apa si importanta apei in natura. potabilizarea apelor subterane

7/30/2019 Apa si importanta apei in natura. Potabilizarea apelor subterane

1/22

Cuprins

Introducere Apa i importana apei n natur ......................................................................................... 2

1 Capitolul I. Memoriu tehnic .................................................................................................................. 3

1.1 Principalele surse de ap .............................................................................................................. 3

1.2 Indicatori de calitate ai apei .......................................................................................................... 4

1.3 Proprietile fizice, chimice i biologice ale apei .......................................................................... 6

2 UZINA DE AP Nr.1 ............................................................................................................................... 8

2.1 Descriere general. Dotri proprii. Caracteristici tehnice. ........................................................... 8

2.2 Captarea ........................................................................................................................................ 9

2.3 Aduciunile .................................................................................................................................... 9

2.4 Aerarea apei ................................................................................................................................ 10

2.5 Filtrarea apei ............................................................................................................................... 10

2.5.1 Treapta I de filtrare (deferizarea) ....................................................................................... 11

2.5.2 Treapta a II-a de filtrare (demanganizarea) ........................................................................ 11

2.6 Staia de splare a filtrelor.......................................................................................................... 12

2.6.1 Staia de pompare si evacuare nmol................................................................................. 12

2.7 Dezinfecia apei........................................................................................................................... 13

2.8 Rezervoare de nmagazinare ....................................................................................................... 14

2.9 Staia de pompare....................................................................................................................... 14

2.10 Debitmetrie ................................................................................................................................. 15

2.11 Deferizare i demanganizare ...................................................................................................... 16

2.11.1 Oxidarea cu aer ................................................................................................................... 16

2.12 Sterilizarea sau dezinfecia apei .................................................................................................. 17

Sistem de alimentare cu ap Schema bloc............................................................................................ 19

3 Bilan de materiale.............................................................................................................................. 21

Bibliografie .................................................................................................................................................. 22


2/22

2

Introducere Apa i importana apei n natur

De-a-lungul istoriei omenirii, cantitatea si calitatea apei disponibile reprezint doi

factori vitali pentru starea de sntate a omului.

Apa reprezint rurile, lacurile, oceanele i apele subterane, dar i fenomenele care

determin distribuia i circulaia speciilor chimice n apele naturale. Reaciile chimice care

au loc n apele naturale i speciile chimice care se gsesc n ap sunt puternic influenate demediul nconjurtor n care acestea se gsesc. Astfel chimia apei care este n contact cu

atmosfera este diferit de cea a apei care se gsete la fundul unui lac, microorganismele

avnd un rol important n compoziia apelor.

Volumul total de ap pe Pmnt exist n cele 5 componente ale ciclului hidrologic:

97 % din volumul total de ap formeaz oceanele, o fraciune de 0,001% este sub form de

vapori n atmosfer (nori i precipitaii), 2,4 % este n stare solid sub form de ghea,

calote glaciare, zpad, 0,6 % este sub forma apelor de suprafa adic ape curgtoare,

lacuri, iazuri i n sfrit apele subterane localizaten acvifere. [1] Manahan, Stanley E.,

Environmental Science, Technology, and Chemistryin Environmental Chemistry, Boca Raton

CRC Press LLC, 2000

nveliul de ap formeaz hidrosfera care este n strns legtur cu litosfera, acea

parte a geosferei accesibil apei. Activitatea uman influeneaz puternic att hidrosfera ct

i litosfera prin aciuni cum ar fi: modificarea solului n urma transformrii punilor sau a

pdurilor n teren arabil sau aplicarea unei agriculturi intensive care reduce suprafaa

acoperit de vegetaie, o reducere a transpiraiei plantelor i n final la modificarea

microclimatului. Rezultatul este o intensificare a eroziunii solurilor, a scurgerilor de

materiale i n final o acumulare de nmol n ape. Nutrienii ajuni n apele de suprafa au o

influen puternic a caracteristicilor chimice i biologice ale acestora.

Apele utilizate de om sunt apele de suprafa i apele subterane care sunt destul de

diferite. In regiunile aride, sursa de ap este apa oceanului, o surs care probabil va deveni o

surs important de ap n condiiile n care proviziile de ap se reduc fa de cererea care

este n cretere i o alt surs de ape sunt apele saline i cele subterane.


3/22

3

1 Capitolul I. Memoriu tehnic

1.1 Principalele surse de apSursele de ap utilizate de om sunt apele de suprafa care se clasific n ape

stttoare (mri i oceane, lacuri) i ape curgtoare (izvor, pru, ru i fluviu). Lacurile sunt

naturale i artificiale, iar cursurile de ap pot fi naturale i regularizate sau construite

artificial (canale).

Principalele caracteristici ale apelor de suprafa sunt debitul i variaiile de debit la

apele curgtoare, temperatura, concentraia i natura substanelor dizolvate i a

substanelor aflate n suspensie i coninutul biologic i microbiologic. Orice form de ap

mpreun cu albia ei i organismele vii care triesc n ap formeaz un ecosistem distinct.

Apele de suprafa n comparaie cu apele subterane, sunt mai puin mineralizate,uor influenate de factori naturali i antropici, pot fi uor poluate, dar prezint i o

capacitate ridicat de a-i automenine calitatea.

