produsul ce se utilizează în neutralizare. Gruparea particulelor și punerea în contact unele cu altele constituie flocularea, prin care se vor forma flocoanele. Agentul ce favorizează formarea flocoanelor se numește floculant.

Cu acest procedeu se obține neutralizarea coloidelor din apă și absorbția la suprafața a precipitatelor formate în procesul de floculare. Se pot integra în flocoane și substanțe dizolvate cum ar fi materia organică și bacterii. Separarea solid/lichid a flocoanelor formate și apă se realizează într-un proces ulterior de flotație cu aer dizolvat și de raclare.

Agenții de coagulare – floculare utilizați.

Coagulantul ce se folosește este FeCI3 (clorură feerică). Obiectivul acestui produs este neutralizarea încărcăturii coloidale, în general electronegativa, prezența sa în apă reziduală duce la formarea unui precipitat. Acțiunea coagulantului este rezultatul hidrolizei ce duce la diluare, fără să formeze imediat hidroxid, și de aceea el se dozează împreuna cu un agent alcalin ce favorizează formarea de hidroxid. pH-ul este un parametru foarte important în controlul procesului de coagulare-floculare, de el depinzând optimizarea lucrului cu coagulant și floculant și alegerea dozelor optime.

O dată realizat procesul de coagulare este necesară creșterea volumului, greutății și mai mult a coeziunii. Floculanții, numiți și ajutanți de coagulare, sunt produse destinate favorizării acestor operațiuni. Acest produs se găsește sub forma granulată și de aceea este necesară diluarea sa cu apa înaintea introducerii în proces.

Compușii menționați se introduc într-un echipament numit floculator. Acest echipament este constituit dintr-o serpentină de tuburi unde se produce reacția. Prin reglarea aditivilor se obțin dimensiunile ideale ale flocoanelor, pentru o bună separare a acestora în procesul de flotație ulterior.

De asemenea, este necesară echilibrarea pH-ului și apoi adăugarea coagulantului ce permite atingerea unui punct al pH-lui adecvat pentru floculare. Acest sistem este și un sistem de siguranță în cazul în care se realizează spălarea cu produși chimici în fabrică ce pot influența negativ procesul biologic. Trebuie avut în vedere faptul că durata de viață a senzorului de pH este relativ scurtă aproximativ 6 luni și o indicare defectuoasă a pH-ului poate duce la dereglarea completă a procesului de epurare.

Consumul de reactivi (coagulant, floculant și neutralizant) împreună cu controlul permanent de dozare face ca procesul să fie cel mai costisitor din instalație. Este important ca în incinta să se mențină o temperatură de cel puțin 10 oC pentru a preveni cristalizarea sodei.

Continuitatea în aprovizionarea cu produsele chimice este importantă în funcționarea stației de epurare. Lipsa unui produs duce la funcționarea defectuoasă a stației de epurare, deci la depășire limitelor calitative a parametrilor apei evacuate.

Tabel nr.8: Echipamentele și caracteristici tehnice cadrul etapei de tratare fizico – chimică

Unitate de flotație cu aer dizolvat

Flotația cu aer dizolvat (DAF) este un proces utilizat pentru separarea particulelor solide (solidele în suspensie), lichide (uleiuri și grăsimi) și pentru separarea și concentrarea nămolului.

Procesul este constituit din unirea particulelor ce intra în bazinul de flotație, bule mici de aer pentru ca acestea să formeze o aglomerare cu densitate mai mică decât apă și să floteze.

Când procesul de flotație este precedat de un tratament de coagulare-floculare, randamentul în separarea materiei solide în suspensie este mult mai mare, putându-se ajunge fără nici o problemă la un randament real de 95%, prin aceasta asigurându-se o reducere a CBO5 de minim 40% depinzând de tipul de apă reziduală.

Echipamentele au fost proiectate pentru favorizarea aglomerarilelor de particule aer/solid sau aer/ulei, rezultatul fiind o rapidă eliminare a încărcăturii de poluați din apă.

Principalul avantaj al procesului de flotație față de sedimentare e că permite eliminarea randament mult mai mare într-un timp mai mic al particulelor de dimensiuni mici sau foarte mici, la care depunerea este lentă. O dată ce particulele se află la suprafață se pot elimina imediat cu un sistem de raclare superficială.

Bulele se adaugă sau se introduc în fluid, prin urmatoarul procedeu: injecție de aer în apă presurizată urmată de eliberarea aerului din apă la presiune atmosferică (flotație cu aer dizolvat).

În toate sistemele, randamentul poate fi mărit prin folosirea aditivilor chimici precum în acest caz.

În sistemele FRC (Flotație cu Aer Dizolvat), aerul se dizolvă în apă reziduală sub presiune. După acest proces presiunea se reduce la valoarea presiunii atmosferice. În instalațiile de mari dimensiuni, se recircula o parte a efluentului din procesul FRC, asigurându-se pentru acesta presurizarea și semisaturarea cu aer. Volumul recirculat se amesteca cu curentul de apă principal fără presurizare înainte de intrarea în tancul de flotație. Aici aerul dizolvat intra în contact cu particulele solide de la intrarea din tanc.

Principalele aplicații a flotației cu aer dizolvat se concentrază asupra tratamentului apelor reziduale industriale și îngroșarea nămolului.

Apa brută este amestecată cu apa recirculată deja tratată dinspre compartimentul de ieșire. Prin aplicația Legii Henry, când aceasta apă recirculată trece la o presiune atmosferică, se elimină excesul de aer. Un sistem de injectoare distribuie fluxul de apă uzată în bazinul de flotație rezultatul fiind formarea unor micro-bule cu capacitate maximă de adeziune și absorbție a impurităților.

Aglomeratele de aer și particule urcă până la suprafața flotorului formând nămolul ce floteaza, separându-se de apă. Acest nămol va sta într-o zonă de concentrare pentru a fi evacuat mai târziu de către un raclor.

Figura 11, 12 – Instalatie tip FRC ( flotație cu aer dizolvat )

În procesul de flotație cu aer dizolvat, sunt patru etape:

1) Formarea de bule de aer dizolvat;

Pentru o corectă flotație este necesară o maximă cantitate de aer în bazinul de floație și distribuirea uniformă a bulelor de mici dimensiuni (fără a fi influențate de încărcătură electrostatică) ce implică:

– număr foarte mare de bule;

– mare capacitate de aderentă (în special particulele mici);

În sistemele de flotație FRC, înainte de a intra în tancul de flotație se realizează amestecul de apă brută uzată, apa recirculată, polielectrolit și aer, rezultatul fiind milioane de bule cu dimensiuni intre 40-60 μm capabile de a antrena toate solidele și grăsimile emulsionate din apa brută.

Apa brută este amestecată cu un curent de apă recirculată, deja tratată dinspre compartimentul de ieșire.

Apa recirculată este trimisă cu ajutorul unei pompe speciale de presurizare la un sistem de saturare cu aer de de presiune 5-6 kg/cm2. Pentru aplicarea legii lui Henry, când acest curent trece la presiune atmosferică, apa saturată disipă excesul de aer. Un sistem de înjectoare distribuie acest flux în bazinul de flotație rezultatul fiind apariția unei cantități suficiente de microbule de aer pentru atingerea unei maxime adeziuni -absorbție de impurități prezente în apă.

2) Aderența bulelor la particule pentru formarea conglomeratelor solid / aer;

În precameră, se realizează o adeziune foarte bună între particulele aflate în apă brută și microbulele de aer. Dimensiunea sa redusă și omogenitatea permite aderența floculelor la influent. Odată formată particula solid/aer, aceasta este capabilă acum să urce către suprafața singură.

Modul de expansiune a microbulelor este determinant în cadrul microflotației. Pentru a asigura funcționarea corectă sunt instalate microsupape ce asigură funcționarea fără blocaje.

3) Formarea conglomeratului de particule aer / solid

Pentru o bună formare a conglomeratelor este necesară asigurarea a trei parametri:

– Condițiile de laminare

– Gradientul de viteză

– Intensitatea amestecului

Fluxul de apă traversează pachetul de lamele în direcție perpendiculară fluxului ascendent de particule ce flotează și descendent al solidelor grele. În pachetul de lamele fluxul este complet laminar exceptând partea de la creasta ondulată, în care se generează microturbulențe controlate. Turbulența face ca particulele aer/solid ciocnindu-se, să formeze conglomerate cu un diametru între 250 și 300 μm, sub formă de ciorchine, constituind un flocul de solid și aer, stabil. Această dimensiune este ideală. Amestecul asigurat prin sistemul de injecție garantează că mixtura de apă brută – apă recirculată și aer, este ideală pentru adeziunea și formarea de conglomerate de particule.

