Utilajele instalatiei pentru realizarea tehnologiei de tratarea a apelor uzate

Bazinele cu namol activ sunt constructii in care epurarea biologica aeroba a apei areloc in prezenta unui amestec de namol si apa uzata, agitat in permanenta si aerat. Epurarea apei in aceste bazine poate fi asemuita cu autoepurarea care se produce in apele de suprafata; in bazinele cu namol activ insa in afara de agitarea si aerarea amestecului, se realizeaza si accelerarea procesului de epurare, ca urmare a maririi cantitatii de namol prin trimiterea in bazine a namolului de recirculare. Influentul cu continut de impuritati organice este pus in contact intr-un bazin cu namol activ cu cultura de microorganisme care consuma impuritatile degradabile biologic din apa uzata. Apa epurata se separa apoi gravitational de namol activ in decantorul secundar. O parte din namolul activ, separat in decantorul secundar este recirculata in bazinul de aerare, iar alta parte este evacuata ca namol in exces in decantorul primar in asa fel incat in bazinele de aerare se mentine o concentratie relativ constanta de namol activ; in bazinul de aerare cultura de microorganisme este mentinuta in conditii de aerare printr-un aport permanent de aer sau oxigen.

Bazinele de aerare pneumatica. Aerarea pneumatica se caracteri­zeaza prin introducerea de bule de aer in apa. Acestea sunt, tinind seama de marimea lor, de trei categorii: bule fine, bule mijlocii, bule mari. Bulele fine sunt obtinute prin distributia aerului prin difuzori porosi. Bulele mijlocii rezulta din distributia aerului prin conducte prevazute cu orificii a caror diametru este cuprins intre 1 si 5 mm, fiind asezate la distante mai mici de 5 mm unele de altele. Bulele mari sunt rezultatul distributiei aerului prin conducte sau placi gaurite, cu deschiderea gau­rii de peste 5 mm. Deci, dupa modul de obtinere a bulelor, bazinele de aerare pot fi cu difuzori porosi si cu conducte gaurite. Cu toate ca difuzorii porosi au o buna capacitate de transfer al oxigenului si asigura o agitare corespunzatoare, au marele dezavantaj ca se colmateaza cu deosebita usurinta. Pentru a micsora gradul de colmatare, aerul utilizat este filtrat inainte de a fi trecut prin difuzorii porosi. Exista trei tipuri de echipament pentru filtrarea aerului: filtre vascoase, filtre uscate, electrofiltre.

Filtrele vascoase constau din perdele de site metalice, de sticla, lana sau alte materiale, imbibate cu ulei sau cu alt material vascos adeziv. Ele au capacitatea de a retine particulele de praf cu dia­metrul mai mare de 10

Filtrele uscate folosesc pentru retinerea suspensiilor tesa­turi din: fibre de sticla, bumbac, lana sau alte materiale. Retin particule mai fine de 10

Electrofiltrele retin particulele pina la 0,5. Sunt deo­sebit de eficace si au o mare productivitate, intrucit opun o rezistenta mica la trecerea aerului.

Bazinele cu aerare mecanica. Aerarea mecanica este un procedeu tehnic prin care se pune in contact apa uzata, namolul activ si aerul atmosferic in urma unei amestecari mecanice intense.Dupa felul in care se introduce aerul in continutul bazinului de aerare, aeratoarele mecanice sint de trei categorii: cu perii sau palete (cu ax orizontal); cu aspiratie; cu rotor (cu ax vertical).

Bazinele de aerare alimentate cu oxigen pur. In cazul acestor bazine, oxigenul necesar proceselor biologice este furnizat direct de la o insta­latie de obtinerea oxigenului.

Principalul avantaj al bazinelor alimentate cu oxigen pur consta in faptul ca oxigenul necesar procesului de epurare este mai ieftin decit cel furnizat prin procedee clasice.

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.