Rurile sunt ecosisteme deschise ntre apele subterane i oceanul planetar a cror

flux de ap are un sens unic. De la izvoare spre vrsare, rul are o curgere turbulent care se

datoreaz variaiilor de pant, limii, adncimii albiei. Odat cu aceste modificri legate de

caracteristicile de curgere i de configuraia albiei variaz corespunztor i structura

biocenozelor. Variaia n spaiu i timp a albiei rului i a curgerii prezint o mare importan

pentru autoepurarea apei i de asemenea ofer diverse habitate n acelai ru contribuind la

biodiversitate.Lacurile sunt cele mai complexe ecosisteme din punctul de vedere al gradului de

troficitate i al potentialului energetic. Lacurile naturale sunt cu ap dulcei cu ap srat

(n zone aride, foste saline inundate, golfuri marine separate de mare). Unele lacuri sunt

alimentate de ruri sau praie / izvoare, iar altele sunt aparent alimentate numai de

precipitaii i eventual izvoare submerse. Unele lacuri au scurgere prin ruri sau chiar fluvii,

iar altele sunt lipsite de scurgere. Din punctul de vedere al compoziiei, lacurile sunt: dulcicu

o salinitate sub 0,3;salmastre cu o salinitate cuprins ntre 0,3 i 24,7;i srate cu o

salinitate de peste 24,7. [3] Shaw, B., Mechenich, C., Klessig, L., Understanding lake data,

G3582, RP-03/2004.

Lacurile sunt cel mai puternic afectate de activitile antropice datorit volumului

mic de ap de care dispun n comparaie cu mrile i oceanele i se caracterizeaz prin slabe

deplasri ale apelor n comparaie cu apele curgtoare. Fiind sisteme ecologice cvasinchise,

lacurile prezint o capacitate de autoepurare foarte redus.

Un fenomen caracteristic lacurilor este stratificarea acestora care influeneaz

negativ calitatea apelor. Astfel apa din stratul superior se nclzete i fiind mai uoar st la

suprafa. Lumina favorizeaz dezvoltarea algelor care produc oxigen, iar vntul produce

cureni care asigur amestecarea apei din stratul superficial i rezult o bun distribuie a


4/22

4

oxigenului dizolvat. n straturile profunde, fr cureni verticali, nu exist aport de oxigen,

iar n lipsa luminii nici nu se produce. n schimb din straturile superficiale ale lacului ajung

substane organice ("ploaia biologic") care coboar lent, n ore sau zile, spre fundul lacului.

n aceste straturi adnci, viaa este redus la forme simple cu metabolism anaerob, ceea ce

conduce la reducerea calitii apei. *3+Lacurile adnci se stratific n trei zone: epilimnion (stratul superficial) care

reprezint stratul de apa cald de la suprafaa apei (10 -12m), metalimnion (strat termoclin)

care reprezint orizontul de sub epilimnion unde nu se mai produce omogenizarea apei in

timpul verii i temperatura scade brusc i hipolimnioncare reprezint stratul profund la

nivelul cruia temperatura scade foarte lent.*3+

n lacurile din zone temperate, apare fenomenul de "turnover(inversare) care se

bazeaz pe variaia sezonier de temperaturi pe faptul c apa are cea mai mare densitate

la 40C, iar apa cea mai rece i cea mai cald sunt mai uoare. Apa din epilimnion se rcete

toamna treptat i cnd atinge o densitate mai mare ca cea din hipolimnion se las spre fundi deci apa se amestec. Dac lacul nghea, apa de la fundul lacului se menine la 40C i nu

nghea, iar stratul superficial este mai rece, sub stratul de ghea. Primvara, dac lacul a

fost ngheat, dup topirea gheii stratul superficial se nclzete i atinge nivelul de

densitate maxim, ceea ce produce lsarea spre fund i deci o a doua amestecare. Aparent

un lac care nghea, prin cele dou inversri, este mai favorabil vieii. n realitate stratul de

ghea are i efecte negative, reducnd sau anulnd aerarea i cantitatea de lumin solar

ce ptrunde n lac deci implicit producia de oxigen prin fotosintez i exist riscul de

apariie a condiiilor anoxice i reductoare.

Dac iarna lacul nghea la suprafa, inversarea se produce de dou ori pe an, iarlacul se numete dimictic. Dac nu apare nghe la suprafa, amestecarea are o dat pe an

i lacul este numit monomictic. Lacurile puin adnci pot fipolimictice, iar lacurile adnci din

zona tropical suntamictice, adic nu se produce amestecare. Exist i lacurile mecromictice

n care exist un amestec vertical incomplet.

1.2 Indicatori de calitate ai apeiApele naturale prezint o serie de proprieti care sunt definite de prezena

diverselor substanele existente n mod natural n ap i care sunt solide, lichide sau gazoase

i sunt dispersate n ap sub form de suspensie respectiv emulsie, sunt n stare coloidal

sau sunt dizolvate.

Substanele minerale dizolvate prezente n apele naturale sunt, n ordinea

descresctoare a concentraiei lor urmtoarele:

bicarbonai, carbonai, cloruri, sulfai de calciu, de sodiu, de magneziu ipotasiu. (concentraie cuprins ntre 1-1000ppm).

azot, fosfor, fier, mangan, siliciu, fluor (concentraie cuprins ntre 0,01-10ppm)


5/22

5

ali compui (concentraia de ordinul ppb-pri per billion) importani caindicatori ai polurii industriale cu efecte asupra biocenozelor acvatice.

Substanele minerale prezente n apele naturale provin din procesele de eroziune a

solului, de percolare a sedimentelor i de alterare a rocilor. Coninutul acestora este

modificat n urma proceselor metabolice i de transport hidrologic. Organismele acvaticeintervin direct asupra concentraiei compuilor din ap prin consumarea, transformarea sau

stocarea acestora n procesele metabolice sau indirect, prin modificarea concentraiei

compuilor care intervin n echilibrul acvatic. Activitatea metabolic a microorganismelor

prezente n ap modific pH-ul apei prin producerea i/sau consumarea de dioxid de

carbon; valoarea modificat apH-ului determinmai departe distribuia compuilor

carbonici, a fosfailor, a sulfurilor, a ionilor de fier si aluminiu, acizilor organici, precum i

modificarea valorilor de saturaie a compuilor precipitabili care se formeaz n timpul

reaciilor acid-baz.