4) Separarea nămolurilor formate

După flotație trebuie concentrat și separat nămolul. Dispunem de două tipuri de nămol pentru separare. Nămolul ce a flotat și cel decantat. Nămolul flotat se separă într-o zonă de concentrare. Este importantă evitarea aerării nămolurilor și căderea lor, ceea ce poate provoca eliminarea acestora odată cu apa. Nămolul este raclat de la suprafața și întotdeauna are un timp de reținere în zona de concentrare. Aceasta ne permite obținerea unei concentrații solid/lichid a nămolului intre 6-10 % fără a pierde eficacitatea în sistemul de separare.

Bazinul de flotație este un tanc dreptunghiular, deschis, construit din Poliester cu fibră de sticlă împărțit în trei camere principale:

– Camera de floatatie și eliminare nămol;

– Compartiment de apă tratată;

– Compartiment de nămol

Figura 13, 14, 15 – Unitate de flotație

În camera de flotație se injectează amestecul de apă și aer sub presiune. Sistemul de raclare, care este acționat de către un motor cu reductor (ce determina viteza de mișcare a lanțului), asigură evacuarea nămolului produs, în compratimentul de ieșire nămol, gravitațional prin tubulatura.

Apa curată cade în depozit, până la camera de culegere, de unde se va evacua prin conducte.

Gradul de concentrare a nămolului depinde în mare parte de caracteristicile apei ce se va trata, deoarece dacă se schimbă încărcătura activă a apei de intrare, inevitabil se produc schimbări în caracteristicile nămolului produs și gradul de concentrare.

Gradul de concentrare se poate ajusta, în anumite limite, variind poziția depozitului de ieșire, astfel încât, coborând nivelul depozitului, nivelul de apă din flotor este mai jos și pentru aceasta racloarele superficiale elimină mai puțin nămol, rezultând un timp de concentrare mai mare al nămolului.

Randamentul ce se obține în eliminarea solidelor în suspensie și reducerea încărcăturii contaminante, depinde în mare parte de tipul apei. Prin utilizarea tratamentului fizic se pot elimina toate particulele insolubile.

Partea fundamentală a sistemului de flotație cu aer dizolvat este circuitul de presurizare.

Sistemul de presurizare se compune din compresorul pentru furnizarea aerului sub presiune, sistemul de injecție al aerului, pompa de vehiculare a amestecului apa-aer presurizată și rezervorul tampon de injecție în bazinul de floatatie .

Aerul presurizat și filtrat este produs de către un compresor, trecând printr-un reductor de presiune înainte de a fi amestecat cu apa recirculată. Funcționarea acestui compresor este controlată de către un presostat. Panoul de control pneumatic are încorporate toate elementele necesare pentru o corectă funcționare a circuitului pneumatic, ce cuprinde:

– Filtru de aer: cu rolul de separare a impurităților ce se afla în aer și eliminarea condensului. Pentru aceasta dispune de o purja manuală pentru drenarea umplerii vasului de condens;

– Lubrificator: însărcinat cu ungerea tuturor circuitelor de aer, pentru o corectă funcționare;

– Reductor de presiune: asigura presiunea ideală pentru circuitul de intrare de aer în pompa;

– Presostat: protejează sistemul de posibile suprapresiuni;

– Flotametru: cu ajutorul lui se poate fixa cantitatea de aer injectată în pompă pentru producerea fenomenului de presurizare;

– Manometre: cu ajutorul cărora putem viziona:

– Presiunea de aer necesară pentru injecție în pompa;

– Presiunea de funcționare a circuitului de presurizare.

– Pompa de presurizare: (pompă de recirculare) produce impulsuri și amestecă aerul presurizat cu apa recirculată ce este trimisă în rezervorul tampon pentru o ulterioară injecție în bazinul de flotație.

Presiunea de amestec se măsoară cu un manometru situat în exteriorul cadrului. Aceasta injecție se realizează prin supapele pneumatice acționate de electrovalve.Periodic aceste supape se autocurata, deschizându-se și închizându-se rapid.

– Purja de fund : purjarea de fund a sistemului de flotație se realizează automat, cu ajutorul unei supape tip fluture cu acuator pneumatic cu efect direct acționat de o electrovalva ce se dechide și se închide cu o anumită temporizare.

Tabelul nr.9: Echipamente și caractetistici tehnice Instalație flotație cu aer dizolvat

3.4.4 Treapta biologică

În prezent, epurarea biologică a apelor uzate a devenit necesară, aproape în toate stațiile de epurare, datorită numărului mare de industrii și creșterii numărului populației la orașe.

Epurarea biologică se efectuează prin construcții și instalații de:

– epurare biologică naturală – câmpuri de irigare și filtrare, iazuri de stabilizare etc.;

– epurare biologică artificială – filtre biologice, bazine cu nămol activ etc.

Epurarea mecanică este obligatorie înaintea epurării biologice, având ca scop îndepărtarea materiilor solide în suspensie, decantabile, deoarece, treapta a doua de epurare are ca sarcină principală, îndepărtarea materiilor dizolvate și coloidale.

Procesul de epurare biologică este un proces complex, pentru dezvoltarea căruia intervin o serie de factori. Astfel, în momentul când apa uzată întâlnește o suprafață adecvată, pe suprafața de separație dintre apă uzată și cea de contact se dezvoltă bacterii și alte multe microorganisme. Acestea dau naștere la membrane biologice (în cazul filtrelor biologice, al câmpurilor de irigare etc.) și la flocoane biologice (în cazul bazinelor cu nămol activ etc.), în care se dezvoltă microorganisme uniceluiare sau complexe, constituind biomasa; aceasta transformă materiile solide din apa uzată, ia (din materiile solide) energia sau hrana necesară membranei sau flocoanelor, pentru întreținerea și dezvoltarea lor, transferă înapoi în apa uzată, produsele finale ale descompunerii (nitrații, sulfații, bioxidul de carbon etc.) și, în final, se transformă în materii solide, separabile prin decantare.

Pentru ca organismele să dezvolte o activitate maximă, biomasa trebuie să fie alimentată ritmic și în cantități suficiente. Activitatea microorganismelor este mai intensă atunci când au cantități mai mari de materii organice; de aceea, activitatea acestora este mai intensă în straturile superioare (la filtrele biologice, de exemplu), decât în cele inferioare. În procesul de transformare, cea mai mare parte a materiilor minerale necesare este adusă de apele uzate; în general, fosforul și azotul sunt în cantități insuficiente, astfel că, se recurge la completarea (alimentarea) lor artificială. Cerințele minime de fosfor și azot sunt exprimate prin relația:

– CBO:N:P = 150:5:1, în apa uzată;

– CBO:N:P = 90:5:1, pentru nămol.

Procesul de epurare poate fi prejudiciat prin dezvoltarea peste măsură a biomasei; astfel, prin îngroșarea membranei sau prin mărirea volumului de flocoane, scade atât capacitatea de oxidare, cât și gradul de epurare a apelor uzate. Menținerea biomasei în limitele normale se realizează prin evacuarea acesteia; la filtrele biologice se evacuează, în permanență, o parte din membrană, care se desprinde de pe stratul filtrant. în timp ce la bazinele cu nămol activ, se evacuează o parte din flocoane. Biomasa evacuată sub formă de matern solide în suspensie, separabile prin decantare, este reținută în decantoarele secundare, de unde, prin intermediul decantoarelor primare, ajunge în rezervoarele de fermentare a nămolului.

Oxidarea azotului organic sau a amoniacului constituie una din cele mai importante probleme ale epurării biologice, deoarece, uneori, aceasta poate fi atât de avansată încât efîuentul stației de epurare să conțină cantități de azotați peste limitele normale. Prezența acestora poate stimula vegetația din emisari într-o asemenea măsură încât echilibrul oxigenului din aceștia să fie deranjat, adică înanumite perioade, oxigenul să scadă mult sub limitele normale. Astfel, se produce fenomenul de eutrofizare, care, în afară de micșorarea capacității de autoepurare a emisarului, are drept urmare colmatarea filtrelor pentru tratarea apei și condutelo cu vegetația adusă de apa captată.

Cei mai importanți factori de care depinde epurarea biologică sunt:

– temperatura;

– oxigenul;

– încărcarea organică și hidraulică;

– timpul de traversare a instalației;

– diverse organisme.

La schimbările de temperatură, datorită introducerii în rețea a unor ape cu temperaturi diferite de cele normale, procesul de epurare se desfășoară în condiții normale, însă, cu unele scăderi ale eficienței. O mare influență a temperaturii se manifestă în momentul amorsării, în special la filtrele biologice, deoarece, în timpul iernii, amorsarea durează 2—3 luni, iar vara. 2-3 săptămâni; bazinele cu nămol activ – indiferent de anotimp – necesită o perioadă de amorsare de 2-3 săptămâni. Cea mai evidentă și semnificativă influență a temperaturii apelor uzate se manifestă pe câmpurile de irigare și filtrare, deoarece căldura se pierde foarte repede.

