Elemente de inginerie tehnologica pentru tratarea apelor uzate - schema bloc de epurare mecano – biologica

Diferentierea metodelor de epurare ale apelor uzate menajere se face in mod curent dupa natura fenomenelor principale pe care se bazeaza operatiile in prima grupa adica in epurarea apelor uzate, independent de fenomenele care se produc la prelucrarea substantelor retinute, spre deosebire de apele uzate ale diferitelor industrii, la care scopul principal al epurarii este recuperarea substantelor valorificabile.

1. Varianta tehnologica adoptata

Pentru epurarea apelor uzate s-a ales o schema tehnologica alcatuita din doua trepte de epurare: una mecanica si cea de-a doua treapta biologica.

Procedeele de epurare mecano – biologica se bazeaza pe actiunea comuna a proceselor mecanice, chimice si bilogice si pot avea loc in conditii naturale (campuri de irigare si de filtrare, iazuri biologice etc.) sau in conditii artificiale prin filtrare biologica (filtre biologice de mica sau mare incarcare, filtre biologice scufundate, filtre turn, aerofiltre) sau in bazine de aerare cu namol activ de mica sau mare incarcare, cu aerare normla sau prelungita.

Constructiile si instalatiile in care se realizeaza procesele biochimice de epurare biologica alcatuiesc treapta secundara a statiei de epurare, avand drept scop final retinerea materiilor solide in solutii si in special a celor organice. Namolul produs in treapta biologica este retinut prin decantare, in decantoare secundare, numite si bazine clarificatoare. In aceasta treapta de epurare sunt necesare, dat fiind complexitatea proceselor, unele constructii si instalatii de deservire (pentru producerea si introducerea artificiala a aerului, statii de pompare si conducte pentru transportul si distributia namolului activ etc.).

In conditiile functionarii normale a treptei de epurare primare si secundare, eficienta acestora exprimata prin gradul de epurare realizat in ceea ce priveste materrile organice si a materiilor in suspensie, separabile prin decantare, poate fi apreciat la 75 – 92%.

Epurarea mecano – bilogica naturala constituie o solutie obisnuita pentru numeroase statii de mica capacitate, deoarece in acest scop se poate folosi emisar ternul din apropiere sau depresiunea de teren fara apa, in loc sa se construiasca un canal lung pana la receptor. In acest scop, se aplica tehnica de infiltrare subterana (puturi absorbante sau campuri de filtrare) si de irigare subterana. Puturile absorbante (utilizate tot mai rar) constituie o solutie admisibila numai cand terenul este permeabil si nu afecteaza calitatea apei freatice care se gaseste la mare adancime. De obicei aceste epurari necesita pompari; statia de pompare se monteaza inainte sau dupa fosa septica.

Dezavantajul principal al acestui procedeu de epurare mecano – biologica naturala il constituie necesitatea scoaterii din circuitul agricol al unor suprafete mari de teren care in cazul localitatilor mici sunt greu de obtinut.

Epurarea mecano – biologica artificiala se realizeaza in filtre biologice si bazine de aerare cu namol activ. Filtrele biologice sunt preferate bazinelor de aerare deoarece sunt mai simplu de realizat si rezista la socuri hidraulice. Se folosesc filtre obisnuite de mica incarcare , filtre biologice cu discuri, filtre bilogice scufundate, transee filtrante etc. in ceea ce priveste bazinele de aerare cu namol activ, utilizarea lor comporta deci gratare, decantoare, bazine de aerare, decantoare scundare, spatii pentru fermentare si platforme de uscare a namolurilor. In general, se prefera bzinele pentru oxidarea totala, bazinele combinate, santurile de oxidare etc.

Fig. 1. Schema bloc de epurare mecano – biologica

Fig. 2. Schema de flux tehnologic a unei stații de epurare

Apa uzata 1.1. Descrierea procesului tehnologic

va fi tratata intr-o statie de epurare care cuprinde doua etape tehnologice: tratarea mecanica si tratarea biologica.

A.     Tratarea mecanica are urmatoarea solutie constructiva:

deznisipator – separator de grasimi

bazin de egalizare – omogenizare si pompare

B.     Tratarea biologica se realizeaza utilizandu-se urmatoarele dispozitive:

instalatia automatizata de deshidratare in saci

bazinele de aerare cu:

tanc de hidroliza

tanc de nitrificare – denitrificare heterotrofa

tanc de nitrificare autotrofa

camera de coagulare

tanc de sedimentare secundara

unitate de dozare polielectrolit

instalatie de aerare cu patru compresoare

instalatie de dezinfectie cu ultraviolete.

Apa limpezita si tratata biologic este utilizata si ca apa tehnologica de spalare nisip si platforme in statia de epurare, prin intermediul unei pompe montate in caminul de evacuare efluent, cat si pentru cei doi hidranti proiectati pe linia de spalare.

Apele uzate necesita o epurare pentru a putea fi deversate in mediul inconjurator, respectiv in receptor. Gradul necesar de epurare este de cca. 79,04% pentru materiile solide in suspensie, 91,27% pentru consumul biochimic de oxigen la cinci zile CBO5, 92,72% pentru azot amoniacal, 78,16% pentru azotul total TKN si de 82,53% pentru fosforul total TP. Deci, statia de epurare pe langa indepartarea unor poluanti clasici ca MTS (materii solide in suspensie) si CBO5, trebuie sa realizeze si reducerea amoniului, azotului si fosforului, precum si a bacteriilor patogene existente in apele uzate.

1.2. Treapta mecanica

Gratare

Gratarele se utilizeaza si ca mijloace de protectie pentru partile mobile ale echipamentelor mecanice, cum ar fi rotoare de turbopompe, sertare de robinete, site, precum si pentru vietuitoarele care cad in apa si pot fi omorate. In general gratarele sunt formate din bare

paralele, echidistante, prinse rigid pe suporti transversali, astfel incat lasa intre ele spatii libere denumite lumina.