Indicatorii utilizai pentru caracterizarea apelor sunt *1+:

duritatesuma concentraiilor de Ca2+i Mg 2+ exprimate n mg/L CaCO3 substane dizolvate (TDS)msura coninutului de substane anorganice i organice

prezente n ap sub form molecular, ionic, coloidal

-- turbiditatemsura coninutului de solide din ap sau lipsa de claritate; este datorat

materialelor suspendate (argile, materii organice, compui organici) i se determin pe baza

proprietii optice a luminii de a fi absorbit, reflectat sau dispersat i nu transmis prin

sau ntr-un lichid (1 grad de turbiditate=1 g SiO2 la m3ap)

carbon organic total(COT)concentraia de carbon legat n compui orgnici i sefolosete caindicator nespecific al calitii apei

consum chimic de oxigen (CCOCr sau CCOMn) - cantitatea de oxigen consumat de la unoxidant puternic pentru a distruge materialul organic (cantitatea de K2Cr2O7

consumat pentru oxidarea substanelor organice)

culoare poate fi aparentsau suspendatdatorat particulelor aflate n suspensiecare se ndeprteaz printr-o operaie de pretratare (decantare, filtrare) i adevrat

saudizolvatdatorat prezenei de vopsele minerale i vegetale, unor deeuri

industriale anorganice, unor materii organice rezultate n urma precipitaiilor. Se

ndeprteaz ca un poluant chimic.

consum biochimic de oxigen (CBO5) - cantitatea de oxigen necesar pentrudescompunerea aeroba substanelor organice la 200C i considerat o msur a

biodegradabilitii.


6/22

6

1.3 Proprietile fizice, chimice i biologice ale apei Apa prezint o serie de proprieti care sunt eseniale pentru via i care sunt

caracterul polar, tendina de o forma legtura de hidrogen i abilitatea de a hidrata ionii

metalici.

Principalele proprieti ale apei i efectele acestora se prezint n tabelul urmtor[1].

Principalele proprieti ale apei i efectele acestora

Proprietate Efect i semnificaie

Bun solvent Transportul nutrienilor i producerea deeurilorceea ce face ca procesele biologice s fie posibile n

mediul apos.

Lichidul cu cea mai mare valoarea a

constantei dielectrice

Solubilitate mare a substanelor ionice i ionizarea

lor n soluie

Valoarea tensiunii superficiale mai

ridicat dect orice alt lichid

Factor care guverneaz formarea picturilor i

fenomenele de suprafaa

Transparen n vizibil i n

ultraviolet

Incolor, permite ptrunderea radiaiei necesare

pentru fotosintez s ptrund la mare adncime

n corpurile de ap

Densitatea maxim la starea lichid

la 4 0C

Gheaa plutete, circulaia pe vertical

restricionatn corpurile de ap stratificate

Valoarea mai ridicat a cldurii

latente de topire dect a oricrui alt

lichid cu excepia amoniacului

Temperatura se stabilizeaz la punctul de

ngheare a apei

Valoarea mai ridicat a cldurii de

evaporare dect a oricrui alt lichid

Determin transferul de cldur i a moleculelor de

ap ntre atmosfer i corpurile de ap

Valoarea mai ridicat a capacitii

calorice dect a oricrui alt lichid cu

excepia amoniacului

Stabilizarea temperaturii organismelor i a zonelor

geografice

Proprietile apei se explic pe baza structurii apei i a modului n care se asociaz

moleculele de ap. Molecula de ap conine doi atomi de hidrogen i un atom de oxigen

care formeaz un unghi de 1050. Datorit structurii sale, molecula de ap este un dipol care

este atras att de ioni pozitivi ct i de ioni negativi. De ex. la dizolvarea NaCl n ap,

disociaz n ioni pozitivi de Na+i ioni negativi de Cl-; ionul pozitiv Na+ se nconjoar de

molecule de ap cu sarcina negativ spre ionul de Na

+

, iar ionii de Cl

-

sunt

nconjurai demolecule de ap cu sarcina pozitiv spre ionul de Cl-. Acest tip de atracie a ionilor este


7/22

7

motivul pentru care apa dizolv compuii ionici i srurile care nu se dizolv n alte lichide.

[1]

O alt important caracteristic a moleculei de ap este disponibilitatea acesteia de

a forma legturade hidrogen. Legtura de hidrogen se formeaz ntre atomul de hidrogen al

unei molecule de ap i atomul de oxigen al altei molecule de ap pentru c oxigenul aresarcin negativ parial i hidrogenul are o sarcin pozitiv parial. Datorit legturii de

hidrogen ntre moleculele de ap i atomii de hidrogen, azot sau oxigen a diverselor soluii,

moleculele acestora se rein n soluie. Legtura de hidrogen contribuie de asemenea la

reinerea particulelor coloidale n ap.*1+

Apa este un foarte bun solvent pentru multe materiale i astfel un transportor de

baz al nutrienilor i al deeurilor n procesele vitale. Valoarea foarte mare a constantei

dielectrice a apei fa de alte lichide se reflect n faptul c toi compuii ionici sunt disociai

n ap. [1]

Datorit capacitii calorice ridicate a apei este necesar o cantitate mare decldur ca s modifice temperatura unui volum mare de ap i prin urmare un corp cu

volum mare de ap are un efect de stabilizare a temperaturii pentru o regiune geografic

vecin. Datorit acestei proprieti a apei se previn modificrile brute de temperatur n

corpurile mari de ap i astfel organismele acvatice sunt protejate de ocurile datorate

variaiilor de temperatur. *1+

Valoarea mare a cldurii de vaporizare determin o temperatur relativ constant a

corpurilor de ap i a regiunilor nvecinate i de asemenea influeneaz transferul de cldur

i vapori ntre corpul de ap i atmosfer. Se tie c densitatea maxim a apei este la 4 C,

temperatur mai ridicat dect punctul de ngheare i ca urmare gheaa plutete. Aceastrelaie densitate-temperatur explic circulaia pe vertical a apelor din lacuri n cele patru

sezoane. [1]

Caracteristicile biologice ale corpurilor de ap se refer la organismele vii care

populeaz apele i care sunt: virui microscopici, bacterii protozoare, fitoplancton (alge

microscopice), zooplancton (animale acvatice minuscule), insecte, plante i peti. Pentru

om, apa este mediul de via pentru virui i bacterii i n acelai timp un transportor al

acestora i mai departe un mod de transmitere a unor maladii.