Oxigenul este necesar atât apelor uzate, cât și biomasei. Numai o parte foarte mică (5-15%) din oxigenul adus de aerul care pătrunde în filtrele biologice sau în bazinele cu nămol activ este folosit în acestea; de aceea, aerarea trebuie să fie foarte puternică și asigurată continuu, orice întrerupere putând prejudicia procesul de epurare.

Încărcarea organică și hidraulică, respectiv cantitatea de materie organică ce trebuie mineralizată și de apă care trece prin instalație, sunt parametri care condiționează gradul de epurare al epurării biologice. Cantitățile mari de materii organice conduc la scăderea eficienței și, uneori, chiar la întreruperea procesului epurare; același efect îl are și încărcarea hidraulică prea mare sau prea mică. În primul caz se produce desprinderea membranei bilogice peste limitele normale deci, prin micșorarea numărului de organisme care condiționează epurarea, scade eficiența; acumularea mare de organisme acționează în același sens.

Timpul de traversare a instalației constituie, de uemenea, un factor hotărâtor al procesului de epurate

Organismele principale, care acționează la epurarea apelor uzate și la autoepurarea apelor emisarilor sunt:

– insectele;

– protozoarele;

– bacteriile;

– ciupercile.

Dintre insecte menționăm, în primul rând, musca Psychoda, caracteristică filtrelor biologice; ea pătrunde în urechile, nările și ochii oamenilor și animalelor. Raza de zbor este destul de mică, dar vântul o transportă la distanțe mari. Infestarea cu această insectă este cu atât mai mare, cu cât membrana biologică este mai mare, cu cât membrana biologică este mai mare și mai groasă și temperatura – la interiorul filtrelor biologice – este mai ridicată. In stadiul de larvă, poate fi distrusă prin inundarea filtrului biologic, la fiecare repetare a ciclului (între 7 și 22 de zile), prin clorare, administrare de substanțe toxice etc. Insecta Achorutes preferă suprafețe de apă întinse, cum ar fi iazurile de stabilizare.

Dintre protozoare, grupul Ciliatelor este cel mai important pentru epurarea apelor uzate, având rolul de reglare a dezvoltării populației bacteriene; distrugerea bacteriilor stimulează înmulțirea lor și utilizarea stratului hrănitor. Dominarea Ciiiatelor în biomasă (membrană și flocoane), în special în bazinele cu nămol activ, indică o bună desfășurare a procesului biologic. De o importanță secundară în epurarea apelor uzate, dar de o deosebită importanță din punct de vedere sanitar este funcțiunea protozoarelor în distrugerea bacteriilor din apa uzată (în special a celor patogene).

Dintre bacterii menționăm, îndeosebi, Sphaerotilus și Beggiatoa (bacteria sulfului), care pot colmata conductele, vanele etc.

Spre deosebire de filtrele biologice, unde ecologia variază cu adâncimea, în bazinele cu nămol activ există, în permanență, un mediu acvatic uniform, deoarece flocoanele sunt antrenate de curentul de apă și răspândite în mod uniform în bazin. Organisme ca muște, viermi, păianjeni, sunt aproape absente; prezența bacteriei Sphaerotilus produce umflarea nămolului, respectiv distrugerea lui; în același sens se comportă și insecta Chironomus.

In ecologia iazurilor de stabilizare, algele albastre și verzi ocupă locul cel mai important. Bacteriile aerobe alimentează cu bioxid de carbon algele care eliberează oxigenul necesar apei uzate, păstrând – astfel – iazul în condiții aerobe.

Rezervor biologic cu nămol activ

În bazineie cu nămol activ, epurarea apelor uzate are loc în prezența unui amestec de nămol activ cu apă uzată, agitat în permanență și aerat. În comparație cu filtrele biologice, bazinele cu nămol activ sunt mult mai flexibile din punct de vedere al eficientei la aerare. De asemenea, acestea nu produc miros neplăcut în jurul lor și nu constituie un mediu propice pentru dezvoltarea muștelor.

Comparativ cu filtrele biologice, bazinele cu nămol activ nu necesită diferențe mari de nivel între intrarea și ieșirea apelor din ele, însă au nevoie de puteri importante pentru punerea în mișcare a utilajului de furnizare a aerului necesar procesului de epurare.

Dintre factorii de bază, care condiționează buna desfășurare a procesului de epurare din bazinele cu nămol activ, trebuie menționați:

– nămolul activ. sub formă de: nămol de recirculare și nămol în exces;

– oxigenul, necesar desfășurării proceselor aerobe;

– durata de traversare a bazinelor etc.

Desfășurarea normală a procesului de epurare este împiedicată, uneori de așa-numita „umflare a nămolului", care este un rezultat al îmbolnăvirii lui, datorită:

– unor concentrații mari de ape uzate;

– unui timp mare de aerare;

– unor șocuri produse de apele uzate industriale, care conțin substanțe toxice etc.

Îmbolnăvirea nămolului este caracterizată prin:

– miros de ouă clocite (în vecinătatea bazinelor);

– separarea dificilă a nămolului;

– tendința de ridicare a acestuia la suprafață (în decantoarele secundare) etc.

Îmbolnăvirea nămolului este cel mai bine caracterizată prin:

– indicele nămolului, care, în acest caz, atinge valori mari, de aproximativ 200-400 ml/gf;

– viteza mică de sedimentare a nămolului, în decantoarele secundare;

– apariția bacteriei filamentoase Sphaerotilus.

Pentru redresarea nămolului se folosesc următoarele metode:

– se introduc nitrați;

– se clorează nămolul de recirculare cu doze de circa 5 mgf/dm3;

– se trimite o parte din efluentul decantoarelor primare direct în emisar;

– se mărește cantitatea de aer;

– se reduce cantitatea de nămol de recirculare și se mărește cantitatea de nămol în exces etc.

Ca urmare a transportului, de către apele uzate, a unor mari cantități de detergenți, spuma care se formează la suprafața apei din bazinul cu nămol activ poate prejudicia buna desfășurare a procesului de epurare, prin:

– împiedicarea aerării apei, pe la suprafața acesteia;

– îmbolnăvirea muncitorilor;

– răspândirea (prin vânt) în toată stația etc.

Distrugerea spumei se poate face:

– cu jeturi de apă epurată;

– cu ajutorul antispumanților.

O caracteristică deosebit de importantă a procesului de epurare în bazând cu nămol activ, în comparație cu filtrele biologice, constă în uniformitatea desfășurării procesului de epurare, în orice punct al bazinului, datorită (mai ales) formei alungite a bazinelor, care permite o distribuție uniformă a apei uzate, a nămolului și a oxigenului și, respectiv, uniformizarea amestecului din acestea.

Epurarea apei cu nămol active este precedată de o epurare mecanică în decantoarele primare și este urmată de o limpezire finală în decantoarele secundare.

În cadrul proiectului “Construire stație de epurare abator Ianca” propun realizarea unui tratament biologic pentru a reduce încărcarea până la valorile permise, reglementate de normativul NTPA 001/2005. Efluentul curățat de majoritatea solidelor în suspensie, trece în zona cu rol de bazin biologic unde cu ajutorul injecției de aer nămolul biologic proliferează microorganisme ce biodegradează materia organică precum resturile solidelor organice dizolvate în apă.

Apa uzată lipsită de materii grosiere și solide în suspensie sedimentabile gravimetric din bazinul de omogenizare este pompată către bazinul biologic unde are loc procesul de epurare biologică cu ajutorul unei pompe centrifuge .

Bacteriile sunt responsabile de epurarea ce se realizează în această etapă. Se formează colonii numite floculi biologici care compun nămolul activat. Bacteriile în activitatea lor utilizează oxigenul pentru a respira.

Odată ce avem reținută apa suficient timp în bazinul de aerare, pentru ca bacteriile să degradeze o suficientă cantitate de materie organică, este necesar de a separa nămolul din apă. Această separare se realizează în modulul cu membrane ultrafiltrante de unde apa separată de nămolul activat se va deversa către emisar.

Figura 16: Schema epurare cu nămol activ

Pentru aerarea bazinului biologic se folosesc aeratoare cu bule fine pentru asigurarea unui randament ridicat de transfer a oxigenului în apă uzată.

Pentru că dezvoltarea bacteriilor să fie uniforma în tot volumul bazinului sistemul de aerare asigura o distribuție omogenă a aerului pe întreaga suprafața a bazinului. Aerul necesar instalației este furnizat de două suflante. Acestea permit furnizarea de aer suficient procesului.

Pentru degradarea aerobă biologică a apei reziduale este necesară o cantitate adecvată de nutrienți. Nutrienții necesari sunt fosforul, calciul, magneziul și vitaminele. Majoritatea acestora se regăsesc în apele reziduale.

Bazinele biologice sunt realizate din oțel galvanizat și au montaj suprateran. Treapta de epurare biologică este o treaptă de epurare avansată cu pre-denitrificare, procesele biologice având loc în două bazine, unul pentru a crea un mediu anoxic bacteriilor și unul pentru a crea un mediu aerob având astfel loc descompunerea compușilor cu azot.