Mentinerea corpurilor lipite pe gratar si evitarea antrenarii lor printre barele acestuia se realizeaza printr-o viteza reala de trecere a apei prin gratar superioara valorii de 0,8[m/s]. De regula, viteza medie de trecere intre barele gratarului se alege in gama 0,8 - 1[m/sec] valoare care se pot majora la debite maxime pana la 1,2 – 1,4[m/s]. Este de remarcat ca o miscare hidraulica lenta nu asigura retinerea pe bare a materialelor si ca adoptarea vitezelor mici se face numai la prizele de apa la care captarea se realizeaza prin gratare dispuse paralel cu sensul curgerii apei, astfel ca pentru a fi captata, apa face un unghi de 90°. In acest caz, viteza care se adopta in fata gratarului este de 0,075 – 0,1[m/s], astfel incat sa se evite antrenarea murdariilor, a zaiului si a debitelor solide in priza, acestea continuandu-si curgerea in aval datorita vitezei apei de suprafata. De asemenea, viteza mica de captare permite pestilor sa se indeparteze de gratar. Aceste gratare se aseaza la fata, fara nici o retragere, ca sa se evite formarea unor depuneri.

Pentru statiile de epurare la care retinerile sunt in cantitati mari, circa 4 . .10 [dm³/locuitor si an], se prevad gratare cu curatire mecanica. Exceptie fac statiile de epurare mici la care curatirea poate fi efectuata manual, precum si statiile mijlocii la care gratarele rare sunt dispuse ca protectie in amonte de gratarele medii sau dese prevazute cu curatire mecanica. Retinerile de pe gratare sunt tratate astazi ca reziduuri (gunoi). Pana nu demult aceste retineri erau scoase din apa, faramitate cu ajutorul dezintegratoarelor si apoi reintroduse in circuit, in amonte de gratar. Actualmente, s-a renuntat la aceasta solutie din cauza maselor plastice care produc perturbatii in exploatare pe circuitele de namol (decantor primar, ingrosator de namol) si in special, la recircularea externa a namolului la metantancuri. Totodata, prelucrarea si reintroducerea in apa uzata a unor murdarii ce au fost o data extrase, reprezinta un consum de energie nejustificat economic.

Gratare cu curatire manuala.

Gratarele cu curatire manuala sunt de tip plan dispuse fata de orizontala, inclinat la 60 . 75[°], pentru a putea fi usor curatite manual cu ajutorul unei greble. Curatirea manuala se face de pe o pasarela care, in multe cazuri, se afla la nivelul terenului.

Fig. 3. Gratar plan cu curatire manuala

1 – umplutura din beton; 2 – bara LT 60 x 8; 3 – traversa; 4 - pasarela

Intrucat deasupra nivelului apei din colectoarele de canalizare, in care se aduna retinerile de pe gratare, se afla gaze, mai grele decat aerul si lipsite de oxigen, e absolut necesar ca lucratorul aflat pe pasarela, in pozitie de curatire, (aplecat) sa aiba capul deasupra nivelului terenului. Adancimea maxima admisa intre pasarela si partea inferioara a gratarului este de 3 [m].

Gratar curb cu curatire mecanica

Gratarul curb cu curatire mecanica, se utilizeaza doar pentru adancimi mici de canal. Barele gratarului sunt dispuse in sectiunea planului vertical dupa un arc de cerc de cca. 90[°]. Curatirea se efectueaza cu una, doua greble montate la extremitatea unor brate ce se rotesc in jurul unui arbore orizontal, dispus perpendicular pe directia de curgere a apei. Pentru evacuarea retinerilor colectate de grebla, se adopta mai multe solutii: una are curatitorul articulat la cadru si prevazut cu amortizoare pneumatice, gen pompa de umflat cauciucuri, care elimina socul la caderea curatitorului dupa descarcarea greblei. Alta cu contragreutati la capatul unor brate scurte prinse solidar de curatitor, ceea ce permite pendularea si amortizarea caderii. Ultima solutie are curatitorul fixat de bratele greblei si comandat de o greutate printr-un mecanism similar celui biela manivela; pozitia in spatiu a bratului greblei, pe de o parte, si tendinta greutatii sa coboare sub punctul de articulatie al parghiei, pe de alta, conduc la miscarea de curatire.

Document online: Laborator DEEA - determinarea parametrilor amplificatoarelor operationale prin masuratori Document online: Circuit integrat LM317

Fig. Gratar curb cu curatire mecanica.

cadru; 2-gratar; 3-grebla; 4-curatitor grebla; 5-mecanism antrenare.

Descarcarea depunerilor se face, in general printr-un plan inclinat oscilant pe o banda transportoare dispusa transversal pe canal. Gratarul radial care in esenta este un gratar curb, cu arborele de curatire vertical, nu se mai utilizeaza, pentru ca curatirea se facea sub apa, retinerile fiind apoi conduse la dezintegrator.

Depunerile de pe gratar sunt indepartate de obicei o data pe zi, insa in perioadele cu debite mai mari (pe timp de ploaie) se recomanda supravegherea continua si indepartarea lor mai dese. De pe gratarele mai dese, depunerile sunt indepartate de 2-5 ori pe zi. Daca depunerile sunt indepartate mecanic, mecanismul trebuie sa intre in functiune des, chiar continuu, pentru a nu se produce infundari consistente, care ar putea duce la bloca

Flotatia. Separatoare de grasimi.

Flotatia este procesul de epurare a apelor uzate ce are drept scop indepartarea din apele uzate orasenesti a uleiurilor, grasimilor, si in general a tuturor substantelor mai usoare decat apa, care se ridica la suprafata acesteia in zonele linistite si cu viteze orizontale mici ale apei. Flotatia se realizeaza in bazine numite de flotatie, sau separatoare de grasimi sau uleiuri. Separatoarele de grasimi sunt amplasate dupa deznisipatoare, daca reteaua de canalizare a fost construita in sistem unitar, si dupa gratare cand reteaua a fost construita in sistem separativ, si cand din schema lipseste deznisipatorul. Pentru epurarea apelor uzate industriale, flotatia este folosita in multe cazuri, in special cand apele provin din industria petroliera, miniera, alimentara, etc. Separatoarele de grasimi se prevad in cazul in care apele uzate au o concentratie mai mare de 150[mg/dm³] de substante grase extractibile in eter de petrol, care nu sunt separabile la suprafata apei si posibil de evacuat in mod obisnuit prin dispozitive de raclare la suprafata a decantoarelor. Separatoarele de grasimi se prevad obligatoriu cand treapta mecanica este urmata de o treapta biologica.