1. Alegerea, descrierea si regimul de funcționare a utilajelor dimensionate

Deznisipatoarele se prezinta sub forma unor bazine speciale din beton armat unde sunt retinute suspensiile granulare sub forma de particule discrete care sedimenteaza, indepedent unele de altele, cu o viteza constanta. In compozitia acestor depuneri predomina particulele de origine minerala, in special nisipuri antrenate de apele de canalizare de pe suprafata centrelor poluante. Necesitatea tehnologica a deznisipatoarelor in cadrul unei statii de epurare este justificata de protectia instalatiilor mecanice in miscare impotriva actiunii abrazive a nisipului, de reducerea volumelor utile ale rezervoarelor de fermentare a namolului organic ocupate cu acest material inert, precum si pentru a evita formarea de depuneri pe conductele sau pe canalele de legatura care pot modifica regimul hidraulic al influentului. Deznisipatoarele sunt bazine care se folosesc pentru separarea din apele uzate a particulelor minerale mai mari 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. 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

Decantoarele primare sunt bazine deschise in care se separa substantele insolubile mai mici de 0.2 mm care in majoritatea lor, se prezinta sub forma de particule floculente, precum si substantele usoare care plutesc la suprafata apei. In functie de gradul necesar de epurare a apelor uzate, procesul de decantare este folosit, fie in scopul prelucrarii preliminare a acestora inaintea epurarii lor in treapta biologica, fie ca procedeu de epurare finala, daca in conformitate cu conditiile sanitare locale se impune numai separarea suspensiilor din apele uzate.

Decantoarele secundare constitue o parte componenta importanta a treptei de epurare biologica; ele au drept scop sa retina namolul, materiile solide in suspensie separabile prin decantare. Namolul din decantoarele secundare are un continut mare de apa, este puternic floculat, este usor si intra repede in descompunere; daca ramane un timp mai indelungat in decantoarele secundare, bulele mici de azot, care se formeaza prin procesul chimic de reductie, il aduc la suprafata si astfel nu mai poate fi evaluat.

Gratarele si sitele, conformSTAS 12431/86, se prevad la toate statiile de epurare, indiferent de sistemul de canalizare adoptat si indiferent de procedeul de intrare a apei in statia de epurare. Scopul gratarelor este de a retine corpurile plutitoare si suspensiile mari din apele uzate (crengi si alte bucati de material plastic, de lemn, materiale moarte, legume, carpe si diferite corpuri aduse prin plutire) pentru a proteja mecanismele si utilajele din statia de epurare si pentru a reduce pericolul de colmatare a canalelor de legatura dintre obiectele statiei de epurare. In general, se construiesc sub forma unor panouri metalice plane sau curbe in interiorul carora se sudeaza bare de otel paralele prin care sunt trecute apele uzate. In cazul unor debite mari de ape uzate, gratarele se considera ca sunt prevazute cu sisteme de curgere mecanica cu o inclinare de 45 – 95⁰C. Aceste gratare sunt amplasate in camere speciale care prezinta o supralargire a canalului din amonte sub un unghi de raportare de 90⁰ pentru a se evita formarea de curenti turbionari. Pentru evitarea colmatarii este prevazut un canal de ocolire (by - pass) care asigura evacuarea apelor uzate fara a inunda camera gratarelor si zonele din vecinatatea lor. Barele cele mai frecvent folosite sunt cele de sectiune dreptunghiulara (10x40mm sau 8x60mm), dimensiunea minima fiind asezata normal pe directia de parcurgere a apei. Pentru a reduce marimea pierderilor hidraulice la trecerea apei prin gratar, se recomanda rotunjirea muchiilor barelor. Inune;lesituatii se poate accepta solutia cu bare cu sectiune rotunda care, sub aspect hidraulic, prezinta rezistente minime, in schimb sunt dificile de curatat in timpul exploatarii. Gratarele rare indeplinesc, de obicei, rolul de protectie a gratarelor dese importiva corpurilor mari plutitoare. Distanta intre barele acestui gratar variaza in limitele 50-100mm. Gratarele dese prezinta deschiderile dintre bare de 16-20 mm, cand curatirea lor este manuala, si de 25-60 mm, cand curatirea lor este mecanica. Cele din fata statiilor de pomapare a apelor uzate brute au interspatiile de 50-150 mm. Gratarele cu curatire manuala se utilizeaza numai la statiile de epurare mici cu debite pana la 0,1 , care deservesc maximum 15 000 locuitori. Curatirea se face cu greble, cangi, lopeti, etc., iar pentru usurarea exploatarii se vor prevedea platforme de lucru la nivelul partii superioare a gratarului, latimea minima a acestora fiind de 0,8 m. Avand in vedere variatiile mari de debite ce se inregistreaza in perioadele ploioase sau uscate de-a lungul unui an, exploatarea va fi mult usurata daca se prevad 2 panouri de gratare aferente debitelor respective.