[4] Costache, Cristina, Modrogan, Cristina, Ecotoxicologia i evaluarea riscului, Ed. AGIR,

seria Inginerie-Mediu, Bucureti 2006


8/22

8

2 UZINA DE AP Nr.1Profilul de activitate al Uzinei de Ap nr.1 const n tratarea apei captate din

subteran, prin dou fronturi de captare n vederea potabilizrii, nmagazinrii i pomprii

acesteia n reeaua dedistribuie a municipiului Timioara.Uzina de Ap nr.1 este amplasat n extremitatea de Sud-Est a municipiului

Timioara.Amplasamentul se afl ntr-o zon specific de cmpie n interfluviul Bega-Timi.

Cele dou fronturi de captare din care se alimenteaz uzina sunt dezvoltate pe

urmtoarele dou direcii:

-Frontul de captare Timioara Sud- Est(frontul vechi) este amplasat n zona Giroc-Urseni,

spre rul Timi;

-Frontul de captare Timioara Est(frontul nou) este amplasat pe direcia Monia Nou

comuna

Bazou Vechi, n arealul cuprins ntre Canalul Bega i rul Timi.

2.1 Descriere general. Dotri proprii. Caracteristici tehnice.Prima instalaie de alimentare cu ap din surs subteran a municipiului Timioara

s-a pusn funciune n anul 1914, la o capacitate de 63 l/s. n momentul puneriin funciune,

instalaia afost realizat din forajele executate la grupurile de fntni I, III i IV (Frontul

vechi de captare-Timioara Sud-Est), conductele de aduciune aferente, precum i staia de

tratare.Ulterior capacitatea s-a extins, fiind executate i alte foraje, unele din cele vechi

fiind scoase din funciune.

ntre anii 19851990 s-a executat un nou front de captare (Timioara Est), constituit

din 40 de foraje, toate n stare de funcionare.

n anul 1992 a fost pus n funciune o nou staiede tratare, staie care trateaz

apa captat din cele dou fronturi. Staia veche de tratare, avnd o tehnologie depit, a

fost oprit.

Capacitatea nominal de tratare a instalaiilor aflate n funciune este de 600 l/s.

Debitul mediu de ap brut captat i tratat n Uzina de ap nr. 1 este n prezent de 483 l/s.Procesul tehnologic de captare i tratare, aplicat n scopul producerii apei potabile

cuprinde:

- Captare

- Aduciuni

- Staie tratare: aerare, filtrare, dezinfecie cu clor

- Rezervoare de nmagazinare

- Staie pompare

- Debitmetrie


9/22

9

2.2 CaptareaApa de subteran care alimenteaz Uzina de Ap nr.1 este asigurat din dou

fronturi de captare, dup cum urmeaz:

Frontul de captare Timioara Sud-Est (frontul vechi) - capteaz apa de la adncimi

cuprinse ntre 60-80m, cu o capacitate proiectat de 210 l/s.

Cele 16 foraje sunt organizate n grupuri de fntni, acestea fiind denumite dup

cum

urmeaz:

- GF IIItotal 5 foraje (a, b, c, d, e), echipate cu pompe submersibile de tip

GRUNDFOS;

- GF IVtotal 5 foraje (a, b, c, d, e), echipate cu pompe submersibile de tipGRUNDFOS i GOULDS;

- GF Vtotal 4 foraje (a, b, c, d), echipate cu pompe submersibile de tip GRUNDFOS;

- GF VItotal 2 foraje (b, e), echipate cu pompe submersibile de tip GRUNDFOS.

Pe lng cele 4 grupuri de fntni mai exist 3 foraje n incinta uzinei de ap: F1c,

F1d i

F1e, echipate cu pompe submersibile de tip HEBE.

Msurarea debitului de ap captat prin fiecare grup de fntni sau foraj este

efectuat cu contoare tip MEINEKE.

Frontul de captare Timioara Est (frontul nou)-capteaz apa de la adncimi cuprinsentre 110m-160m, prin 40 foraje, cu un debit proiectat de 600 l/s.

Cele 40 de foraje sunt echipate cu pompe submersibile de tip GRUNDFOS i GOULDS

i cu contoare de tip MEINEKE.

2.3 AduciunileFrontul de captare Timioara Sud -Est

Apa de la cele 4 grupuri de fntni ajunge n staia de tratare prin 3 aduciuni (de laGF III, de la GF IV i de la GF V GF VI), toate executate din font, avnd diametrele cuprinse

ntre 200 i 400 mm.

Frontul de captare Timioara Est

Apa de la cele 40 de foraje ajunge n staia de tratare printr-o aduciune telescopic,

compusdin 3 tronsoane avnd diametre de 600mm, 800mm i 1.000mm.

Conducta de aduciune este realizat din tuburi de beton armat precomprimat

(PREMO).

Staia de tratare

Fluxul tehnologic, pe fiecare din cele dou ramuri, proiectate i construite n oglind,


10/22

10

cuprinde o treapt de aerare, dou trepte de filtrare (deferizare si demanganizare) i

dezinfecia cu clor.

2.4 Aerarea apeiTreapta de aerare are ca scop creterea concentraiei de oxigen n ap, desorbia

unor gaze dizolvate (CO2, H2S) i oxidarea parial a fierului bivalent i a manganului

bivalent.

Procedeul folosit este aerarea mecanic i se realizeaz n 8 bazine de aerare,

construite din beton i avnd fiecare dimensiunile: 10,0 x 3,0 x 2,40m. Bazinele de aerare

sunt amplasate ntre filtrele de treapta I i filtrele de treapta a II-a.