Procesul de flotatie depinde de natura particulelor ce trebuie indepartate din apa. Din acest punct de vedere se deosebesc particule mai grele decat apa (de exemplu sterilul din apele uzate provenite de la prelucrarea minereurilor) si particule mai usoare decat apa (grasimi, uleiuri, etc.). Pentru a ajuta procesul de flotatie si in acelasi timp pentru a impiedica depunerea pe radierul bazinelor de flotatie a substantelor sedimentabile, se adauga aer in cazul particulelor grele, cat si a celor usoare. Pentru particulele grele, procesul de flotatie este ajutat si de folosirea unor asa numiti agenti de flotatie sau spumanti.

Pentru particulele usoare se pot folosi urmatoarele procedee:

flotatia naturala, in cadrul careia, in bazine deschise de flotatie, apa uzata miscandu-se cu viteza mica ajuta la ridicarea la suprafata a particulelor usoare;

flotatia cu aer de joasa presiune (0,5- 0,7 at.), realizata de asemenea in bazine deschise de flotatie, aerul ajutand flotatia in sensul celor mentionate mai sus;

flotatia sub presiune, realizata in bazine inchise in care se introduce aer sub presiune mai mare decat presiunea atmosferica, care prin destindere brusca antreneaza particulele care trebuie indepartate din apa;

flotatia sub vid, consta in saturarea apei cu aer si apoi introducerea ei intr-un bazin inchis cu presiune redusa, ceea ce conduce la degajarea de aer sub forma de bule care antreneaza la suprafata particulele in suspensie.

Pentru apele uzate orasenesti, ca si pentru cele menajere, se foloseste procedeul de flotatie naturala si cel de flotatie cu aer. S-a constatat ca se poate creste substantial eficienta flotarii daca o data cu aerul se introduce si clor gazos. Pentru apele uzate industriale ce contin substante mai grele sau mai usoare decat apa se aplica toate procedeele mentionate. Aerarea apei uzate in bazine de flotatie combina avantajele preaerarii cu cele ale separarii particulelor usoare din apa. La iesirea din aceste bazine apa uzata este proaspata; hidrogenul sulfurat si alte gaze de descompunere au fost eliminate din acesta si s-a produs si o oarecare floculare a substantelor coloidale. Uleiurile, grasimile si celelalte substante colectate din separatoarele de grasimi folosite pentru epurarea apelor uzate orasenesti nu sunt recuperabile pentru ca sunt foarte poluate. Daca predomina grasimile organice, ele sunt pompate in bazine de fermentare unde fermenteaza cu celelalte materii organice, adaugarea grasimilor producand o cantitate sporita de gaz cu o mare valoare calorica. Daca grasimile minerale predomina, se prefera incinerarea sau arderea lor, deoarece fermenteaza greu.

Bazine de flotatie.

In fig. 5 este reprezentat un separator clasic de grasimi, folosit pentru epurarea apelor uzate orasenesti. Aerul comprimat, dupa cum rezulta din figura, este insuflat prin radierul bazinului prin intermediul unor placi poroase. Pentru a limita agitarea apei din bazin datorita insuflarii aerului, partea centrala este separata de partile laterale prin doi pereti verticali. In compartimentele laterale, unde lichidul s-a linistit, se produce separarea particulelor usoare. Pentru trecerea particulelor usoare din compartimentul central in compartimentele laterale, peretii despartitori au o serie de deschideri, la nivelul apei.

Materiile solide in suspensie separabile prin decantare care au fost antrenate in compartimentele laterale, cad pe peretii inclinati ai acestora si de aici pe radier.

Fig. 5. Separator de grasimi clasic

Grasimile care se acumuleaza la partea superioara a compartimentelor laterale, impreuna cu o mica cantitate de apa, sunt evacuate prin rigola de grasime intr-un put de colectare lateral, de unde sunt periodic pompate pentru fermentare sau ardere. In ceea ce priveste apa uzata, ea este evacuata printr-o conducta cu panta mare si diametru mic, care pleaca de la partea inferioara a bazinului. Datorita vitezei mari ce se realizeaza pe conducta de evacuare, se antreneaza toate materiile solide depuse pe radierul bazinului. Aici, la fel ca si in alte instalatii pentru epurarea apelor, datorita insuflarii aerului, pe de o parte, iar pe de alta parte, datorita miscarii pe orizontala a apei, se creeaza un curent in spirala care ajuta la separarea grasimilor. Pentru captarea substantelor separabile se practica numeroase sisteme. In acest sens, se folosesc conducte gaurite, asezate transversal directiei de curgere a apei, scufundate partial sub nivelul apei, care pot fi reglate (scufundate) pe verticala, in functie de cantitatea de grasimi din apa. Un al sistem este acela al plutitorilor, care sustin unul sau mai multe jgheaburi ce capteaza grasimile si care apoi printr-o conducta de cauciuc flexibila ajung in putul de colectare. La separatoarele cu insuflare de aer, una din defectiunile curente este colmatarea placilor poroase, ceea ce face ca aerul sa nu mai fie uniform distribuit in bazin. In asemenea situatii separatorul trebuie oprit si schimbate sau curatite placile poroase de depuneri. Aceasta defectiune se constata prin aceea ca la suprafata apei, in anumite zone, apa este mai putin agitata. O alta defectiune consta in blocarea dispozitivelor de manevra a jgheaburilor sau a conductelor gaurite de colectare a grasimilor; deoarece blocarea s-a produs datorita necuratirii la timp a lor, trebuie procedat in consecinta. La unele deznisipatoare jgheaburile de colectare a grasimilor sunt asezate pe niste plutitori reglabili, astfel incat muchia deversoare poate fi scufundata in functie de cantitatea de apa cu grasimi care se doreste a fi evacuata. Si la aceste tipuri de instalatii, defectiunile (submersia mai mare sau mai mica) de datoreaza fie unor blocari a conductei flexibile de legatura cu putul de colectare a grasimilor, fie depunerilor care se formeaza in jgheaburi. Cu toate ca aceasta instalatie ar trebui sa functioneze automat, totusi o supraveghere a ei ar fi indicata.