Tabel 10: Echipamente și caracteristici tehnice ale epurării cu nămol activ

Figura 17 – Bazin anoxic.

Decantor secudar

Decantoarele au scopul de a reține suspensiile floculente din apele uzate.

Decantoarele orizontale radiale au formă circulară în plan și direcția orizontală de curgere a apei. Diametrele acestora sunt D = 50 – 30 m, iar înălțimile 4,0 – 2,5 m.

Accesul apei se face prin centrul decantorului, printr-o conductă al cărei capăt este așezat la 20 – 30 cm sub nivelul apei. Distribuția uniformă apei se realizează printr-un perete plin de formă cilindrică, cufundat în apă până la nivelul inferior al peretelui exterior al decantorului; apa care trece pe sub acest perete se distribuie apoi uniform în decantor. Uneori, pentru distribuția uniformă a apei, se folosesc orificii cu deflectoare, așezate pe peretele plin cilindric.

Evacuarea apei decantate se face printr-un jgheab periferic, facând corp comun cu peretele decantorului sau așezat la 1 – 2 m de acesta. Accesul apei în rigolă, în ambele cazuri, se face numai pe o singură parte și prin intermediul unui deversor reglabil având crestături în formă de triunghi; în cazul jgheabului așezat la o oarecare distanță de peretele decantorului, deversorul este amplasat pe latura dinspre perete. Pentru evitarea antrenării substanțelor plutitoare se folosesc și aici pereți semiscufundați, așezați la distanța de 3 – 4 m de peretele deversor; în cazul jgheabului așezat la o oarecare distanță de perete, în locul peretului semiscufundat se supraînalță peretele jgheabului opus deversorului.

Grăsimile sunt colectate de la suprafața apei cu o lamă fixată pe podul curățitor. Colectarea nămolului depus pe radier se face cu un pod curățitor.

Decantorul este locul unde se separă nămolurile de apa reziduală. Această separare se face gravitațional, nămolurile de o mai mare densitate depunându-se la fund. De aici apa reziduală tratată este evacuată gravitațional spre emisar. Nămolurile decantate sunt recirculate încă o dată în bazinul biologic sau purjat automat în sistemul de prelucrare al nămolului prin intermediul pompelor centrifuge prezente pentru recirculare-purjare.

Tabelul nr. 11: Elemente și caracteristici tehnice decantor secundar

Ultrafiltrare pe membrane

Sistemele de ultrafiltrare sunt sisteme de membrane acționate de presiune care folosesc membrane poroase pentru reținerea materiilor coloidale și dizolvate. Aceste sisteme diferă de sistemele de osmoză inversă prin presiunea de acționare relativ scăzută, în mod curent sub 1.034 kN/m2. Ultrafiltrarea este utilizată în mod normal pentru reținerea materiilor coloidale și a macromoleculelor cu greutatea moleculară peste 5.000. Aplicațiile pentru ultrafiltrare includ reținerea uleiurilor din apă și reducerea turbidității. Cercetările recente arată că efluentul sistemului de ultrafiltrare este convenabil ca sursă de alimentare a procesului de osmoză inversă. Ultrafiltrarea a fost de asemenea sugerată ca unitate funcțională pentru îndepărtarea fosforului.

Utilizarea membranelor ultrafiltrante în cadrul stațiilor de epurare a apelor uzate reprezintă o alternativă excelentă la procesele convenționale cu nămol activat, modulele MBR având dublă funcționalitate: decantor secundar și dezinfecție. Casetele cu membrane ultrafiltrante sunt ușor de integrat în schema fluxului tehnologic al unei stații de epurare putând fi montate direct în bazinul biologic sau se poate constitui separat un bazin special destinat filtrării. Avantajele montării direct în bazinul de aerare sunt consumul redus de energie datorită eficienței ridicate de transfer a oxigenului și eliminarea recirculării. În ceea ce privește opțiunile de curățare ale membranelor, configurația cu modul separat de filtrare este mai avantajoasă în acest caz fiind însă obligatorie recircularea. Pentru aplicații de mari capacități este recomandată cea de-a doua variantă.

Membranele sunt realizate din PES (hydrophilic polyether-sulfone), un polimer cu performanța ridicată care rezistă la un pH între 2-11 și o temperatură maximă de 55 oC, temperatura minimă în exploatare fiind de 0 oC, dimensiunea porilor este de 0,04 µm (150 kDa). Modulele de membrane sunt echipate cu un sistem de aerare la partea inferioară, alimentat de o suflantă pentru curățarea membranelor în timpul funcționării. Elementele de aerare crează un flux ascendent de aer de-a lungul membranelor mixând astfel amestecul de nămol activat. Ultrafiltrarea se realizează sub presiunea coloanei de apă de deasupra modulului de membrane, dinspre exterior spre interior.

Pentru orice stație de epurare etapă de pretratare mecanică este esențială pentru funcționarea cu randament ridicat a etapei de tratare biologică. În mod special, în sistemele MBR procesele de pretratare sunt deosebit de importante întrucât prezența anumitor materiale în apă de filtrat poate cauza colmatarea membranelor sau chiar deteriorarea acestora. În mod uzual, procesele de pretratare utilizate sunt: reținerea solidelor pe grătare manuale și automate, denisipare și eliminare grăsimi urmate de egalizarea debitelor și încărcărilor de poluanți într-un bazin de omogenizare-egalizare. Înaintea bazinului de omogenizare poate fi utilizat și un decantor primar, însă din punct de vedere economic acest obiect tehnologic este recomandat pentru capacititi > 10.000 – 15.000 mc/zi.

Comparativ cu soluția clasică de separare gravitațională a nămolului care poate fi ineficienta (posibil fenomen de flotare) acesta putând fi regăsit în efluent, separarea fizică prin membrane ultrafiltrante este completă, efluentul evacuat fiind lipsit de materii în suspensie. În timpul procesului de epurare biologică și ultrafiltrare, concentrația nămolului activat crește continuu și, pentru a asigura o concentrație constantă a acestuia este necesară evacuarea nămolului în exces din modulul MBR. Sonda de materii solide în suspensie măsoară concentrația de nămol din modul și atunci când aceasta indica depășirea valorii de 10–12 g/l, pompa de evacuare a nămolului în exces pornește și alimentează bazinul de stocare nămol și apoi unitatea de deshidratare, unde se reduce umiditatea acestuia. Efluentul epurat este evacuat într-un bazin de permeat și de aici, o mică parte din apă tratată se folosește pentru spălarea membranelor ultrafiltrante (spălare inversă), iar restul este evacuat către emisar.

Spălarea membranelor se face cu ajutorul unor electrovalve pneumatice și este complet automatizată.

Avantajele utilizării modulelor cu membrane ultrafiltrante (MBR)

– concentrația de nămol de 10–12 g/l datorată procesului de separare fizică prin membrane este mult mai ridicată față de concentrația nămolului obținută în soluția clasică de epurare biologică cu nămol activat unde aceasta variază între 3,5–5 g/l ceea ce permite reducerea volumului bazinului biologic

– efluentul evacuat este lipsit de materii în suspensie. Bacteriile sunt eliminate în proporție de 99% prin utilizarea membranelor ultrafiltrante. Chiar și virușii pot fi separați prin adsorbție. În acest fel, datorită separării complete substanța organică remanentă este redusă. Standardele de igienă din reglementările EU pentru apa de spălare (75/160/EWG, 1975) au la bază sistemele MBR. Datorită calității efluentului obținut prin utilizarea acestui procedeu, acesta are un potențial ridicat de reutilizare atât pentru aplicațiile municipale cât și pentru cele industriale ceea ce poate conduce la economii însemnate de apă (de ex. apa poate fi utilizată pentru sisteme de irigații).

– flux de filtrare ridicat

– consum redus de energie

– flexibilitate ridicată datorită designului modular ceea ce permite creșterea capacității de tratare cu mare ușurință

– operare facilă

– durata de viață îndelungată, de aproximativ 15 – 20 de ani; înlocuirea se poate realiza etapizat într-un procent de 20 – 30% membrane/caseta

– costuri eficiente

Rolul membranelor ultrafiltrante în stația de epuarare abator Ianca

Unitățile de membrane ultrafiltrante separă nămolul activat de apă epurată, suprafața de filtrare fiind de 100 m2. Porii membranelor au dimensiunea de 0.04μ, realizând ultrafiltrarea efluentului. Efluentul epurat va fi lipsit de materii solide în suspensie, acestea îndepărtând chiar și anumiți tipi de viruși nemaifiind necesară dezinfecția finală prin clorinare sau sterilizare cu UV.