Gratarul cu curatire mecanica constituie solutia aplicata la statiile de epuarare ce deservesc peste 15 000 locuitori, deoarce, in afara de faptul ca elimina necesitatea unui personal de deservire continua, aigura conditii bune de curgere a apei prin interspatiile gratarului fara a exista riscul aparitiei mirosurilor neplacute in zona. Spre deosebire de gratarele cu curatire manuala unde nu se prevad panouri gratare de rezerva,la cele cu curatire mecanica este necesar sa se prevada minimum un gratar de rezerva. Curatirea gratarului este realizata de cele mai multe ori cu grable macanice care se deplaseaza prin deschizaturile barelor gratarului prin intermediul unor lanturi sau cabluri.

Latimea gratarelor este limitata, ceea ce presupune adoptarea de mai multe compartimente in camera gratarelor. Fiecare compartiment va fi prevazut cu stavile de inchidere pentru a permite repararea gratarelor si a mecanismelor de curatire. In cazul cand depunerile retinute pe gratare depasesc cantitatea de 0,1 , iar procedeul de curatire este macanizat, se vor pervedea obligatoriu utilaje pentru tocarea (faramitarea) acestor depuneri. In afara de gratarele plane,se pot folosi si gratare curbe cu curatire mecanica, care se compun dintr-un schelet matalic incastrat in beton, prevezut cu doua greble care curate, prin intermitenta,gratarul.

Distanta dintre barele panoului se considera de 16 mm, iar viteza apei printre bare variaza intre 0,8 si 1,1m/s.

Dimensionarea gratarului se face in functie de debitul apei uzate, de marimea interspatiilor adoptate intre barele gratarului si de latimea barelor metalice din care se executa panouri-gratar. Se va avea in vedere ca viteza apei prin gratar, din conditia de a nu se antrena depunerile prin interspatiile gratarului, san u depaseasca 0,7 m/s la debitul zilnic mediu si de maximum 1,2 m/s pentru debitul orar maxim.

In amonte de gratar, limita maximaa vitezei este 0,4 m/s la dibitul minim al apelor uzate, iar limita maxima este de 0,9 m/s corespunzatoare debitelor maxime si a celor pe timp de ploaie (aceste limite de viteze nu vor permite depunerea materiilor in suspensie pe radierul camerei gratarului).

Dimensionarea tehnologica a utilajelor

Calculul de dimensionare al gratarelor

Dimensionarea gratarelor pentru statia de epurare se face tinand cont de urmatoarele date:

Orasul pentru care este proiectata aceasta statie de epurare are o populatie de 40.000 locuitori, sistemul de canalizare este unitar, clima temperat continentala.

Debitele care sosesc in statia de epurare, prin reteaua de canalizare sunt urmatoarele:

Debitul zilnic maxim Q_{zi max} = 290[l/s] ;

Debitul zilnic mediu Q_{zi med} = 250[l/s ];

Debitul orar maxim Q_{u o max} = 350[l/s] ;

Debitul orar minim Q_{u o min} = m Q_{zi max} = 0,02 290 24 = 140[l/s], unde m este procentul minim orar din debitul zilnic maxim .