Sedimentarea

Depunerile de pe fundul bazinelor provin din separarea amestecului solid – lichid, denumit suspensie, prin sedimentarea fazei solide cu o densitate superioara, sub actiunea fortelor gravitationale. Depunerea, un reziduu ce poarta si denumirea de precipitat, se afla in amestec cu starea lichida si formeaza namolul. Lichidul limpede, ce rezulta din sedimentare se numeste decantat. Sedimentarea este influentata de urmatoarele elemente:

concentratia si structura fazei solide;

viteza de sedimentare;

durata sedimentarii;

curba de sedimentare;

tendinta de aglomerare;

utilizarea de coagulanti si floculanti

Pentru nisipuri s-au stabilit viteze de sedimentare, in functie de diametrul particulelor solide si de vitezele orizontale din decantor. Pentru celelalte suspensii, si in special in cazul apei de consum, este necesara efectuarea in mod continuu de analize de laborator din cauza variatiei in timp a caracteristicilor suspensiei.

Evacuarea depunerilor din basa Depunerile, sunt in general, colectate intr-o basa, ce reprezinta o zona mai adanca din bazinul de sedimentare, destinate acumularii in vederea evacuarii periodice. Colectarea in basa a depunerilor se realizeaza natural datorita pantelor ce se adopta la radierul bazinului, sau prin utilizarea unui transport prin raclare, caz in care radierul este orizontal.

Evacuarea prin pompare. In cazul in care nu se asigura o evacuare gravitationala, indepartarea namolului din basa se efectueaza prin pompare. Pompa este instalata inecat, direct in basa, sau intr-o camera uscata amplasata langa aceasta. Utilizarea pompelor centrifuge se face atunci cand namolul nu este abraziv. In cazul nisipului puternic abraziv ce distruge in timp scurt pompa, se utilizeaza alte sisteme de pompare, hidroelevatoare, elevatoare pneumatice, etc. In cazul decantoarelor secundare, pompele se monteaza si pe podul raclor, in vederea evacuarii rapide a namolului, in scopul reducerii timpului nearat.

Evacuarea cu hidroelevator. Nisipul depus in camerele de sedimentare ale statiilor de pompare de la captarea apelor de consum este evacuat cu ajutorul hidroelevatoarelor. Fluidul activ de lucru este apa provenita de la statia de pompare, cand presiunea acesteia este suficienta, iar in caz contrar, se utilizeaza o pompa speciala, de obicei multietajata, care sa asigure parametrii necesari hidroelevatorului. In fig. 7 se prezinta schematic evacuarea cu ajutorul hidroelevatorului.

Fig. 6. Evacuarea cu hidroelevator

1- racord pentru apa sub presiune; 2- racord refulare; 3- hidroelevator cu jet inelar; 4- dispozitiv pentru reglarea duzei inelare; 5- robinet de separatie; 6- inel din teava, cu duze pentru barbotare.

Evacuarea cu elevator pneumatic. La deznisipatoarele statiilor de epurare inaltimea apei este mica astfel ca se recomanda folosirea elevatoarelor pneumatice ce utilizeaza aer de joasa presiune. Sistemul prezinta avantajul ca nu mareste cantitatea de apa evacuata odata cu nisipul. In afara de deznisipare, evacuarea cu elevator pneumatic se utilizeaza si la decantoarele secundare asigurand in acelasi timp si o aerare a namolului activ, precum si in cazul recuperarilor de reactivi datorita reducerii cantitatii de apa din namolul extras.Camera de lucru se va amplasa la adancimea maxima de 4[m] pentru a se putea utiliza aerul furnizat de suflante, la care presiunea maxima este 0,5 [bar].

Deznisipatoare

Deznisipatoarele sunt bazine care se folosesc pentru separarea din apele uzate a particulelor minerale mai mari decat 0,2 mm si considerate a fi neputrescibile. In realitate, pe langa substantele minerale, in deznisipatoare se retin si cantitati reduse de substante organice; de aceea nisipul retinut este nociv si trebuie tratat ca atare. Deznisipatoarele se clasifica dupa directia de curgere a apei in: orizontale, verticale si cu deschideri de fund

Deznisipatoare orizontale

Aceste deznisipatoare se construiesc cu cel putin doua compartimente, ambele fiind active. Caracteristica principala a deznisipatoarelor orizontale consta in aceea ca miscarea apei in acestea se face pe orizontala. Forma lor in plan este in cele mai multe cazuri dreptunghiulara.

Nisipul extras prin orice metoda se transporta la platformele pentru uscare sau se depoziteaza direct in depresiuni ale solului servind la umplerea acestora. Nisipul uscat mai poate fi folosit pentru completarea stratului drenant al platformelor pentru deshidratarea namolurilor sau in constructii, la pavaje etc.

Transportul nisipului la platformele de uscare sau la locurile de depozitare si utilizare se poate face hidraulic (cu folosirea hidroelevatoarelor sau hidromonitoarelor) sau uscat (cu benzi de transport, vagonete decovil sau autocamioane).

Pentru debite mici sunt folosite deznisipatoarele cu curatire manuala. El are doua compartimente separabile prin stavilare, care au la partea inferioara un dren comandat de o vana, nisipul depus este evacuat periodic, manual, dupa ce in prealabil s-a scos din functiune compartimentul respectiv si s-a evacuat apa prin intermediul drenajului. Apa rezultata de la golirea deznisipatorului este trimisa inapoi in statie. In sectiune transversala, fiecare compartiment are forma dreptunghiulara si pentru debite ceva mai mari – trapezoidala.

Deznisipatoare verticale

Acestea sunt, in general, mai putin utilizate in statiile de epurare a apelor uzate deoarece necesita adancimi de constructie mari, in timp ce eficienta lor este adeseori inferioara deznisipatoarelor orizontale.