Apa epurată va curge gravitațional către bazinul de permeat și apoi mai departe pe preaplinul acestuia către căminul de evacuare/probe. Pentru curățarea membranelor de impuritățile de pe suprafața acesteia se utilizează simultan mai multe metode de curățire:

– în urma aerării membranelor rezultă o forța tăietoare pe suprafața acesteia care elimină impuritățile depuse;

– spălarea periodică: intre perioadele de filtrare din bazinul de apă de spălare o pompă de spălare refulează apa în sensul invers filtrării, adică prin membranele ultrafiltrante, cu o perioadă de 4 – 6 ori pe oră. În această apă de spălare se dozează hipoclorit de sodium;

– curățarea pentru întreținere: curățarea cu o substanță acidaă (acid organic) – periodic la intervale de 1-2 luni.

Tabel 12: Echipamente și caracteristici tehnice ale instalației cu membrane ultrafiltrante

Figura 18: Modul de membrane ultrafiltrante

3.5. Producția și gestiunea nămolurilor

Principalele obiective ale tratării nămoluilui sunt:

– reducerea volumului acestuia, în continuare, prin deshidratare;

– stabilizarea, micșorarea sau reducerea completă a pericolului prezentat de nămolul fermentat, din punct de vedere sanitar;

– realizarea unor condiții corespunzătoare utilizării lui.

În procesul de tratare a nămolurilor se deosebesc 3 faze sau tipuri de tratare: preliminare, în scopul pregătirii (îngroșării) nămolului, în vederea tratării ulterioare; deshidratare și deshidratare avansată.

Deshidratarea nămolurilor continuă procesul de reducere a procentului de umiditate a nămolurilor.

Deshidratarea se realizează prin:

– procedee naturale (pe platforme de uscare si iazuri de nămol); sunt folosite când cantitățile de nămol nu sunt prea mari și se dispune de suprafețe mari de teren;

– procedee artificiale (pe filtre de presă, pe filtre de vacuum, în centrifuge etc.); sunt aplicate în cazul tratării unor cantități mari de nămol și necesită, întotdeauna, tratări preliminare.

Filtrele presă au fost primele instalații artificiale folosite pentru deshidratarea nămolului fermentat. O perioadă de timp, datorită consumului mai mare de coagulanți, în comparație cu vacuumfiltrele, precum și datorită numeroaselor manevre de încărcare și descărcare a filtrelor, acestea au fost mai puțin folosite. O dată cu automatizarea manevrelor, ele și-au recâștigat importanța, în special datorită umidității mai mici a turtelor obținute în aceste filtre (50-65%), în comparație cu cele obținute cu ajutorul vacuumfiltrelor (65-70%).

În filtru presă este constituit dintr-o serie de camere, formate din cadre metalice, pătrate sau circulare, pe care se așează filtru propriu-zis. Dimensiunile cadrelor pot fi, de exemplu, de 1,5 x 1,5 m. Un filtru este format din 30, 40, 50 și chiar 100 de camere.

Volumul util pentru 100 de camere, de exemplu, poate ajunge la 10 m3, respectiv o suprafață de filtrare de circa 400 m2.

Presiunea de filtrare vaiază între 6-8 at, în funcție de caracteristicile nămolului și durata ciclului de filtrare, care, la rândul ei depinde de natura nămolului, presiune necesară etc., variind între 1-2 ore (inclusiv timpul de filtrare și de încăcare-descărcare a nămolului). Nămolul, introdus printr-un tub central, intră în spațiile de presare și, apoi, în camere. După trecerea timpului de filtrare, camerele se defac, iar turtele cad pe o bandă transportoare sau in buncăre.

Capacitatea de filtrare a filtrelor presă variază între 5-15 kgf substanțe solide în suspensie/m2 și h.

Necesarul de energie elctrică este de 3 kWh/m3 nămol introdus în filtru pentru prelucrare.

Prelucrarea nămolului: nămolul reținut în unitatea de flotație cu aer dizolvat este introdus în rezervorul de stoc nămol de unde cu ajutorul unei pompe pneumatice este introdus în unitatea de deshidratare de tip filtru presă. Nămolul deshidratat va fi stocat într-o pubelă de unde va fi evacuat periodic către platforma de depozitare nămol.

În urma diferitelor procese de epurare ale efluentului rezultă o cantitate de nămol ce necesită un proces ulterior de deshidratare.

Nămolurile produse constituie o concentrație de contaminanți din apă și în consecință conțin microorganisme, materie activă și elemente organice făcând loc apariției fermentării cu problemele derivate de acesta. Pentru a evita acest fenomen nămolul se condiționează cu var ridicând pH-ul la un nivel superior de 8.5, blocând fermentația. Mai mult, acest produs reduce procentajul de apă liberă din nămol. Obiectivul principal este ca nămolul să fie drenabil și filtrabil.

Deshidratare: filtru – presă

Filtrul presă este constituit dintr-o grupare de plăci canelate acoperite cu pânza filtrantă și așezate în poziție verticală ce se apropie și se depărtează una față de alta cu ajutorul unui șurub hidraulic dispus în una din părțile extreme ale echipamentului. Nămolul se pompează prin intermediul unei pompe cu șurub și prin orificiile prezente în centrul fiecărei plăci începând să ocupe spațiul existent, între fiecare două placi. Filtrul presă și o condiționare anterioară cu var, floculant și coagulant va asigura concentrații ale nămolului începând cu 35%.

Înainte de introducerea nămolului în filtrul presă, el se va trata într-un rezervor de condiționare cu var și floculant pentru obținerea unui nămol cu o mare capacitate de piedere a apei și nu aderă la plăcile filtrului presă.

Prima operație a filtrului presă este închiderea plăcilor prin intermediul pistonului hidraulic. Din acest moment pompa pneumatica începe introducerea nămolului în filtru până ce se oprește la presiunea fixată. Urmează un timp de presare în care se compactează turtele de nămol intre plăcile filtrului. După un timp se realizează o curățare cu aer ce elimina excesul de nămol din tubulatura. începând din acest moment cilindrul se mișca pentru a deschide plăcile și urmează ca turtele să cadă din filtru. La terminarea ciclului de deschidere urmează altul de mișcare și agitare a plăcilor pentru o descărcare totală a turtelor. Aceste turte încep să cadă și vor fi colectate și ambalate în saci pentru evacuarea lor către spațiul de depozitare.

Tabel nr. 13: Echipamente și caracteristici tehnice ale instalației filtru presă

Figura 19 – Filtru presă nămol Figura 20 – Nămol deshidratat

3.6. Automatizarea stației de epurare

Tabloul de automatizare ce comandă întreaga stație de epurare este amplasat în containerul de echipamente în zona uscată a acestuia.

Caracteristici tehnice:

– Tensiune de alimentare normal: 3x380Vac

– Tensiuni de comandă : 220Vca; 24Vcc

– Frecvența rețelei: 50 Hz

Componența instalației de automatizare:

– tabloul de automatizare;

– aparatajul local (motoare electrice, presostate, electroventile, debitmetru, senzori de nivel, alte aparate de măsură și control conform schemei tehnologice);

– cablurile electrice de legătură.

Funcționarea instalației în regim manual

Softul împreună cu instalația de automatizare asigura funcționarea instalației în două regimuri electrice distincte selectabile:

– regim manual;

– regim automat.

Alimentarea circuitelor de comandă este protejată de siguranța cu protecție diferențială. Întreaga instalație este comandată prin intermediul unei console aflate pe ușa tabloului.

3.7. Echipamentele stației de epurare

Tabelul nr.12: Echipamentele stației de epurare

CAPITOLUL 4

CALCULE ECONOMICE

4.1. Deviz general

Tabelul nr. 13 – Deviz general

CAPITOLUL 5

IMPACTUL ASUPRA MEDIULUI

Prin construirea stației de epurare, terenurile nu vor fi perturbate ca rezultat al lucrărilor de construcție întrucât prin proiect se prevede construirea unei stații de epurare într-o incintă unde deja exista o stație veche de epurare neconforma normativelor in vigoare. Destinația terenului pe care este amplasată stația de epurare este industrială. Se estimează o contaminare potențială cu deșeuri de construcții, până la definitivarea proiectului.

După punerea în funcțiune a stației și prin presupunerea unei funcționări corespunzătoare, nu vor exista schimbări în fertilitatea solului terenurilor adiacente.

Principalul risc este posibilitatea infiltratiilor apelor uzate, datorită funcționării necorespunzătoare sau datorită neimpermeabilizării construcțiilor ce dețin apa uzată și nămol.

Alt impact potențial va fi generat de depozitarea nămolului. Acest impact poate reprezenta un beneficiu dacă nămolul îndeplinește întru totul previziunile legislației în vigoare cu privire la depunerea nămolurilor rezultate din epurarea apelor uzate pe teren arabil.

Nămolul ar trebui să fie pe cât posibil utilizat pentru durabilitatea și îmbunătățirea fertilității în zonă.

În concluzie, dacă funcționarea stației de epurare este conformă cu datele de proiectare, nu sunt de așteptat contaminări ale mediului. Soluția aleasă pentru realizarea proiectului este satisfăcătoare din punct de vedere al mediului.