Proiectarea gratarelor implica stabilirea unor conditii corespunzatoare de curgere a apei in camera gratarului, precum si determinarea dimensiunilor constructive ale camerei. Debitele de dimensionare si de verificare Q_c, respectiv Q_v sunt redate in tabelul 4.

Dimensionarea tehnologica a utilajelor

2.1. Calculul de dimensionare al gratarelor

Dimensionarea gratarelor pentru statia de epurare se face tinand cont de urmatoarele date:

Orasul pentru care este proiectata aceasta statie de epurare are o populatie de 40.000 locuitori, sistemul de canalizare este unitar, clima temperat continentala.

Debitele care sosesc in statia de epurare, prin reteaua de canalizare sunt urmatoarele:

Debitul zilnic maxim Q_{zi max} = 290[l/s] ;

Debitul zilnic mediu Q_{zi med} = 250[l/s ];

Debitul orar maxim Q_{u o max} = 350[l/s] ;

Debitul orar minim Q_{u o min} = m Q_{zi max} = 0,02 290 24 = 140[l/s], unde m este procentul minim orar din debitul zilnic maxim .

Proiectarea gratarelor implica stabilirea unor conditii corespunzatoare de curgere a apei in camera gratarului, precum si determinarea dimensiunilor constructive ale camerei. Debitele de dimensionare si de verificare Q_c, respectiv Q_v sunt redate in tabelul 4.

Tabelul.4.1 Debite hidraulice de dimensionare si verificare

ale obiectelor din statia de epurare.

a)      Initialele s si u arata ca apele uzate provin dintr-o retea dimensionata in sistem separativ respectiv unitar.

b)      Q_u este debitul de calcul pentru sistemul unitar, in care sunt incluse diferite categorii de ape uzate, de suprafata si subterane, Q_s este debitul de calcul pentru sistemul separativ, in care sunt incluse toate categoriile de ape.

Gratarele se dimensioneaza la 2Q_{u o max} deci, [dm³/s]. Se proiecteaza doua gratare dese cu curatire mecanica, cu inclinarea fata de orizontala de 75[°]; latimea interspatiilor dintre bare se ia b = 20 [mm], iar latimea barelor de sectiune dreptunghiulara cu colturile amonte rotunjite s=10 [mm] (β = 1,83). Fiecare gratar va prelucra un debit Q_{u o max} = 350 [dm³/s], respectiv Q _{u o min} = 70 [dm³/s].

Viteza amonte gratarului V_a, respectiv viteza in partea amonte camerei gratarului, trebuie mentinuta intre anumite limite pentru a obtine o buna exploatare a acestora. Viteaza trebuie sa fie suficient de mare pentru a impiedica depunerea materiilor in suspensie mari si a corpurilor din apa uzata, iar pe de alta parte nu prea mare pentru a produce dislocarea depunerilor de pe gratar. In acest sens, Fair – Geyer recomanda ca viteza in amonte V_a = 0,40 . 0,75[m/s]; pentru debite maxime si cele din timp de ploaie, viteza amonte poate creste la V_a = 0,90[m/s], pentru a antrena nisipul adus de apa uzata care are tendinta de a se depune in amonte de gratar.

Viteza printre interspatiile gratarului V_g trebuie sa fie maxim 0,70[m/s] la debitul zilnic mediu si maxim 1,00[m/s] la debitul maxim.

Pierderile de sarcina prin gratar trebuie sa ramana intotdeauna intre anumite limite, acestea variind cu cantitatea si natura depunerilor acumulate pe gratar.

Pierderea de sarcina se calculeaza cu relatia lui Kirschmer:

h = pierderea de sarcina prin gratar [m];

β = coeficientul de forma al barelor, se alege intre 2,42 pentru sectiune dreptunghiulara, si 1,79 pentru sectiune sferica;

s = latimea barelor [m]

b = latimea interspatiilor dintre bare [m];

V_a = viteaza apei in amonte de gratar [m/s];

= unghiul pe care-l face gratarul cu suprafata.