Deznisipatoarele verticale asigura colectarea depunerilor in basa in timp ce tipurile orizontale creeaza conditiile hidrodinamice ca depunerea sa se faca pe intreaga lungime a acestora.

Transportul nisipului de pe fundul deznisipatorului

Intrucat nisipul se depune in deznisipator de-a lungul acestuia, in functie de granulatie cu particulele mari catre amonte, in principiu se utilizeaza transportul cu raclete dinspre aval spre amonte la o basa urmand ca din aceasta sa fie evacuat la exterior.

Lant cu racleti. Acesta constituie unul din tipurile de echipamente destinat transportului nisipului de pe fundul deznisipatoarelor catre o basa din amonte, si consta dintr-o serie de racleti asezate pe unul sau doua lanturi (fig. 8). Racletile sunt in general din lemn, si deci, in caz de nevoie se pot repara sau inlocui, fara demontarea intregului sistem, atunci cand acestea se afla la suprafata, la partea superioara. Fiecare compartiment este echipat cu o linie proprie de curatire .

Fig. 7. Lant cu racleti

a - sectiune longitudinala; b - sectiune transversala pentru echipament cu un lant;

c- sectiune transversala pentru echipament cu doua lanturi;

1-racleta; 2- lant; 3- lagar; 4- roata de lant.

Pod mobil cu racleti. Deznisipatorul are drept echipament un pod mobil, sub forma de platforma, care incaleca toate compartimentele. In dreptul fiecarui compartiment se afla cate un raclete la extremitatea unei tije. In cursa activa, din aval spre amonte, racletii se afla coborate si curata deznisipatorul, descarcand depunerile in basa din amonte. In cursa pasiva, racletii sunt scosi afara din apa (fig. 9).

Fig. 8. Pod mobil cu racleti

Actionarea racletilor se face in mai multe feluri:

a)      cu cabluri, prin existenta unui mecanism central si a cate unei tobe pentru cablu in dreptul fiecarui raclete;

b)      hidraulic, prin existenta unui electromotor care misca racletii;

c)      prin contragreutate comandata de came fixate pe compartiment la capetele aval si amonte.

Variantele a si b necesita mecanisme de actionare ale racletilor, pe cand varianta c utilizeaza chiar mecanismul de deplasare, fiind mai convenabil, dar mai dificil de realizat; sistemul este aplicat in tara.

Evacuarea din basa a nisipului uscat.

Evacuarea pe plan inclinat cu racleti cu lant. In fig. 9. se prezinta un dispozitiv de evacuare cu racleti a nisipului din deznisipator. Racletii apasa pe planul inclinat si impiedica scaparea nisipului, in timp ce apa, care nu este antrenata, se scurge inapoi. Apa care revine in deznisipator contine si substante organice, asa ca nisipul este relativ curat si se poate descarca intr-un container. Viteza liniara a lantului cu racleti este de 0,05 . 0,1[m/s].

Fig. 9. Evacuarea pe plan inclinat cu racleti cu lant

Evacuarea pe plan inclinat cu racleti cu excentric. La acest echipament evacuarea nisipului se face prin racleti pasitori, in mod similar cu modul de curatire a fundului, cu diferenta ca aceasta se produce pe un plan inclinat, de panta redusa, ceea ce conduce la lungimi mari. Din acest motiv, de obicei, se combina operatiunile de transport si evacuare prin racleti pasitori.

Pod mobil pentru evacuarea nisipului de pe fundul deznisipatoare-lor. In aceasta categorie intra echipamentele care absorb direct nisipul cu apa de pe fundul deznisipatorului si-l aduc deasupra nivelului terenului pentru a fi deshidratat si indepartat, in loc ca operatia sa se faca in doua faze (cu doua echipamente) una de transport catre basa si a doua etapa de evacuare. Pentru efectuarea acestei operatii se utilizeaza o platforma mobila care incaleca toate compartimentele deznisipatorului. Aceasta executa o miscare alternativa, de tip du-te – vino, ruland cu roti pe sine metalice. Platforma este prevazuta cu dispozitive de evacuare pentru fiecare compartiment. Mecanismele pentru deplasarea platformei se calculeaza pentru invingerea rezistentei de rulare datorita greutatii proprii, a vantului si a incercarilor accidentale. Rezistenta de deplasare a dispozitivelor de curatire este foarte mica putand sa nu fie luata in calculul general.

Alimentarea cu energie electrica se face printr-un cablu flexibil care fie ca este suspendat de carucioare cu roti sustinute pe un cablu din otel, fie ca se infasoara pe un tambur aflat pe platforma. Tamburul este actionat prin resort, ca in cazul macaralelor, sau electric, solutie cu fiabilitate mai mare utilizata in tara noastra. Comenzile sunt in general manuale.

Pod mobil cu pompa. Podul mobil cu pompa reprezinta o solutie mai veche care prevede fie o pompa pentru toate compartimentele, fie cate o pompa pentru fiecare compartiment, amplasate pe un pod mobil. De regula, pompa refuleaza pe o rigola dispusa paralel cu deznisipatorul. Se utilizeaza o pompa volumica, cu diafragma, care este auto-aspiranta si se uzeaza mai putin la nisip. Prin faptul ca exploatarea este discontinua, solutia cere atentie deosebita iarna cand exista pericol de inghet.

Pod mobil cu hidroelevator. Podul mobil cu hidroelevator este, de asemenea, o solutie mai veche (fig. 11), care a aparut ca necesara pentru inlocuirea pompei din cauza uzurii acesteia. In acest caz, platforma este prevazuta cu o pompa de apa cu aspiratia prin sorb cu clapeta, pentru a putea fi amorsata. Aspiratia pompei se face de la un nivel superior, unde probabilitatea de antrenare a nisipului este redusa.

Fig. 10. Pod mobil cu hidroelevator pentru deznisipator

1 — hidroelevator; 2 — racord de refulare; 3 — apa sub presiune;

— pompa pentru apa curata sub presiune; 5 — teava de aspiratie;

sorb cu clapeta; 7—platforma sudata, cu roti, pe sine.