Aeratoarele sunt echipate cu perii orizontale pe tamburi rotative(Kessener), cte

dou pefiecare bazin de aerare n parte (una mic l=2.000mm i una mare l = 4.000mm),fiind acionate cumotoare electrice de 5,5kW i respectiv 7,5kW.

Pentru montarea sau demontarea aeratoarelor s-a prevzut un pod rulant

monogrind de 3,2tone, l=11,0m, H=6m.

Distribuia apei pe fiecare din cele 2 baterii cu 4 bazine de aerare se face printr-un

canal din beton, avnd dimensiunile: 2,9 x 1,25m cu o lungime de 12m.

Fiecare bazin de aerare este echipat dup cum urmeaz:

- conduct de alimentare Dn=400mm, cu robinet cu sertar pan Dn=400mm;

-jgheab cu deversor reglabil pentru colectare ap aerat;

- conduct pentru colectarea apei aerate Dn=400mm, echipat cu robinet cu clapfluture cu mecanism de acionare pneumatic;

- conduct de golire Dn=150mm, echipat cu robinet cu clap fluture cu mecanism

de acionarepneumatic;

- pupitru de comand pentru fiecare dou bazine de aerare (total 4 buc.).

Timpul de contact n bazinele de aerare este de 510minute, asigurnd o cretere a

concentraiei n oxigen de la 0,4mg/l pn aproape de saturaie.

Apa de la toate aeratoarele este colectat ntr-o conduct avnd diametrul

Dn=600mm itransportat gravitaional n filtrele de la treapta I-a de filtrare.

2.5 Filtrarea apeiFiltrarea apei se face n dou trepte pentru ndeprtarea succesiv a fierului i a

manganului din ap. Se folosesc filtre rapide deschise, cu nivel liber, echipate cu nisip

cuaros.


11/22

11

2.5.1 Treapta I de filtrare (deferizarea)n treapta I de filtrare se rein oxizii de fier rezultai n urma aerrii (n proporie de

90%) i o parte din oxizii de mangan, procesele de oxidare continund n stratul filtrant.

Alimentarea filtrelor cu apa aerat se face prin 2 canale deschise, din beton.Treapta I de filtrare const n 6 filtre rapide deschise, cu cte dou cuve/filtru,

suprafaa

fiecrui filtru fiind de 63m2(6,3 x 10m incluznd i canalul central), iar suprafaa efectiv de

filtrare este de 57m2/filtru. Suprafaa total de filtrare pentru cele 6 filtre este de 342m2.

Stratul filtrant este realizat din nisip cuaros, cu o granulometrie de 2-3mm, avnd o

nlime de 1m. Sistemul de drenajare rolul de a susine stratul filtrant i este realizat dintr-

un strat suport (20cm) de pietri cu dimensiuni ntre 510mm i crepine cu fante de trecere

de 2mm, nglobate n plci de beton. Pentrumeninerea nivelului constant n filtre acestea

sunt echipate cu regulatoare de nivel. nlimeacoloanei de ap peste nisip este de 0,60,8m. Viteza de filtrare este de 68m/h.

n galeria instalaiilor hidrotehnice s-au prevzut urmtoarele conducte:

- conducta de colectare a apei filtrate respectiv de alimentare a filtrelor de treapta a

II-a;

- conducta pentru apa de splare a filtrelor;

- conducta pentru aerul necesar splrii filtrelor;

- conducta de golire a filtrelor;

Evacuarea apei cu suspensii provenite de la splarea filtrelor se face printr-un canal

dinbeton realizat sub canalul de alimentare.

Splarea fiecrui filtru se face o data la 24 ore, conform unui program stabilit.

Procedeul de splare este cu ap i aer n contracurent i este automatizat n ceea ce

privete splarea propriuzis i manual n ceea ce privete izolarea filtrelor i repunerea n

funciune. Intensitile de splaresunt de 10 l/s/mp pentru ap i de 18 l/s/mp pentru aer.

2.5.2 Treapta a II-a de filtrare (demanganizarea)n treapta II-a de filtrare se rein oxizii de mangan, procesul de oxidare a manganului

continund n stratul filtrant.

Treapta II-a de filtrare se face n 8 filtre rapide deschise, cu cte dou cuve/filtru,

suprafaafiecrui filtru fiind de 63m2(6,3 x 10m), suprafaa efectiv de filtrare este de

57m2/filtru. Suprafaatotal de filtrare pentru cele 8 filtre este de 456m2. Stratul filtrant

este realizat din nisip cuaros, cu o granulometrie de 1-2mm, avnd o nlime de 1m.

Stratul suport are rolul de a susine stratulfiltrant i este realizat dintr-un strat suport

(20cm) de pietri cu dimensiuni ntre 37mm i crepine cu fante de trecere de 0,4mm,

nglobate n plci de beton. Pentru meninerea nivelului constant n filtre acestea sunt


12/22

12

echipate cu regulatoare de nivel. nlimea coloanei de ap peste nisip este de 0,60,8m.

Viteza de filtrare este de 46m/h.

2.6 Staia de splare a filtrelorStaia de pompe pentru splarea filtrelor este echipat dup cum urmeaz:

- 3 pompe BRATE 400 cu convertizor de frecven: rotor=425mm, Q=1380mc/h,

H=15m.C.A., Pmotor=90kW, n=1000rot./min.

- 3 suflante LUTOS70, cu convertizor de frecven: Q= 2200-2300mc/h , p = 50 kpa ,

Pm =55 kw U=380V, 50Hz

- 2 pompe de tip MIL 50/1 pentru amorsarea pompelor de splare BRATE:

Q=140mc/h, H=160mm Hg, Pmotor=11kW, n=1450rot./min.

- 1 compresor de tip 2EC1: Q=60mc/h, H=100m.C.A., Pmotor=11kW,

n=1000rot./min.- 1 compresor de tip ECR 315: Q=15,9mc/h, H=90m.C.A, Pmotor=2kW,

n=1000rot./min.