5.1. Impactul asupra apei

Impactul previzibil asupra ecosistemelor și corpurilor de apă provocat de apele uzate evacuate

Evacuarea apelor uzate epurate corespunzător conform proiectului, nu are impact negativ asupra calității apelor de suprafață întrucât efluentul epurat respecta limitele reglementate prin NTPA001/2005.

Se evidențiază faptul că evacuarea apelor uzate menajere epurate în stația de epurare nu are impact negativ asupra resursei de apă.

Posibile descărcări accidentale de substanțe poluante în corpurile de apă

În cazul funcționarii necorespunzătoare a treptei de epurare biologică a apelor uzate, din cauza lipsei reglajelor fazelor de exploatare (reacție biologică, decantare, evacuare), a condițiilor meteo nefavorabile (timp deosebit de rece când scad eficientele treptelor biologice și cele legate de eliminarea azotului), apa uzată este necorespunzător epurata. Poluările accidentale duc la agresarea factorilor de mediu (stres ecologic, perturbație).

În acest caz sunt fundamentale trei aspecte:

– modul de expunere la stres a diverselor biocomponente ale ecosistemului;

– răspunsul ecosistemului la acțiunea factorilor de stres;

– modul de adaptare sau refacere a ecosistemului în urma acțiunii factorilor de stres.

Perturbațiile sunt de două feluri:

– perturbația șoc sau șocul perturbator care produce o alterare relativ instantanee a densității unei specii, după care sistemul se relaxează sau revine în starea sa inițială;

– perturbația durabilă care cauzează o alterare de durată a densității unor specii și această alterare se menține până când are loc adaptarea unei alte specii.

Descărcările accidentale de ape insuficient epurate de la stația de epurare nu pot produce un stres punctual, de șoc, întrucât apele suferă procese de epurare mecano-biologică înainte de evacuare.

În cazul nerealizării indicatorilor de calitate pe efluentul stației de epurare se va proceda la verificarea eficientelor de epurare pe trepte de epurare și se aplică un proces de amorsare corespunzator care să țină seama de necesarul de nămol activ în treaptă de epurare biologică de vârsta nămolului, nămolul excedentar ce trebuie evacuat din sistem, gradul de recirculare a nămolului, etc. urmărindu-se îmbunătățirea performanțelor stației de epurare.

Măsuri de prevenire a poluării accidentale ale apelor

Se vor stabili înaintea punerii în funcțiune a Stației de epurare a apelor uzate rezultate din abatorul de păsări Ianca odată cu elaborarea Regulamantului de exploatare al stației de epurare.

Concluzie

Impactul generat de stația de epurare abator păsări Ianca este pozitiv, parametrii de evacuare a efluentului la ieșire din stația de epurare incadrându-se in normativul NTPA 001/2005. Fără funcționarea stației de epurare, apa rezultată in urma fluxului tehnologic abatorului de păsări ar reprezenta un grad ridicat de contaminare datorate parametrilor ce depășesc concentrațiile admisibile.

5.2.Impactul asupra aerului

Perioada de construcție

Durata estimată a lucrărilor de construcție este de 6 luni pentru realizarea investiției reabilitare stație de epurare. Numărul maxim de personal ce va fi folosit va fi de 20 de persoane din care 15 muncitori.

Poluantul specific operațiilor de construcție este constituit de particulele în suspensie cu un spectru dimensional larg, incluzând și particule cu diametre aerodinamice echivalente mai mici de 10 μm (particule inhalabile, acestea putând afecta sănătatea umană).

Alături de emisiile de particule vor apărea emisii de poluanți specifici gazelor de eșapament rezultate de la utilajele cu care se vor executa operațiile și de la vehiculele pentru transportul materialelor.

Poluanții caracteristici motoarelor cu ardere internă de tip Diesel cu care sunt echipate utilajele și vehiculele pentru transport sunt: oxizi de azot, oxizi de carbon, oxizi de sulf, particule cu conținut de metale grele (Cd, Cu, Cr, Ni, Se, Zn), compuși organici (inclusiv hidrocarburi aromatice policiclice, substanțe cu potențial cancerigen).

Sursele asociate lucrărilor de construcție sunt surse deschise, libere.Toate aceste categorii de surse sunt nedirijate, joase, cu impact strict local, temporar și de nivel redus.

Evaluarea emisiilor generate de sursele asociate lucrărilor de construcție nu poate fi făcută în raportcu prevederile OM 462/1993 “Condiții tehnice privind protecția atmosferei“ deoarece aceste sursesunt nedirijate, iar limitele prevăzute de OM 462/1993 se referă la surse dirijate.De asemenea, trebuie menționat că, prin natura lor, sursele asociate lucrărilor de construcție nu potfi prevăzute cu sisteme de captare și evacuare dirijată a poluanților.Măsurile pentru controlul emisiilor de particule sunt măsuri de tip operațional specifice acestui tipde surse. În ceea ce privește emisiile generate de sursele mobile acestea trebuie să respecte prevederile legale în vigoare

Perioada de funcționare

Sursele de poluanți sunt împărțite în surse potențiale de miros și surse de emisii de gaz. Sursele de emisii de gaz sunt reprezentate de: procese de descompunere biochimică, reacții chimice, vaporizarea.

Compușii organici volatili (COV) sunt emiși din sistemele de colectare, epurare și stocare a apelor uzate prin volatilizarea compușilor organici la suprafață lichidului. Emisiile se pot produce prin mecanisme difuzive și/sau convective. Difuzia se produce când concentrația la suprafața apei este mult mai ridicată decât concentrația mediului. Materiile organice volatilizează sau difuzează în aer, într-o încercare de a atinge echilibrul dintre fazele acvatice sau vaporoase. Convecția se produce când aerul curge peste suprafața apei, măturând vaporii organici de la suprafața aerului și transportandu-i în aer. Proporția de volatilizare este direct legată de viteza aerului la suprafața apei.

Alți factori care afectează direct proporția de volatilizare include suprafața apei uzate, temperatura și turbulența, timpul de retenție al apei uzate în bazin/sistem, adâncimea apei uzate în sistem, concentrația compușilor organici în apă uzată și proprietățile lor fizice (precum volatilitatea și difuzivitatea în apă), prezența unui mecanism care inhiba volatilizarea (precum un film de ulei) sau un mecanism contrar (precum biodegradarea).

Multe din elementele de colectare și epurare a apelor uzate sunt cu suprafață liberă (neacoperite),ceea ce permite volatilizarea COV din apă uzată.

Bazinul de flotație

Primul scop al acestuia este de a separa orice grăsime, ulei, spumă și materii solide conținute în apa uzată. Este echipat cu sisteme de îndepărtare la suprafață pentru îndepărtarea acestor substanțe.

Bazinul treptei de epurare biologică

Epurarea biologică a apelor uzate se realizează prin utlizarea bazinelor de aerare. Microorganismele care metabolizează aerobic au nevoie de oxigen pentru realizarea biodegradării compușilor organici din care rezultă o producție de energie și biomasă. Mediul aerobic în bazin se realizează prin utilizarea aerării pneumatice. Această aerare servește de asemenea la menținerea biomasei într-un regim bine amestecat. Scopul este menținerea concentrației de biomasa la un nivel la care epurarea este eficient optimizată cu cinetici de creștere a microorganismelor corespunzătoare.

Apa uzată este colectată și epurată în diferite moduri. Multe din elementele de colectare și epurare a apelor uzate sunt cu suprafața liberă (neacoperite), ceea ce permite volatilizarea COV din apă uzată în contact cu aerul atmosferic. Poluanții organici se volatilizează în încercarea de a exercita echilibrul parțial de presiune cu suprafața apei. Astfel, materiile organice sunt emise în mediul ambiant care înconjoară elementele de colectare și epurare. Concentrația emisiilor de COV depinde în mare de mulți factori, precum proprietățile fizice ale poluanților, concentrația de poluant, debitul, temperatura apei uzate proiectarea individuală a elementelor de colectare și epurare. Toți acești factori, precum și schema generală de colectare și epurare a apelor uzate au un efect major asupra emisiilor de COV.

Surse potențiale de mirosuri generate de stația de epurare ape uzate

Mirosurile din zona stației de epurare se datorează gazelor emise din compușii din apa uzată, în principal compuși reduși precum hidrogenul sulfurat și compușii oxidați precum aldehidele. Mirosurile neplăcute se datorează prezenței compușilor de azot, sulf și fosfor în materiile organice, care sunt degradate biologic de către bacterii în condiții aerobice sau anaerobice, care duc la creșterea nivelului compușilor urât mirositori.

Acești compuși rău mirositori includ hidrogen sulfurat, mercaptani, sulfuri organice și amine organice, precum indol sau scatol. Compușii de sulf din apă uzată includ proteine și produsele lor de descompunere, detergenți sintetici și sulfați anorganici.