Chiar in perioadele cand gratarul este puternic colmatat, pierderea de sarcina nu trebuie sa depaseasca 0,75[m], printr-o curatire regulata, ea trebuie tinuta sub aceasta valoare. Pentru gratarele cu curatire manuala trebuie sa se tina seama in calcule de o pierdere de sarcina minima de 15[cm], ceea ce necesita o atenta supraveghere din partea personalului de exploatare. Pentru gratarele cu curatire mecanica pierderea de sarcina poate fi tinuta aproape constanta prin automatizarea dispozitivului de curatire. Pentru o buna functionare a gratarului, radierul camerei gratarului are o panta de cel putin 0,001.

Latimea camerei gratarului se stabileste astfel :

;

B_c                  = latimea camerei gratarului [m];

= suma latimilor interspatiilor dintre bare [m];

C          = latimea pieselor de prindere a gratarului in peretii camerei [m]; se ia intre 0,25 si 0,3 [m];

Q_c                 = debitul de calcul [l/s]

V_{g max}        = viteza maxima a apei prin gratar [m/s];

h_max            = adancimea maxima a apei in fata gratarului, corespunzatoare vitezei si debitului maxim [m].

Latimile uzuale ale camerei gratarului dupa normele germane sunt: 50; 60; 80; 100; 125; 160; 180; 225; 250, primele valori fiind folosite numai pentru gratare cu curatire manuala.

Sectiunea amonte a camerei gratarului. Conditia de baza este:

V_a = 0,4 . 0,9[m/s].

Se ia o inaltime maxima de apa, un h _max, si cu acesta se determina latimea camerei B_c si se verifica conditia de viteza.

h_max = 0,35[mm], si B_c= 2[m], viteza fiind de 0,9[m/s] .

Pentru gratarul ales, latimea camerei este :

.

Pe aceasta latime vor exista un numar de 55 bare0,01[m]+56 interspatii0,22 [m]+2 spatii pentru piesele de prindere0,165 = 2[m].

Raza hidraulica a camerei este:

Luand o panta pentru camera gratarului dupa calculele anterioare, viteza apei in amonte de gratar este:

unde .

In concluzie, viteza stabilita indeplineste conditia de baza.

La debitul minim, _{u o min} si la viteza minima V_a

se obtine o inaltime de apa minima h _min, pentru stabilirea careia se determina in prealabil valoarea razei hidraulice ; ; se determina apoi valoarea h_min din ecuatia si .

Viteza apei prin interspatiile gratarului V_g

Conditia de baza este .

Pentru debitul orar maxim de 350 [dm ³/s] rezulta:

_{g max}

Pentru debitul minim (_{u o min} ),

;

V_{g min} .

Vitezele obtinute se incadreaza in limitele admise.

Pierderea de sarcina prin gratar:

.

Pentru calculele necesare profilului tehnologic al apei, se va considera o pierdere de sarcina de 15[cm].

Cantitatea de retineri pe gratar depinde de latimea interspatiilor, sistemul de canalizare, provenienta apelor uzate industriale, etc. In tabelul 4 sunt prezentate cantitatile medii de retineri pe gratare, ele putand ajunge la valori de 5 ori mai mari.

Tabelul.4.2. Cantitati de retineri pe gratare.

Analizele facute asupra retinerilor au aratat ca umiditatea acestora este de 80[%], restul reprezentand substante solide. Substantele minerale reprezinta cca. 13[%], iar cele organice 87[%]. Greutatea specifica a depunerilor este de 750[kg/m³].

Conform tabelului 4, cantitatea de retineri este:

Greutatea depunerilor este:

Fig. 4.14.Dimensionarea gratarelor din statia de epurare

2.2. Calculul de dimensionare al deznisipatorului

Debitele de calcul si de verificare in procedeul separativ sunt debitul orar maxim, respectiv debitul orar minim, iar in procedeul unitar de doua ori debitul orar maxim, respectiv debitul orar minim. La dimensionarea deznisipatoarelor orizontale vitezele de miscare a apei pe verticala V_s si de miscare a apei pe orizontala V_o sunt de o mare importanta.