- 1 debitmetru aer i 1 debitmetru ap pentru msurarea debitelor de ap i aer

necesare splrii filtrelor

Apele de splare provenite de la cele dou trepte de filtrare sunt colectate n dou

bazine de decantare de 600mc fiecare (volumul de ap folosit la splarea unui filtru este de

aproximativ 400mc), amplasate sub bazinele de aerare. Dup decantare supernatantul este

captat i evacuat nreeaua de canalizare prin intermediul unui extractor oscilant cu debit

variabil acionat de un motorelectric echipat cu convertizor de frecven, iar nmoluldecantat este transportat cu ajutorul podurilor racloare la captul aval de unde este aspirat

i pompat la cele dou paturi de nmol.

ntregul proces de tratare a apelor de splare este automatizat.

Dei prin proiect era prevzut ca o parte din apa provenit de la splarea filtrelor s

fie

reintrodus n filtrele treapta I, procedeul nu se aplic, deoarece este afectat procesul

tehnologic (apele de splare conin bacterii feruginoase i manganoase, avnd o tendin de

nmulire masiv n filtre).

Nmolul rezultat din decantare se depoziteaz pe dou paturi de uscare natural, deunde se evacueaz la un interval de cteva luni.

2.6.1 Staia de pompare si evacuare nmolStaia de pompare a nmolului i a supernatantului este echipat dup cum

urmeaz:

- 2 pompe HT 100: Q=150mc/h, H=10m.C.A., Pmotor=15kW, n=1000rot./min.

- 2 pompe CRI 200: Q=360mc/h, H=20 m.C.A., Pmotor=45kW, n=1500rot./min.


13/22

13

Apa filtrat este colectat ntr-o conduct unic de 1000mm i transportat spre

rezervoarele de nmagazinare.

2.7 Dezinfecia apeiDezinfecia apei cu clor se face n conducta colectoare a apei filtrate. Dozarea

clorului se face in regim automat.

Dozele aplicate sunt cuprinse ntre 1-2g/mc, asigurnd un clor liber rezidual de

0,5mg/l la apa distribuit.

Staia de clorare se compune dintr-o camer de dozare, o camer de supraveghere

pentru operator i un depozit de stocare pentru recipienii de clor. Camera de dozare este

echipat cu dou dozatoare tip ALLDOS, avnd capacitatea de 10kg/h respectiv 2kg/h Intr-o

camer alturat suntamplasate dou pompe de presiune de tip WILLO necesare pentru aasigura presiunea apei de alimentare a celor dou dozatoare n cazul presiunilor sczute n

reeaua de incint.

Butoaiele cu clor sunt stocate separat ntr-un depozit, existnd n permanen o

rezerv deminimum 4 butoaie a cte 900kg fiecare, doua fiind montate la instalaia de

clorare. Butoaiele sunt manipulate cu un electropalan de 3,2tone. n cazul unei defeciuni la

cele dou aparate ALLDOS, dozarea se face manual, prin punerea n funciune a aparatului

ADVANCE 275 (10kg/h)

Pentru ventilarea depozitului i a camerei de dozare, sunt prevzute fiecare cu cte

unventilator cu tubulatura aferent, exhaustarea fcndu-se n exteriorul depozitului. Atunci

cnd

concentraia de clor n aer, din depozit sau din sala aparatelor de dozare, depaete 0,2mg/l

pornesc automat exhaustoarele.

Depozitul de recipieni este prevzut cu o instalaie de neutralizare a eventualelor

scpri de clor. Neutralizarea se face prin stropire de la partea superioar a ncperii (de la

aproximativ 5mnlime) cu o soluie de tiosulfat de sodiu i hidroxid de sodiu.

Sistemul de stropire este prin pulverizare printr-un sistem de evi prevzute cu

drencere; depozitul fiind prevzut i cu un bazin de neutralizare a recipientelor prininmersare n laptele de var.

Transportul apei cu clor n punctul de injecie (n conducta de ap filtrat) se face

prin doutrasee separate din eav de polietilen de nalt densitate cu diametrul

Dn=40mm Pn 10.

S-a prevzut posibilitatea clorrii simultan sau independent n conducta de ap filtrat

(postclorare) i conducta de ap distribuit (corecie final). Instalaia de dozare a fost astfel

conceput nct s asigure flexibilitate n funcionare i totodat s permit dezinfecia apei

chiar i n cazul unor avarii.

Toi parametrii sunt monitorizai i toate procesele sunt automatizate.


14/22

14

2.8 Rezervoare de nmagazinarenmagazinarea se face n trei rezervoare, avnd capaciti de 2x5.000mc i

1x3.000mc, acesta din urm fiind amplasat sub filtrele treapta I-a.

Prin intermediul sistemului de conducte de legtur se asigur acelai nivel n toate

cele 3 rezervoare.

Sub treapta II-a de filtrare este amplasat un rezervor, cu o capacitate de 3000mc,

care

asigur volumul de ap necesar splrii filtrelor.

Cele dou rezervoare de 5.000mc fiecare sunt alimentate printr-o conduct

Dn=1.000mm, care n camera vanelor este redus la Dn=900mm. Din camera vanelor,

fiecare rezervor este alimentat prin cte o conduct Dn=800mm. Pentru folosirea apei dinrezervor numai pn la nivelul rezervei de incendiu s-a prevzut un perete deversor n

fiecare din cele dou bazine de aspiraie de lastaia de pompare a apei n reeaua de

distribuie. Pentru folosirea rezervei de incendiu se deschid vanele Dn1.000mm, prevzute

n acest scop.

Golirea rezervoarelor se face cu pompele din staia de pompare a apei n reeaua de

distribuie pn la nivelul radierului rezervoarelor, sub aceast cot apa fiind evacuat prin

pompare cu cele dou pompe LOTRU 125.