Emisiile de hidrogen sulfurat în atmosfera sunt controlate prin pH, care devine din ce în ce mai acid, pe măsură ce sulfatul este redus prin acțiunea bacteriilor. În plus față de miros, hidrogenul sulfurat poate cauza de asemenea problemă coroziunii metalelor și echipamentelor electrice și de control în zone închise și în clădiri.

Compușii oxidați rezultă din descompunerea carbohidraților, proteinelor și grăsimilor prezente în apa uzată. Acești produși intermediari sunt responsabili pentru mirosul “stătut” asociat proceselor biologice. În cadrul sistemelor de epurare care funcționează corespunzător, aceștia sunt degradați ulterior în dioxid de carbon și apă.

Principala sursă de mirosuri poate varia de la o stație de epurare la alta și este dificil de clasificat sursele de mirosuri în ordinea importanței. Este cunoscut faptul că intrări gravitaționale lungi de conducte, sisteme de preepurare, precum sitele și grătarele, tratarea nămolului și bazinele de stocare sunt principala sursă a problemelor de miros.

Apa uzată menținută în condiții proaspete (aerobe – conținând cel puțin un minim de oxigen dizolvat) nu va degaja mirosuri, deoarece bacteriile carecreaza probleme de miros nu sunt prezente. Problemele de miros pot crește odată cu crestereatemperaturii ambientale, deoarece activitatea bacteriilor anaerobe crește în timp ce oxigenuldizolvat descrește. Factori semnificativi pentru potențialul de miros sunt temperatura mediului, perioada de retenție a apei uzate în sistemul de canalizare și perioade de stocare pe amplasament pentru nisipul și reținerile de pe grătar nespălate, precum și pentru nămol.

Tabelul nr.14: Cauze potențiale de generare a mirosurilor într-o stație de epurare ape uzate

Prognozarea poluării aerului

Stația de epurare poate genera poluanți aeropurtați care variază în funcție de procesele din stație, condițiile climatice, caracteristicile apei uzate, structurilor stației și altor condiții. Poluanții aeropurtați pot include mirosuri, gaze nocive, toxice sau asfixiante și aerosoli din bazinele de aerare, bazinele de nămol și sistemele de ventilare.

Calitatea aerului în zona stației de epurare poate să nu fie afectat semnificativ, deoarece poluanții vor fi dispersați și transportați la distanță datorită curenților de aer. Se menționează că în majoritatea anului vântul bate dinspre oraș, îndepărtând astfel poluanții de zona rezidențială.Astfel concentrația de poluanți va rămâne scăzută, și efectul gazelor emise va fi minimizat.

Chiar și apa proaspăt saturată și nămolul fermentat pot avea mirosuri care nu pot fi acceptate de public în general.

Materiilor organice cu conținut de sulf sau azot pot, în absența oxigenului, să fie oxidate parțial anaerobic și să genereze substanțe mirositoare precum hidrogen sulfurat, mercaptan, scatole, etc. Orice punct care permite acumularea materiilor organice solide poate deveni o sursă de mirosuri.

Elementele stației de epurare pot produce gaze care pot duce la poluarea aerului, dar majoritatea provin de la sistemele de manipulare precum echipamente de deshidratare. O atenție particulară este acordată prevenirii unor astfel de mirosuri din camerele de deshidratare prin asigurarea unui sistem de ventilație. Echipamentele de deshidratare, mari generatoare de astfel de gaze trebuie menținute în clădiri închise și ventilate suficient, pentru emisia controlată a gazelor.

Vecinătatea față de locuințe și zone urbane

Mirosurile sunt diluate progresiv și dispersate sub limita de detecție, pe măsură ce crește distanța față de sursă.

Conform legislației românești, stația de epurare trebuie localizată la mai mult de 250m de zona rezidențială cu funcțiune de locuire. Se apreciază că, în condițiile respectării prevederilor legale privind zona de protecție sanitară, nu sunt necesare măsuri suplimentare pentru protecția calității aerului.

Concluzii

Ca urmare a celor prezentate mai sus, se consideră că, din punct de vedere al impactului proiectului asupra calității aerului, nu sunt necesare modificări ale zonei de protecție existente.

5.3.Impactul asupra solului

Surse de poluare a solului și subsolului

Sursele posibile de poluare a solului sunt reprezentate de:

– Bazinele de ape uzate, platforme de nămol și conducte și alte echipamente care stochează sau transporta apele uzate;

– Pierderi accidentale de ulei de la pompe, suflante și transformatoare;

– Locuri de stocare a reactivilor (coagulanți/floculanți/var);

– Infiltrații și scurgeri ale levigatului de la platforme de depozitare deșeuri.

Reutilarea nămolului deshidratat pe terenurile agricole reprezintă o sursă controlată de poluare potențială a solului.

Impactul prognozat

Prin construirea stației de epurare, terenurile nu vor fi perturbate ca rezultat al lucrărilor de construcție întrucât prin proiect se prevede construirea unei stații de epurare într-o incintă cu destinația stație de epurare afectată. Destinația terenului pe care este amplasată stația de epurare este industrială. Se estimează o contaminare potențială cu deșeuri de construcții, până la definitivarea proiectului.

După punerea în funcțiune a stației și prin presupunerea unei funcționari corespunzătoare, nu vor exista schimbări în fertilitatea solului terenurilor adiacente. Principalul risc este posibilitatea infiltratiilor apelor uzate, datorită funcționarii necorespunzătoare sau datorită neimpermeabilizării construcțiilor ce dețin apă uzată și nămol.

Alt impact potențial va fi generat de depozitarea nămolului. Acest impact poate reprezenta un beneficiu dacă nămolul îndeplinește întru totul previziunile legislației în vigoare cu privire la depunerea nămolurilor rezultate din epurarea apelor uzate pe teren arabil. Nămolul ar trebui să fie pe cât posibil utilizat pentru durabilitatea și îmbunătățirea fertilității în zonă.

Sunt necesare cercetări regulate pentru evaluarea nămolului, stocarea și utilizarea acestuia fără să genereze impact negativ asupra mediului.

Concluzii

Dacă funcționarea stației de epurare este conformă cu datele de proiectare, nu sunt de asteptat contaminări ale mediului.

Soluția aleasă pentru realizarea proiectului este satisfăcătoare din punct de vedere al mediului. S-a ținut cont de deșeurile rezultante, de condițiile de funcționare ale stației. Impactul general pozitiv al stației de epurare trebuie estimat în funcție și de capacitatea de epurare a apelor uzate tehnologic.

5.4. Impactul asupra subsolului

Conform datelor de teren prezentate in capitolul II: Studii și date de teren rezultă că sursele potențiale majore de poluare a subsolului sunt reprezentate de infiltrațiile de ape uzate de la bazinele și conductele ce transportă ape uzate.

Concluzii

Impactul potențial poate fi prevenit prin asigurarea unei bune condiții de calitate pentru construcțiile stației (impermeabilizări ale bazinelor existente) și verificarea regulată a scurgerilor și controlul acestora.

Condițiile subsolului pot fi monitorizate cu ajutorul forajelor de observație.

În vederea prevenirii unui posibil impact generat de amplasamentul obiectelor stației de epurare asupra solului și subsolului, se vor avea în vedere următoarele recomandări :

– depistarea la timp a eventualelor avarii la construcțiile și instalațiile prezentate mai sus ce alcatuiesc stația de epurare și remedierea lor.

– etanșeitatea cuvetelor de stocare temporară a nămolului.

Analizele de sol vor trebui să fie efectuate în scopul de a preveni posibile contaminări cauzate de scurgerea de nămol. Vor trebui să fie efectuate evaluări ale nămolului pentru depozitarea ulterioara și/sau utilizare pe termen lung fără riscuri de mediu. Pentru utilizarea în agricultură se recomanda ca în procesul de tratare fizico-chimică să se utilizeze coagulanți/floculanți de natură organică.

5.5.Impactul asupra biodiversității

Evluarea impactului asupra vegetației

Construcția stației de epurare va afecta o suprafață de teren redusă din suprafața existentă în amplasamentul actual al stației de epurare ce se va reabilita și extinde.

Activitățile de construcție și amenajare a stației de epurare nu vor duce la pierderea unor specii de floră din această zonă. Nu s-au semnalat specii rare sau protejate.

Multe specii floricole din astfel de zone modificate de om sunt specii adaptate condițiilor perturbatoare, iar multe specii sunt o consecință a industrializării.

Evaluarea impactului asupra faunei

Activitățile de construcție a rețelei de alimentare cu apă, canalizare și a stației de epurare vor duce la pierderea unor habitate pentru unele specii mai puțin mobile din această zonă.

Activitățile de construcție vor deplasa majoritatea elementelor faunale mobile (ex. păsări, mamifere, insecte etc.). Însă amplasamentul propus este deja influențat de activitățile umane și se consideră că este mai indicata dezvoltarea controlată a acestuia decât trasnformarea într-un teren părăsit.