Cand platforma ajunge la capat de cursa se opreste pompa, iar nisipul colectat in decantor, cu o cantitate mai mica de apa se evacueaza. Fiecare compartiment al deznisipatorului este echipat cu hidroelevator. Solutia este astazi depasita intrucat prezinta o exploatare greoaie pe timp de iarna, precum si datorita manevrelor care trebuie efectuate la fiecare curatire.

Decantoare.

Dupa directia de curgere a apei si dupa alcatuirea lor tehnologica, se deosebesc:

decantoare orizontale longitudinale;

decantoare orizontale radiale;

decantoare verticale (circulare sau patrate in sectiune transversala).

Dupa modul de indepartare a depunerilor, se deosebesc:

decantoare cu curatire manuala;

decantoare cu sisteme de curatire mecanica;

decantoare cu sisteme de curatire hidraulica.

Dupa amplasarea lor in statia de epurare, se deosebesc:

decantoare primare, amplasate inainte de instalatiile de epurare biologica si care au

drept scop retinerea materiilor in suspensie din apele brute;

decantoare secundare, amplasate dupa instalatiile de epurare biologica si care au drept

scop retinerea namolurilor biologice, rezultate in urma epurarii in instalatiile biologice.

Uneori, in special inainte decantoarelor primare, se practica coagularea suspensiilor din apa, ceea ce conduce la realizarea unei decantari mai eficiente si la reducerea volumului de decantare.

Decantoare radiale

In figura 11. se arata un decantor radial. Accesul apei se face printr-o conducta care trece pe sub decantor si debuseaza apoi in centrul lui, sub nivelul apei. Distributia apei se realizeaza printr-un perete metalic deflector circular si care obliga apa sa patrunda in bazin pe la partea inferioara a peretelui. Evacuarea apei se face printr-o rigola periferica, prevazuta cu un deversor reglabil avand muchia in forma de dinti de ferastrau. Evacuarea namolului se realizeaza prin intermediul unei conducte, care functioneaza sub presiune hidrostatica. Antrenarea namolului de pe radier si impingerea lui in palnia de namol este realizata de un pod raclor. Tot pe acest pod raclor este prins si un brat metalic, avand o lungime egala cu un sfert de diametru, care antreneaza grasimile si le impinge catre periferie, unde se opresc in peretele semiinecat, ce impiedica grasimile sa intre in rigola de colectare.

Grasimile sunt antrenate catre o conducta basculanta, asezata paralel cu jgheabul, intr-o intrerupere a acestuia. Conducta basculanta are o fanta orizontala asezata astfel incat atunci cand podul raclor cu dispozitivul de basculare a conductei nu se gaseste in dreptul ei, fanta se gaseste deasupra apei. Cand podul raclor ajunge in dreptul ei se produce bascularea, fanta coboara sub nivelul apei si antreneaza grasimile aduse de bratul metalic, legat la podul raclor. Grasimile ajung apoi printr-o conducta in bazinul de colectare a grasimilor, asezat alaturi de decantor.

Fig. 11. Decantor radial

Evacuarea namolului se face printr-o conducta care porneste din palnia de namol si ajunge intr-un camin cu vana. Un motor electric antreneaza podul raclor; acesta se sprijina la centru pe un esafod metalic, iar la periferie pe doua roti dotate cu bandaje de poliuretan, care circula pe peretele bazinului. Podul raclor este prevazut cu o serie de brate, care au la partea de jos niste palete reglabile care conduc namolul catre palnia de namol. Pentru un contact mai bun intre palete si peretele radierul bazinului, acestea au prevazute la partea de contact cu radierul niste benzi de cauciuc. Pentru curatirea peretilor este prevazuta o perie metalica in contact permanent cu peretii, antrenata de podul raclor.

Capatul conductei de aductiune este asezat de obicei la o adancime de 20–30[cm] sub nivelul apei; muchia de jos a deflectorului cilindric de la intrare se gaseste la nivelul partii inferioare a peretelui exterior al decantorului; unele tratate recomanda adancimi de 0,90 -1,80[m] sub nivelul apei. Diametrul deflectorului circular reprezinta 10-20[%] din diametrul decantorului. La unele decantoare rigola de colectare a apei decantate este asezata la 1,00-2,00[m] distanta de peretele decantorului; in asemenea cazuri accesul apei in rigola se face prin latura dinspre perete, unde se afla si deversorul reglabil. Peretii semiinecati sunt asezati la distante de 0,3 – 0,4[m] de deversorul de colectare a apei decantate; in cazul jgheabului asezat la distanta de perete este suficient sa se suprainalte peretele opus deversorului; adancimea de cufundare a peretilor semiinecati este de obicei de 0,30[m] sub nivelul apei. Viteza periferica a podului raclor variaza intre 10 si 60[mm/s], realizand 1-2 rotiri complete pe ora. Evacuarea namolului din decantoare se poate face intermitent sau continuu; pentru decantoarele secundare, evacuarea trebuie sa se faca intotdeauna continuu; evacuarea intermitenta sau continua a namolului se poate realiza gravitational, prin presiune hidrostatica sau pompare. Evacuarea intermitenta se realizeaza la intervale variind intre 0,5 si 6[h]. diametrul minim al conductelor de namol este 200[mm], iar viteza minima in acestea este de 0,70[ m/s].

Raclorul, dispozitivele de curatare a spumei, stavilarele si vanele trebuie controlate din punctul de vedere al functionarii, iar suprafata apei trebuie tinuta sub observatie. Namolul plutitor sau abundenta bulelor de gaz sunt indicii ca utilajul sau mersul epurarii sunt defectuoase. Decantoarele au eficienta cea mai mare cand debitul este distribuit egal tuturor bazinelor decantoare, si in acestea, pe toata suprafata, cat mai uniform. Aceasta se poate realiza numai daca deversoarele sunt orizontale, curate, fara depuneri sau vegetatie acvatica. Daca distributia apei in decantor se face prin pereti gauriti sau deflectoare, curatirea acestora trebuie sa fie de asemenea facuta la timp. Dispozitivele de evacuare a spumei trebuie reglate din timp in timp pentru a evita antrenarea si a unei cantitati de apa prea mari. Daca nu sunt prevazute dispozitive de evacuare a spumei, evacuarea acesteia trebuie sa se faca manual, cu scule construite in consecinta de catre personalul de exploatare a statiei.