2.9 Staia de pomparePentru reducerea consumului specific de energie, s-a stabilit un program de

pompare astfelnct pompele s funcioneze la parametri maximi. Astfel se pompeaz ap

n reea ntre ora 10dimineaa i ora 21, cu o pomp 18 NDS aproximativ 11 ore. Programul

de funcionare al pompei 18NDS se poate modifica n funcie de debitul captat. Intre ora 21

i ora 10 pomparea se face cu o pompa 12 NDS.

Staia de pompare este echipat cu 4 pompe de distribuie a apei n ora (alimentate

pe 6kV) precum icu nc 4 pompe pentru servicii auxiliare, dup cum urmeaz:- 2 pompe 18 NDS: rotor=580mm, Q=2.500mc/h, H=32m.CA, Pmotor=630kW,

n=1.000rot./min

- 1 pomp 12NDS: rotor=435mm, Q=1.200mc/h, H=32m.C.., Pmotor=315kW,

n=1.500rot./min

- 1 pomp 12 NDS: rotor=460mm, Q=1.200mc/h, H=32m.C.A, Pmotor=315kW,

n=1.500rot/min

- 2 pompe de tip MIL 50/1 pentru amorsarea pompelor de distribuie: Q=140mc/h,

H=160mm Hg, Pmotor=11kW, n=1.450rot./min


15/22

15

- 2 pompe de tip LOTRU 125 pentru evacuarea apelor provenite de la rcirea

pompelor, infiltrailor din canivouri, sau alte ape reziduale: rotor=200mm, Q=90mc/h,

H=12m.C.A., Pmotor=4kW, n=1.440rot./min.

Conductele de refulare ale pompelor 18 NDS sunt din oel cu diametre Dn=800mm i

respectiv Dn=500mm la pompele 12 NDS. Conducta colectoare ale acestora are diametrulDn=1.000mm.

Pentru montarea sau demontarea electropompelor, staia de pompe este dotat cu

un pod rulant monogrind, acionat manual, avnd capacitatea de 5 tone, lungimea de 6 m

i nlimea de ridicare de 5,5 m.

Pentru evacuarea apei din cminele de vane, cele care distribuie apa n bazinele de

aspiraies-a prevzut o pomp EPET 65 avnd caracteristicile: Q=40mc/h, H=15m.C.A.,

Pmotor=4kW.

2.10DebitmetrieDebitele de ap sunt msurate att la intrarea ct i la ieirea din uzin. Diferena

ntre

debitul captat i cel distribuit l reprezint consumul tehnologic (aproximativ 5 %), cea mai

mare

parte din acest consum fiind reprezentat de apa folosit la splarea filtrelor.

Msurarea debitului de ap captat

Debitul de ap captat de la cele dou fronturi este contorizat la intrarea n uzinprintr-un debitmetru ultrasonic de tip KROHNE Dn=1.000mm.

Datele sunt achiziionate de un DATALOGER amplasat n camera de comand din

staia depompare a apei n reea, de unde pot fi descrcate printr-un modem n calculatorul

din dispeceratul uzinei.

Pe fiecare din cele 3 aduciuni de la frontul de captare Timioara Sud Est (de la GF

III, de la GF IV i de la GF V GF VI) sunt montate n incinta uzinei debitmetre de tip

MEINEKE cu ajutorul crora sunt msurate debitele de la cele 4 grupuri de fntni.

- de la GF IIIcontoare de tip MEINEKE avnd Dn=200mm

- de la GF IVcontoare de tip MEINEKE avnd Dn=200mm- de la GF V + GF VIcontoare de tip MEINEKE avnd Dn=250mm

Debitul de ap de la cele 3 foraje din incinta uzinei este msurat pe fiecare din cele 3

foraje n parte cu contoare de tip MEINEKE.

Volumul de ap captat de frontul de captare Timioara Est (frontul nou de captare)

se calculeaz scznd din volumul total captat cel msurat pe frontul de captare Timioara

Sud-Est (frontul vechi de captare) i scznd volumul celor 3 foraje din incinta uzinei.


16/22

16

Msurarea debitului de ap distribuit n reea

Volumul de ap distribuit din uzin este contorizat pe conducta principal de refulare

din staia de pompare n reeaua de distribuie (Dn=1.000mm) printr-un debitmetru

ultrasonic de tip KROHNE Dn=1.000mm.Datele sunt achiziionate de un DATALOGER amplasat n camera de comand din

staia depompare a apei n reea, de unde sunt descrcate printr-un modem n calculatorul

din dispeceratul uzinei.

2.11Deferizare i demanganizareApele subterane i uneori i cele de suprafa, conin compui solubili ai fierului i

manganului.Fierul se gsete n ap sub form feroas, solubil ca bicarbonai [ Fe (CO3H)2 ] i mai

puin ca sulfai, fosfai, sau silicai.

De asemenea , fierul se gsete sub form de sruri ferice solubile i compui ferici

insolubili (hidroxidul feric ), precum i sub form coloidal complexat cu substane

organice. Fierul din ap favorizeaz dezvoltarea ferobacteriilor care obtureaz conductele

de transport a apei. Anumite bacterii se hrnesc cu fier. Ele oxideaz fierul din feros n

feric i l depoziteaz ntr-o mas gelatinoas cu care se nconjoar. Aceste formaiuni

gelatinoase sunt periculoase pentru c pot bloca valvele i mediile de filtrare. n exces,

imprim apei un gust metalic, o culoare roietic. Concentraia maxim admis a fierului napa potabil este de 0,1 mg /L .

Manganul se gsete n ap, n general n cantitate mic i adesea nsoete fierul.

Se gsete sub form solubil , n suspensie i complexat. n prezena compuilor cu

mangan i a substanelor organice este favorizat dezvoltarea microorganismelor.

Coninutul maxim admis de mangan n apa potabil este de 0,005 mg /L.

