2. Cuprins
Condiţii de calitate privind evacuarea apelor uzate în receptori naturaliI
Epurarea apelor uzateII
Epurarea biologică avansatăIII
Cercetări asupra proiectării staţiilor de epurare de capacitate redusăIV
VI
Studiu de caz. Proiectarea unei staţii de epurare cu reactoare biologice de
tip SBR
V
Concluzii
3. Scopul şi obiectivele cercetării
România este membră a Uniunii Europene şi de aceea unul din obiectivele urmărite
este ca orice localitate să beneficieze de instalaţie de canalizare, fapt ce duce în final la
deversarea necontrolată a unei cantităţi mari de ape uzate în emisarii naturali.
De cele multe ori partea financiară este o piedică în realizarea acţiunilor venite în
ajutorul mediului înconjurător şi de aceea, ca ingineri de mediu trebuie să găsim cele mai
bune opţiuni de protejare a resurselor limitate, atât din punct de vedere economic cât şi
managerial.
Pentru localitaţile mici şi medii ca dimensiune, ce încă nu beneficiază de staţie de
epurare, propun proiectarea unei staţii de epurare biologică SBR deoarece aceasta este
eficientă şi în acelaşi timp rentabilă.
Pe lângă acestea intervin şi proprietăţile benefice ale nămolului chiar şi după întregul
proces de epurare, urmând a fi deshidratat şi utilizat ca şi îngrăşământ în agricultură.
4. Epurarea apelor uzate
Epurarea reprezintă procesul complex de reţinere şi neutralizare în staţiile de epurare a
substanţelor dăunătoare dizolvate, în suspensie sau coloidale prezente în apele uzate.
Epurarea apei în staţii de epurare se realizează în mai multe trepte şi anume: treapta
primară, treapta secundară şi treapta terţiară.
Epurarea apelor se dezvoltă pe două linii, linia apei în care are loc reţinerea substanţelor
minerale şi organice cu eliminarea compuşilor de azot şi fosfor şi linia nămolului, a
depunerilor.
Figura 1. Schema convenţională pentru epurarea apei uzate
5. Tehnologia SBR (Sequencial Batch Reactor)
Reactorul cu funcţionare discontinuă secvenţială SBR este un sistem de epurare
biologică a apelor uzate ce vin de la comunităţi medii ca dimensiune şi se constituie din
rezervoare mari în care se realizează mai multe operaţii ale procesului de epurare.
Procesul se desfaşoară într-un mediu aerob sub acţiunea bacteriilor nitrificatoare,
Nitrosomomas şi Nitrobacter, ce descompun moleculele de azot şi fosfor reducându-le
toxicitatea.
Aceste cantităţi uriaşe împiedică emisarul să facă faţă prin procesul de autoepurare,
reducând doar o parte din poluanţi, ce conduc la dezechilibrele ecosistemelor acvatice,
respectiv alterarea calităţii apei.
Procesul de epurare care se desfăşoară în SBR este comandat de un calculator de proces
PLC (Programmable Logic Controller), urmând un program bine stabilit.
6. Exemple de reactoare tip SBR
Din punct de vedere legislativ, valorile limită de încărcare cu poluanţi ai apelor uzate
industriale şi urbane, după epurarea lor, sunt precizate în NTPA 011/2002 “Normativ
pentru stabilirea limitelor de încărcare cu poluanţi ai apelor uzate industriale şi
urbane la evacuarea în receptori naturali”.
Figura 2. Exemple de reactoare tip SBR
7. 1. Faza de
umplere
2. Faza de
reacţie
3. Faza de
decantare
4. Faza de
evacuare a
apei epurate
5. Faza de
evacuare a
nămolului în
exces
Cele 5 faze care alcătuiesc un ciclu de funcţionare al staţiei de epurare SBR, se pot
repeta de mai multe ori în decursul unei zile.