În vecinătate se găsesc ample habitate potrivite pentru acomodarea elementelor mobile de faună (ex. păsări, mamifere, insecte, etc.) deplasate ca urmare a activităților de construcție. Multe specii faunistice din astfel de zone modificate de om sunt specii adaptate condițiilor perturbatoare, iar multe specii sunt o consecință a abandonării zonelor urbane, unele chiar în centrul localităților.

Amplasamentul stației nu este localizat lângă nici un traseu de migrație sezonal utilizat de păsări.

Concluzii

Datorită distantei și topografiei amplasamentului, al epurării corespunzătoare al apelor uzate, nu se estimează impacturi negative asupra florei și faunei unor astfel de zone protejate, datorită construcției și activităților de funcționare aferente stației de epurare.

5.6.Impactul asupra peisajului

Stația de epurare este amplasată într-o zonă destinată activităților agricole, în actualul amplasamental stației de epurare ce urmează a se reabilita.

Analiza și evaluarea migrației contaminanților în peisaj

Migrarea contaminanților în peisaje poate avea loc prin intermediul aerului, solului sau apei. Deoarece unul din principalii purtători de poluanți în mediu este apa, epurarea apelor uzate rezultate are o mare semnificație în întreruperea migrării în peisaj și de aici în lanțul de alimentare – vegetație, animale și oameni.

Instalația de deshidratare a nămolului este un amplasament cu semnificație importanta în ceea ce privește emisii de mirosuri. Dacă stația de epurare funcționează corespunzător, nu vor fi emisii de contaminanți – miros neplacut, deșeuri din procesul de epurare care să migreze în peisaj.

După realizarea proiectului, dacă sunt urmărite regulamentele interne și dacă situațiile de urgență sunt evitate, nu sunt de așteptat migrări ale contaminanților în peisaj.

Concluzii

Terenul propus pentru construirea stației de epurare este actualul amplasament al stației de epurare situat în zona industrială și în vecinătate de terenuri agricole.

Trebuie menționate următoarele fapte:

– construcția stației de epurare nu implică lucrări majore cu privire la bazinul hidrografic sau parametrii hidrologici ai râurilor;

– conform normativelor românești, o stație de epurare este clasificată în “clasa a II-a de importanta”, ceea ce înseamnă “construcție principală definitivă” și categoria a 3-a din punct de vedere hidrotehnic (sistem de ape uzate cu importanța locală).

Această clasificare este justificată de localizarea, natura și scopul proiectului.

Nu trebuie să existe clădiri sau structuri majore cu funcție de locuire pe o rază de 300 m de perimetrul amplasamentului. Amplasamentul stației de epurare poate asigura aceste distanțe și perimetrul de protecție sanitară.

Se consideră că prin construcția stației peisajul nu este afectat negativ, dacă sunt adoptate măsuri corespunzătoare de creare a unei perdele vegetale de protecție a amplsamentului stației de epurare.

5.7. Impactul asupra mediului social și economic

Impactul produs de șantierul amenajării

Impactul produs de zgomot și vibrații

Se preconizează să apară o creștere adițională a zgomotului în timpul fazei de execuție a stației de epurare. Aceasta va dura un timp de cca 6 luni. Principalele surse de zgomot sunt costituite din echipamentele utilizate la construirea stației de epurare a apei.

Utilajele folosite și puterea acustică asociată:

– Betoniere: 2 buc. cu capacitatea de 8 m3fiecare, Lw≈105 dB(A);

– Excavatoare: 1 buc. cu capacitatea de 1,5 m3(30t) , Lw≈115 dB(A);

– Autocamioane: 2 buc cu capacitatea de 16 m3; Lw≈107 dB(A)

– Macara mobilă: 1 buc cu capacitatea de 30 t, Lw≈110 dB(A).

Nivelul de zgomot variază funcție de tipul și intensitatea operațiilor, tipul utilajelor în funcțiune, regim de lucru, suprapunerea numărului de surse și dispunerea pe suprafață orizontală și/sau verticală, prezența obstacolelor naturale sau artificiale cu rol de ecranare. Din măsurători, efectuate la societăți cu activități similare, nivelul de zgomot definit, în zona utilajelor, la distanțe de 10 – 15 m prezintă valori de: 60 –115 dB(A) – zonă de acțiune a mijloacelor auto (basculante, cisterne,etc);

Pentru activități de tip industrial sunt prevăzute limitări ale nivelului de zgomot la limita funcțională din mediul urban, prin STAS 10009/88.

Activitățile specifice Organizării de șantier se încadrează în locuri de muncă în spațiu deschis, și se raportează la limitele admise conform Normelor de Protecție a Muncii, care prevăd că limită maximă admisă la locurile de muncă cu solicitare neuropsihică și psihosenzorială normală a atenției – 90 dB (A) – nivel acustic echivalent continuu pe săptămâna de lucru.

La această valoare se poate adăuga corecția de 10 dB(A) – în cazul zgomotelor impulsive (impulsuri de amplitudini sensibil egale).

În zona protejată cu funcțiune de locuire, situată la cca. 400 m distanță față de sursele de zgomot ce aparțin Organizării de șantier, se apreciază că nivelul zgomotului emis de utilaje nu va depăși pe perioada zilei pe perioade scurte de timp 80 dB(A).

Organizarea de șantier prin dotările tehnice, administrative și sociale de care dispune și prin tehnologiile utilizate nu constituie o sursă de radiații pentru mediu.

Sursele de zgomot aparținând stației de epurare sunt reprezentate de utilajele prevăzute pentru pomparea apei și suflantele prevăzute la treapta biologică.

Sursele de zgomot pe perioada de funcționare a obiectivului analizat:

– suflante;

– pompe apa brută;

– pompe de nămol, etc.

Se menționează faptul că aceste utilaje sunt montate în construcții din beton armat care asigură protecție acustică.

Impactul asupra infrastructurilor existente

Șantierul nu va avea impact asupra rețelelor de orice tip (trafic rutier, cale ferată, telefonică,electrică, etc).

Impactul socio – economic

Șantierul amenajării stației de epurare va avea un impact economic pozitiv prin crearea unor noi locuri de muncă pentru populația din zonă.

Din punct de vedere economic, stația de epurare va asigura cca. 3 noi locuri de muncă pentru populație.

Concluzii

Nu se așteaptă să se producă nici un impact legat de radiațiile de încălzire, non-ionizare și ionizare. Un nivel crescut al sunetului este produs de către suflante.

BIBLIOGRAFIE

1. Ovidiu Ianculescu, Gheorghe Ionescu si Raluca Racovițeanu, Epurarea apelor uzate, Editura Matrix Rom, București

2. Magda Mocanu, I. Chilărescu, E. Chiru, Dezvoltarea industriei apei pentru integrare Europeană, Modul 3: Tratarea apei destinate consumului uman și distribuției apei potabile – tehnologii moderne.

3. Mariana Crângaș, E. Chiru, Dezvoltarea industriei apei pentru integrare Europeană, Modulul 4: Epurarea apelor reziduale.

4. D. Robesen, Tehnologii, instalații și echipamente pentru epurarea apei, Editura Tehnică, București, 2000

5. Stoianovici S., Robescu D., Procedee și echipamente necesare pentru tratarea și epurarea apei, Editura Tehnica, Bucuresti,1982.

6. Paulina Iancu, Suport de curs, 2012

7. M. Dima, Bazele epurării biologice a apelor uzate, Editura ETP Tehnopress.

8. Gh. M. Negulescu, Epurarea apelor industriale, Editura tehnică, București.

9. www.mmediu.ro

10. www.mt.ro

11. www.anpm.ro

12. www.cv-water.ro

13. www.tehnicainstalatiilor.ro

BIBLIOGRAFIE

1. Ovidiu Ianculescu, Gheorghe Ionescu si Raluca Racovițeanu, Epurarea apelor uzate, Editura Matrix Rom, București

2. Magda Mocanu, I. Chilărescu, E. Chiru, Dezvoltarea industriei apei pentru integrare Europeană, Modul 3: Tratarea apei destinate consumului uman și distribuției apei potabile – tehnologii moderne.

3. Mariana Crângaș, E. Chiru, Dezvoltarea industriei apei pentru integrare Europeană, Modulul 4: Epurarea apelor reziduale.

4. D. Robesen, Tehnologii, instalații și echipamente pentru epurarea apei, Editura Tehnică, București, 2000

5. Stoianovici S., Robescu D., Procedee și echipamente necesare pentru tratarea și epurarea apei, Editura Tehnica, Bucuresti,1982.

6. Paulina Iancu, Suport de curs, 2012

7. M. Dima, Bazele epurării biologice a apelor uzate, Editura ETP Tehnopress.

8. Gh. M. Negulescu, Epurarea apelor industriale, Editura tehnică, București.

9. www.mmediu.ro

10. www.mt.ro

11. www.anpm.ro

12. www.cv-water.ro

13. www.tehnicainstalatiilor.ro