Procedee de deferizare

Eliminarea excesului de fier din ap se face prin:

- oxidarea cu aer

- oxidarea cu reactivi chimici- eliminarea prin schimb ionic cu cationit

2.11.1 Oxidarea cu aerOxidarea cu aer se realizeaz prin pulverizarea apei prin duze i cderea sub form de

ploaie de la o anumit nlime.Coninutul de oxigen al apei depinde de gradul de pulverizare i distana de la care se

pulverizeaz.

Srurile de fier hidrolizeaz:


17/22

17

Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+

2Fe(OH)2 + 1/2 O2 + H2O 2Fe(OH)3

ndeprtarea precipitatului se face prin decantare i filtrare.[2]

2.12Sterilizarea sau dezinfecia apeiSterilizarea apei are ca scop eliminarea microorganismelor i a germenilor patogeni

din

ap. Operaia de sterilizare se aplic dup filtrare.

Dezinfecia este procesul de ndeprtare din apele uzate a microorganismelor

patogene.

Aplicarea procesului este oportun n cazul apelor uzate industriale care conin astfel de

microorganisme (tbcarii, abatoare, unitai de cretere a animalelor, fabrici de conserve,

industrie fermentativ, etc.). Trebuie s se fac distincie ntre dezinfecie i sterilizare.

Sterilizarea presupune distrugerea tuturor microorganismelor (bacterii, alge, spori,

virui etc.), n timp ce dezinfecia nu distruge toate microorganismele. Mecanismul

dezinfeciei cuprinde doufaze: ptrunderea dezinfectantului prin peretele celular pe de o

parte i denaturarea materiilor proteice din protoplasma, inclusiv a enzimelor, pe de alt

parte. Agenii chimici (ozon, clor, bioxid de clor, brom, iod, etc.) pot degrada materia

celular reacionnd direct cu aceasta, n timp ce metodele fizice induc modificri

chimice ale acestui material.

Sterilizarea apei se poate realiza prin:

1. Procedee fizice

Procedeele fizice folosesc aciunea unor ageni fizici care distrug microorganismele

din ap: cldura , radiaiile UV , radiaiile ionizante

a. procedeul termicfierberea apeise aplic pentru cantitai mici de ap

b. dezinfectarea apei cu raze ultraviolete se bazeaz pe proprietaile bactericide

puternice ale acestora. Radiatiile UV se obin cu ajutorul lmpilor n care se realizeaz

descrcri electrice n vapori de mercur. Lmpile sunt montate n conducte prin care curge

apa. Efectul bactericid se manifest pe o raz de 25 cm de la lamp, dac apa este limpede.2. Procedee chimice

Procedeele chimice de sterilizare a apei folosesc aciunea antiseptic a diferiilor reactivi

chimici: clorul, substane clorigene, ozonul, permanganatul de potasiu.


18/22

18

Sterilizarea apei cu clor i compui clorigeni

Sterilizarea apei cu clor este metoda cea mai raspndit, deoarece se utilizeaz

aparatur relativ simpl; se poate aplica att pentru debite mici ct si pentru debite mari de

ap; iar pretul de cost este redus.Efectul bactericid al clorului este cunoscut de mult timp, clorul fiind folosit pentru

dezinfecia apei nc din 1896.

Clorul activ este un dezinfectant obinuit pentru ape , care acioneazsub form de

ion de hipoclorit; efectele sunt mai pronunate la valori mici ale pH, cnd hipocloritul

acioneaz

sub form de acid hipocloros slab disociat. Amoniacul prezent n ap reactioneaz cu

clorul activ dnd natere (n funcie de raportul clor activ-amoniac) la mono, di i

tricloramina, care la rndul su poate fi oxidat de un exces de clor la azot molecular.

Aciunea bactericid a clorului se bazeaz pe proprietaile oxidante ale clorului , care ncontact cu apa, reacioneaz cu aceasta formnd acidul hipocloros, care n funcie de pHul

apei se descompune n oxigen atomic sau ion hipoclorit.

Oxigenul atomic (oxigenul n stare nscnd) oxideaz substanele organice din ap ,

inclusiv bacteriile i germenii.

Necesarul de clor pentru dezinfectarea apei se determin experimental n laborator

i

reprezint clorul consumat de substanele organice i reductoare din ap, precum i

clorul rezidual. Clorul rezidual , care trebuie s fie de 0,05 0,5 mg /L, evit reinfectarea

apei.n prezena amoniacului are loc formarea cloraminelor.

Sterilizarea cu ozon

Ozonul este un oxidant energic care se utilizeaz n sterilizarea apei , deoarece

distruge

enzimele , distruge sporii , viruii , bacteriile i este mai eficient dect clorul n

ndeprtarea microplantelor acvatice i a protozoarelor.

Ozonul reprezint o molecul cu trei atomi de oxigen, n comparaie cu oxigenul din

atmosfer care are doar doi atomi; proprietaile celor dou tipuri de molecule sunt foarte

diferite: ozonul este un oxidant foarte puternic astfel c are un rol decisiv n distrugerea

patogenilor,ca urmare acesta se descompune n molecule de O2. Astfel dizolvat, oxigenul

asigur un gust deosebit apei potabile.


19/22

19

2.13Sistem de alimentare cu ap. Schema blocTimioara Statia de tratare a apei URSENI


20/22

20

Simboluri


21/22

21

3 Bilan de materiale


22/22

22

Bibliografie

[1] Manahan, Stanley E., Environmental Science, Technology, and Chemistry in

Environmental Chemistry, Boca Raton CRC Press LLC, 2000[2] Nicu Dulamita, Maria Stanca Tehnologie chimica, Vol. I, Ed. Presa universitara clujeana,

Cluj-Napoca, 1999.

[3] Shaw, B., Mechenich, C., Klessig, L., Understanding lake data, G3582, RP-03/2004.

*4+ Costache, Cristina, Modrogan, Cristina, Ecotoxicologia i evaluarea riscului, Ed. AGIR,

seria Inginerie-Mediu, Bucureti 2006

apa si importanta apei in natura. potabilizarea apelor subterane

Documents