Namolul acumulat in palniile de namol este evacuat prin conductele de descarcare in puturile de namol ale statiilor de pompare care il trimite, fie in bazinele de fermentare a namolului, fie inapoi in bazinele de namol activ, etc. Cateodata, namolul poate fi pompat direct din palniile de namol, pomparea fiind continua sau intermitenta. Fiecare pompa este recomandabil sa extraga namol de la o singura palnie sau put al statiei de pompare in acelasi timp. Daca pompa extrage in acelasi timp din mai multe palnii, diferentele de pierdere de sarcina din conducte, densitatea, vascozitatea si factorii de colmatare vor face ca dintr-o palnie colectoare sa fie pompat mai mult namol, iar din cealalta mai putin. Pomparea trebuie facuta de preferinta un timp scurt, la intervale egale si mai dese, decat pe perioade mai lungi la intervale neregulate.

In statiile mici, unde personalul supravegheaza statia cu intermitenta, namolul poate fi pompat numai o data sau de doua ori pe zi, in timp ce in statiile mari, unde exista personal toata ziua, namolul este bine sa fie pompat din ora in ora. O atentie deosebita trebuie data cantitatii de namol care se pompeaza, pentru a nu pompa si apa decantata. Se recomanda ca toate conductele de namol sa fie prevazute cu posibilitati de spalare, si in acest caz sa se procedeze la spalarea conductelor cel putin o data pe saptamana. Spalarea conductelor trebuie de asemenea sa se faca si in momentul in care se constata ca pomparea namolului merge greu. Odata cu spalarea conductelor trebuie sa se faca si spalarea pompelor. Pe pompele de namol trebuie instalate aparate de masurare a presiunii pentru a indica conditiile in care lucreaza pompa, cu ajutorul acestora putandu-se constata si o eventuala depunere de namol pe conducta de refulare.

Uneori, la suprafata apei, in decantoare se constata aparitia namolului plutitor, datorita unui inceput de fermentare a namolului in bazinul de decantare. Inceperea fermentarii namolului se datoreaza neevacuarii la timp a acestuia sau unor defectiuni de curatire, nu tot namolul din decantor fiind evacuat la timp, si in mod continuu. Namolul este adus la suprafata de gazele de fermentare. In asemenea situatii decantorul trebuie scos din functiune, golit, si verificate cauzele neindepartarii complete a namolului, respectiv trebuie facute remedierile necesare. De cele mai multe ori se constata ca principala cauza este insuficienta curatire a namolului de pe lamele raclorului.

Alteori se constata ca namolul din palnia de namol nu poate fi evacuat gravitational, prin conducta de descarcare. Aceasta deficienta poate fi datorata fie continutului mare de nisip, argile sau alte materiale grele sau usor compactabile, fie unor viteze mici pe conducta de descarcare. Deficienta poate fi remediata fie prin oprirea la locurile de producere a materialelor mentionate mai sus, fie prin rascolirea din timp in timp a namolului cu ajutorul aerului comprimat, fie prin schimbarea conductei de descarcare pentru a obtine pe ea o viteza corespunzatoare antrenarii depunerilor. La instalatii se constata ca lanturile sau lamele raclorului se rup, se degradeaza cu o frecventa mare. Aceasta deficienta se datoreaza incarcarii prea mari a acestuia, lamele impingand o cantitate prea mare de namol, sau acesta este prea consistent. Rezulta ca raclorul a fost subdimensionat si este necesara reproiectarea lui.

O deficienta mai rar intalnita, insa care poate aparea datorita incarcarii apelor uzate cu substante organice in cantitate mare si usor fermentabile, este aparitia in decantoare, in anumite perioade, a unei ape de culoare inchisa si urat mirositoare. In general, apele provenite de la fabricile de conserve, bere, textile, precum si apele de namol din bazinele de fermentare a namolului pot produce asemenea neplaceri, care provoaca fermentarea namolului din bazinul de decantare, si deranjeaza decantarea propriu - zisa. In scopul prevenirii acestor deficiente se procedeaza in primul rand la clorinarea apei pentru a intarzia fermentarea substantelor organice, sau se analizeaza posibilitatea preepurarii acestor substante. In ceea ce priveste apele de namol din bazinele de fermentare, se analizeaza cauzele care conduc la producerea de ape de namol de calitate inferioara, prelungindu-se eventual timpul de fermentare, se evacueaza apa de namol in iazuri de rezerva, sau in bazinele de namol activ, etc. Clorinarea poate fi folosita si pentru vegetatia acvatica care se dezvolta uneori in decantoare si in jgheaburile de colectare a apei decantate.

Curatitoare pentru decantoare

Curatitoarele pentru decantoare sunt denumite si racloare, fiind destinate indepartarii depunerilor de pe radier, precum si a transportarii materialelor colectate catre basa de evacuare, situata in amonte. Radierul decantoarelor longitudinale este orizontal, sau cu o panta de 1[%] catre basa de evacuare. In solutiile mai vechi, cand nu se folosea evacuarea mecanizata, decantoarele se executau cu fundul in panta mai mare; astazi, din cauza racloarelor, radierul trebuie sa fie orizontal. Avand in vedere ca radierul decantoarelor nu este perfect, precum si datorita faptului ca exista posibilitatea caderii in decantor a unor corpuri, aduse in multe cazuri de vant, este nevoie sa se asigure o oarecare elasticitate a lamei racloare, pentru evitarea blocajelor, apelandu-se de aceea, la lamele articulate.