Procesul de epurare
Procesul de epurare are un caracter ciclic, fiecare ciclu se bazează pe
principiul umplere-golire ce presupune 5 faze:
9. În această Lucrare de Diplomă propun proiectarea staţiei de epurare de mică capacitate
cu reactore de tip SBR care va deservi o localitate cu un număr de 3000 locuitori
echivalenţi (L.E).
Pentru realizarea modelului numeric s-a utilizat programul de calcul Microsoft Excel şi
software AutoCAD 3D Map.
Breviarul de calcul tehnologic de proces a fost întocmit pe baza formulelor specifice de
calcul pentru fiecare parametru în parte, urmărind debitul de apă uzată ce rezultă de la 3000
de locuitori.
Dimensionarea echipamentelor staţiei de epurare SBR este un alt paramentru foarte
important deoarece aceasta trebuie sa fie în concordanţă cu debitul de apă ce urmează să
ajungă în reactor.
Studiu de caz. Proiectarea unei staţii de epurare
cu reactoare biologice de tip SBR
11. Cantităţile de poluanţi influenţi comparativ cu
cantităţile de poluanţi efluenţi
-50 50 150 250 350 450
CBO₅
CCO-Cr
MTS
NT
mg/l
Cantităţi de poluanţi efluente Cantităţi de poluanţi influente
Figura 3. Reprezentarea grafică a cantităţilor de poluanţi influenţi comparativ cu cantităţile de poluanţi efluenţi
12. Gradul de epurare necesar
Analizând valorile gradului de epurare pentru fiecăre poluant, se poate
observa cu claritate necesitate utilizării unei tehnologii biologice de epurare.
Gradul de epurare necesar reprezintă eficienţa ce trebuie realizată obligatoriu
de către staţia de epurare pentru reţinerea unui anumit poluant.
15. Concluzii
Problema epurării apei a devenit o provocare pentru orice inginer şi proiectant angajat să
satisfacă cele două părţi, partea economică şi partea managerială.
Chiar dacă nu exista activitate industrială în aceste localităţi, cantităţile uriaşe de azot şi
fosfor sunt principlele substanţe poluante ce se gasesc în exces, venite din gospodării şi
agricultură îngreunând procesul natural de autoepurare.
Sistemul de control SBR este mai complex faţă de un sistem convenţional cu nămol
activat şi include comutatoare automate, robinete automate şi alte instrumente care
ordonează şi temporizează diferite operaţii, prin urmare nu necesită un numar mare de
angajaţi.
Necesitatea proiectării acestei staţii este evidentă din rezultatele calculelor efectuate,
valorile uriaşe de poluanţi din apele uzate depăşind cu mult limitele impuse de
normativele aflate în vigoare.
16. Bibliografie
Dima M., Dinu I., Ciocan D., Ciocan C., 2013. Bazale proiectării staţiilor de epurare.
Editura Alma group media, Cluj Napoca.
Ianuli, S., (2002) – Optimizarea instalaţiilor pentru nitrificarea şi denitrificarea apelor
uzate, (teză de doctorat) UTC Bucuresti.
https://www.youtube.com/watch?v=FLVWaPUekrs
http://www.cotidianul.ro/biotehnologii-pentru-epurarea-avansata-a-apelor-uzate-161534/
http://www.aquamundus.ro/.pdf
http://www.upg-ploiesti.ro/fisiere/1669/apa_poluare_depoluare.pdf
http://www.khasmgroup.ro/Despre%20epurare.html
*** Situaţia în România a apelor uzate urbane şi a nămolului provenit din staţiile de epurare,
Broşură pentru public, Bucureşti, decembrie 2012
*** NTPA-001/2002: Normativ privind stabilirea limitelor de încărcare cu poluanţi a apelor
uzate industriale si orăşeneşti la evacuarea în receptorii naturali, publicat în Monitorul
Oficial, Partea I nr. 187 din 20 martie 2002;