In ceea ce priveste viteza de sedimentare, tabelul 5 furnizeaza valorile corespunzatoare diametrului particulelor de forma sferica pentru temperaturi ale apei de 10[°C] intr-un bazin cu apa in repaus.

Tabelul 4.3. Vitezele de sedimentare V_s [cm/s] in functie de diametrul particulelor [mm]

In general, proiectarea deznisipatoarelor se bazeaza pe premisa retinerii particulelor de nisip, cu dimensiuni mai mari de 0,20-0,25[mm] pana la dimensiuni de maxim 1[mm]. S-a constatat ca daca 50[%] din particule sau mai mult au dimensiuni mai mici de 0,21[mm] eficienta deznisipatorului scade. Viteza de miscare - de deplasare – a apei pe orizontala V_o trebuie discutata in paralel cu viteza de antrenare a suspensiilor de pe radierul deznisipatorului, numita viteza critica V_cr. Viteza orizontala trebuie sa fie mai mica sau egala cu viteza critica, la care apa uzata antreneaza suspensiile depuse pe radierul bazinului. Vitezele critice, care pot fi in calcule ca viteze orizontale, stabilite de Camp si Shiels in [cm/s] sunt date in tabelul 6.

Tabelul Vitezele critice V_cr [cm/s] in functie

de diametrul particulelor [mm]

Se recomanda a se utiliza in calcule drept viteza orizontala maxima V_o=0,30[m/s] pentru debitul orar maxim, si viteza minima 0,05[m/s] pentru debitul orar minim.

Sectiunea transversala A_tr a deznisipatoarelor:

A_tr =

Q_c = debitul de calcul al deznisipatorului;

V_o = viteza orizontala stabilita anterior.

Sectiunea orizontala A_o a deznisipatorului rezulta din impartirea debitului de calcul la viteza de sedimentare; pentru a tine seama de curentii care se formeaza in deznisipator, aceasta trebuie marita, in care scop se inmulteste cu un coeficient :

A_o .

Coeficientul se calculeaza din figura 4.15.

Fig. 4.15. Coeficienti de corectie pentru dimensionarea deznisipatoarelor

Lungimea deznisipatorului L:

t = timpul de ramanere a apei in deznisipator;

Timpii de ramanere a apei in deznisipator de 30 - 50[s] si chiar de 90[s] trebuie avuti in vedere la proiectare. Imhoff – Fair recomanda ca latimile compartimentelor sa fie de pana la 5,00[m], lungimile de 12,00 – 36,00[m], iar raportul dintre lungime si latime sa fie cuprins intre 10 si 15. In general, adancimile deznisipatoarelor variaza intre 0,50 si 2,50[m], ajungand uneori chiar pana la 3,00[m] si mai mult, in acestea fiind inclusa si inaltimea volumului de nisip, la deznisipatoarele cu curatire manuala; se recomanda totusi ca adancimile sa nu depaseasca 1,00 – 1,50[m], pentru a nu rezulta lungimi prea mari. Numarul minim al compartimentelor trebuie sa fie cel putin doua, exploatarea lor urmand sa fie facuta periodic – alternativ; proiectarea unui singur compartiment implica prevederea unui canal de by-pass pentru timp de ploaie. Daca deznisipatorul epureaza apele uzate provenite dintr-un sistem separativ, el poate fu curatit manual; daca epureaza ape provenite dintr-un sistem unitar, se recomanda sa fie prevazut cu curatire mecanica. In ceea ce priveste pierdere de sarcina, in general, este minima (sub 6 [cm]) in deznisipatoarele de dimensiuni mici, unde nu sunt prevazute dispozitive pentru mentinerea vitezei constante. Radierul deznisipatoarelor se aseaza mai jos ca al canalului de intrare a apei cu 15 - 45[cm]; el trebuie sa fie orizontal, fara denivelari, in care s-ar putea acumula substantele floculente. In camera de racordare a gratarelor cu deznisipatorul viteza orizontala nu trebuie sa coboare sub 0,40[m/s] pentru debitul orar minim. Cantitatea de nisip care poate fi colectata in deznisipator depinde de felul, suprafata si intretinerea pavajului, conditii climaterice, intensitatea ploilor, etc. Normativele recomanda a se lua in calcule, pentru sistemul de canalizare unitar, cantitati de nisip de 0,015 – 0,020[dm³/om zi] si pentru procedeul separativ, 0,005 – 0,01[dm³/om zi]. Dispozitivele pentru mentinerea vitezei constanta la variatii de debit, sunt de tipul canalelor cu sectiune ingustata Venturi sau Parshall. Debitul Q care trece printr-un deznisipator a carui sectiune transversala este o parabola, este in functie de inaltimea h a apei in deznisipator:

unde k si n sunt constante.

Pentru mentinerea vitezei constanta, latimea b a deznisipatorului trebuie aleasa astfel incat:

Aceasta conditie este satisfacuta cand:        b = .

Pentru n = , rezulta:                         b = = .

Ecuatia parabolei este, deci:                          ;

unde p este parametrul parabolei.

Se alege latimea B a canalului Venturi in functie de debit (0,6; 0,8; 1,00 . ) si se stabileste raportul de similitudine α_e ca fiind raportul dintre latimea canalului in natura si latimea canalului in model. Se alege apoi coeficientul de strangulare in functie de debit:

_b ;

din care rezulta b, latimea canalului in zona strangulata.

Din ecuatiile cunoscute:

h_natura = α_eh_model;

Q_natura = (α_e)^5/2Q_model,

Rezulta Q_model, si cu acesta rezulta h_{aval model} si h_{amonte model}. Se calculeaza apoi h_natura amonte si aval.

In continuare cu urmatoarele ecuatii se stabilesc celelalte dimensiuni ale canalului strangulat:

; C_E = B ; R₁ = ; R₂ = 1.66 R_1; C_D = B; C_F = B.

Debitmetrul Venturi trebuie amplasat pe un canal, in aliniament, care in amonte trebuie sa aiba o lungime de 6,00 – 16,00[m], iar in aval 10,00 – 15,00[m].

Calculul deznisipatorului

Se dimensioneaza deznisipatorul orizontal cu curatire mecanica la care se cunosc: dimensiunea granulelor 0,2[mm] si gradul de indepartare al suspensiilor 85[%].

Debitul de dimensionare al deznisipatorului este:

Q_c = 2 Q_{o max} = 2 350 = 700 [dm³/s]

Se proiecteaza 3 compartimente cu sectiune parabolica, care vor trebui sa prelucreze fiecare un debit de 233[dm³/s].

Sectiunea transversala A_tr deznisipatorului este:    A_tr =

Pentru o viteza orizontala de 0,19[m/s], conform tabelului 2.5, corespunzatoare dimensiunii granulelor de 0,2[mm], deci:

Daca se ia inaltimea parabolei h₀ =1.10m, latimea parabolei este:

Sectiunea orizontala, lungimea si timpul de traversare se determina pentru dimensiunea granulelor de0,20[mm], raportul V_s/V'_s = 1,90.

;

Lungimea deznisipatorului:              

Timpul de traversare:                      

. Volumul unui compartiment este:

V₀ =1,22 14,80 =18,06[m³].

Volumul de nisip colectat:

V_n = 50 000 [loc]6[dm³/loc an] = 300[m³/an]

= 2ph₀.

Pentru determinarea parametrului p se dau pentru b si h₀ valori limita, pentru b = 1,66[m], iar pentru h₀ = 1,10[m]; rezulta:

= 2p 1,10 si p = 0,30.

Ecuatia parabolei, va fi :

= 2 0,30 h₀,

dand diferite valori pentru b si h₀ se poate trasa parabola.

Se proiecteaza un singur canal Venturi cu radier orizontal pentru toate trei compartimentele. Se alege latimea canalului B = 0,80[m]. Raportul de similitudine:

α ;

coeficientul de strangulare este:     ; b = 0,40 0,80 = 0,32[m].