Curatitoare pentru decantoare radiale. In general, decantoarele radiale au o forma circulara in plan orizontal, la care se racordeaza fundul inclinat cu o panta de 1/5 catre centru, unde se afla basa de colectare, denumita si conul central. Aceasta panta, reprezinta valoarea cea mai mare a unghiului de taluz natural solicitata de namoluri astfel incat acestea sa curga singure. In acest caz destinatia raclorului, utilizat ca echipament de curatire, este sa desprinda particulele de namol care adera la radier astfel incat curgerea naturala sa se efectueze fara rezistenta, in lungul dreptei de cea mai mare panta. De asemenea, cel putin in portiunea exterioara, lamele racloare conduc la viteze mai mari decat scurgerea naturala si astfel apare fenomenul de impingere si transport. Prin aceste ipoteze s-a reusit sa se obtina racloare mai usoare si cu putere instalata mai redusa. Daca la constructiile mai vechi, lama era fabricata dintr-o bucata, in zilele noastre, lama se executa din segmente, dispunerea lor facand ca scurgerea sa fie continua, ca si cum ar fi dintr-o bucata, asigurand transportul rapid al namolului organic.

In cazul namolului mineral, segmentele de lama nu mai sunt dispuse ca pentru o scurgere continua, ci la fiecare rotatie a raclorului, namolul trece de pe un element pe altul astfel incat sa se obtina o ingrosare a lui chiar pe radierul decantorului. In acest ultim caz este necesar sa se efectueze, pentru transportul unei particule de la periferie catre basa centrala, un numar de rotatii ale raclorului corespunzator numarului de segmente ale lamei. Deasupra basei centrale, decantorul radial are o constructie din beton care-i fixeaza centrul geometric. In centru se amplaseaza pivotul raclorului metalic.

Podul se compune dintr-o grinda metalica dispusa radial. In centrul decantorului grinda are un pivot cu un rulment, si cu inele colectoare pentru alimentarea cu energie electrica, iar la capatul opus, in dreptul peretelui cilindric al bazinul din beton, mecanismul de antrenare. Ca solutie moderna, partea superioara a peretelui cilindric este amenajata ca o cale de rulare. Mecanismul de antrenare este prevazut cu roti de rulare, avand fie bandaje masive din cauciuc sau material plastic, fie pneuri. O solutie neeconomica si depasita tehnic consta din utilizarea de roti metalice ce ruleaza pe sina metalica circulara.

a) Pod raclor pentru decantoare primare. In figura 12. se prezinta un pod raclor pentru decantoare primare. In acest caz, lamele sunt de asemenea segmentate, dar dispuse astfel incat scurgerea sa se faca continuu, pentru ca namolul organic sedimentat sa fie evacuat cat mai repede. Neformandu-se gheata, punctele de articulatie ale bratelor se afla la prinderea pe grinda principala, care practic este aceeasi ca si la decantoarele pentru apa de consum. Intrucat la decantorul primar se separa, prin flotatie naturala, spuma, de grinda principala a podului este agatata lama semiscufundata care, in miscarea de rotatie a raclorului, este impinsa spre periferie. De asemenea, tot de grinda principala este fixata si o lama pentru descarcarea spumei catre o palnie, dispusa intr-un punct fix la periferia decantorului. Palnia are un plan inclinat pe care se deplaseaza lama de descarcare.

b) Pod raclor pentru decantoare radiale secundare. Raclorul este similar sau chiar acelasi cu cel pentru decantor primar, fara insa a fi prevazut cu dispozitivele de transport si de evacuare a spumei. Avand in vedere ca raclorul transporta namolul activ si ca acesta trebuie sa se intoarca la regenerare in bazinele de aerare, timpul admis pentru stationare in decantor este de 45 . 50[min], la o antrenare cu o viteza periferica de 0,04[m/s]. Diametrul maxim adoptat pentru acest tip de decantor si raclor este de 25[m].

Fig. 12. Raclor pentru decantor primar radial

1 – pivot central; 2 – grinda radiala;

3 – grinda de capat cu mecanism de antrenare;

4 – lama racloare; 5 – lama de spuma; 6 – dispozitiv de evacuare a spumei;

7 – lama deversanta; 8 – perete semiscufundat; 9 – balustrada;

10 – tablou electric; 11 – ecran la corpul central

c) Pod raclor pentru decantoare cu recircularea namolului. In categoria decantoarelor accelerate intra si cele cu recircularea namolului. Acestea au drept scop, ca prin contactul cu apa bruta incarcata cu suspensii coagulate si namolul recirculat, sa formeze flocoane mari ce se decanteaza mai usor si permit incarcari de suprafata superioare, micsorand astfel dimensiunea in plan a decantoarelor.

Acest echipament, denumit impropriu raclor, indeplineste trei functii:

a) de amestecare a apei brute cu namolul recirculat de un agitator central cu opt brate;

b) de recirculare cu pompa de tip axial, cu turatii variabile si debit dat de suma debitului de apa bruta si de apa cu namol recirculat; la incarcari mari in suspensii a apei brute, nu mai este astfel necesara recircularea namolului (debitul recirculat fiind nul), debitul pompei se regleaza la debitul apei brute pentru ca sa se mentina sensul de curgere in decantor, iar la incarcari minime in suspensii a apei brute, pompa instalata central, vehiculand astfel de patru ori debitul;

c) de curatire; ca raclor, este de tip pod rotativ (antrenare periferica) si lame inclinate, articulate, care dirijeaza namolul raclat spre o basa inelara, deoarece centrul decantorului este ocupat de camera de floculare si de ingrosare; basa inelara avand diametrul mare se prevede ca namolul sa fie evacuat prin trei puncte dispuse la 120°; transportul namolului in basa se realizeaza cu ajutorul unei lopeti articulate, cu forma corespunzatoare sectiunii basei, ce este precedata de un scarificator (grebla cu dinti de otel lat sau teava, de lungime diferita, dupa forma trapezoidala a canalului), ambele antrenate in miscare de grinda principala. Pentru a se asigura si evacuarea unor debite de namol, raclorul are doua viteze de antrenare, una mai mica, normala, de 2,53[cm/s], si a doua dubla, ce se obtine prin motoare electrice, cu doua turatii. Cele trei conducte de evacuare a namolului sunt prevazute cu robinete actionate pneumatic, automat, in functie de pozitia lopetii si a cantitatii de namol.