Anexa. 1f
STAŢIA DE TRATAREA ŞI EPURAREA APELOR UZATE,
FLUXURI TEHNOLOGICE, COMPONENŢA, SITUAŢIA
ACTUALĂ ŞI PROGNOZA ÎN URMA LUCRĂRILOR
DE REABILITARE
1.1 Situaţia staţiei de epurare a
apelor uzate
Staţia de epurare a apei uzate este situată în afara municipiului, în partea de Sud-Est, la o distanţă de 300 m de râul Buzău. Aceasta are la bază tehnologia convenţională de epurare cu nămol activ şi a fost construită în doua etape:
- linia de epurare veche (etapa 1964-1965)
- linia de epurare nouă ( etapa 1975-1985)
Capacitatea totală a staţiei este de 900 litri/s, din care circa 85 % este procesată în linia nouă de epurare construită în etapa a doua.
Efluentul este deversat în râul Buzau (clasificat la categoria II de calitate conform STAS 4706-88).
Deşeurile solide rezultate în urma procesului de tratare a apei (refuz de grătar, nisip, nămol) sunt depuse în bataluri situate în incinta sau în imediata vecinatate a staţiei de epurare.
Procesul de epurare în cele două linii paralele ale staţiei include o etapă de tratare mecanică şi o etapă de tratare biologică, şi are ca obiecte principale grătarele, deznisipatoarele, decantoarele primare şi sistemul de tratare biologică cu nămol activ în două trepte.
Linia de tratare a nămolului este compusă din îngroşatoare gravitaţionale, fermentatoare de nămol şi sistemul de acumulare şi stocare a gazului.
Deşi sarcina normală a staţiei de epurare nu depăşeşte capacitatea nominală a acesteia, calitatea efluentului nu este satisfacătoare, nivelul de reducere a CBO şi SS fiind de numai 50% - ceea ce indică o funcţionare necorespunzătoare a echipamentelor, cât şi (probabil) un volum exagerat de ape uzate industriale. Partea de pretratare, mai ales înlăturarea refuzului de grătar şi deznisipatoarele, sunt în mod evident ineficiente. Sarcina totală pe decantoarele existente este în prezent sub 1 m/h la debitul mediu al staţiei. Reducerea CBO5 este de 25-30%.
Cele două trepte de epurare biologică funcţionează cu concentraţii de nămol foarte scăzute (0,5-1 g/l) şi o rată de reprocesare a nămolului de asemenea scăzută (10-25%).
Din iunie 2002 debitul mediu orar de ape uzate intrate în staţie a scăzut continuu, în anul 2004 acesta fiind de 1900 m3/h, iar concentraţia medie a poluanţilor principali a crescut astfel:
CBO5 : 350 mg/l; SS: 370 mg/l; CCO: 570 mg/l (valori măsurate în iunie 2004).
Componentele principale ale staţiei existente sunt prezentate în tabelul următor:
(m2) (m3) (m)
Linia veche
Decantor primar DP1 491 932 1,9 Diametru 25 m
Aerator BA1 429 1.115 2,6
Decantor secundar DS1 491 932 Diametru 25 m
Decantoare primare DP2, 3 2 x 865 2 x 1.691 2 Diametru 35 m
Aerator BA2 1.550 5.425 3.5
Decantoare secundare DS2, 3 2 x 856 2 x 2.568 3 Diametru 35 m
Aerator BA4 3.624 15.402 4,25
Decantoare secundare DS4, 5 2 x 1.420 2 x 4.969 3,5 Diametru 45 m
Procesare nămol
Îngroşator 313 1.059 2,9
Fermentatoare vechi 2 x 750 Nefuncţionale
Fermentatoare noi 2 x 4000 Neîncălzite,
eficienţă scăzută
Stabilizatoare vechi de nămol 1.546 5.400 3,5
2.1 Încărcări şi debite de
calcul
Apele uzate sunt aduse în staţie printr-un canal cu secţiunea 2.600/1.650 mm. De aici se propune derivarea apei spre noua clădire de pretratare printr-o conductă de 1400 mm.
În perspectiva anului 2020 s-au estimat următoarele valori de calcul:
-Debitul de apă uzată tratat zilnic este de 46.000 mc.
-Debitul maxim de apă uzată procesat în faza de tratare mecanică este de 5.750 mc/h.
-Debitul de apă uzată de calcul pentru fazele de tratare primară şi biologică cu o linie de tratare în funcţiune este de 2.300 mc/h.
-Debitul maxim de apă uzată procesat în fazele de tratare primară şi biologică este de 3.000 mc/h.
Parametrii apei uzate la intrarea în staţie, la acelaşi orizont al anului 2020 sunt prezentaţi mai jos.
Parametrul UM Încărcarea
medie
Valoarea de calcul
CCO kg/zig/l 25.500
mg/l 555
CBO5 kg/zi 14.100
mg/l 307
TSS – Suspensii totale kg/zi 16.000
mg /l 348
TKN-Azot Kjeldal kg/zi 1.650
mg/l 36
TP – Fosfor total kg/zi 270
mg/l 5,9
Relatia C/N
CCO/CBO5 8,5
1,8
Temperatura minimă oC 10
Temperatura maximă oC 20
CCO/CBO5 1,8
VS/SS 75%
SSdecantabile/TSS 60%
CCOdecant/CCO 37%
2.2 Valori medii admisibile ale unor
parametri ai influentului
Valoarea medie orară a pH-ului apei uzate este situată în intervalul 6,5 - 8,5.
Valoarea medie orară a rH-ului (septicitatea) apei uzate nu este mai mică de 18.
Valoarea raportului VS/SS nu este mai mică de 70%.
Variaţia conţinutului de clor nu depăşeşte 500 mg/l în 24 ore în rezervorul de aerare.
Influentul nu este toxic/inhibitor pentru procesul bilogic de tratare.
Concentraţiile maxime admise sunt indicate pentru urmatoarele elemente:
- Total metale grele (Zn+Pb+Cd+Cr+Cu+Hg+Ni) < 10 mg/l
- Orice metal greu considerat individual < 2 mg/l
- Total hidrocarburi < 30 mg/l
Concentraţia de siloxan sau compuşi organici de siliciu nu va depăşi 0,5 µg/l, pentru a permite utilizarea biogazului rezultat la producerea de energie electrică într-un motor cu ardere internă.
2.3 Cerinţe privind calitatea
efluentului, nămolului si reziduurilor rezultate
2.3.1 Calitatea efluentului
Calitatea efluentului deversat la ieşirea din staţia de epurare (după tratarea biologică) corespunde Directivei UE 91/271/EEC referitoare la Tratarea apelor uzate urbane pentru „Zone puţin sensibile” şi are următorii parametri:
CCO mg/L 125
CBO5 mg/L 25
Total SS mg/L 35
Notă: concentraţii medii zilnice pentru un număr definit de măsurări.
Este posibil ca în viitor râul Buzău să devină „Zonă sensibilă”, de aceea proiectul va asigura posibilitatea conformării cu noile cerinţe (vezi par.4.5).
2.3.2 Calitatea nămolului
Nămolul rezultat în urma centrifugării va avea o concentraţie de materie solidă uscată de minimum 25%. Instalaţiile de deshidratare şi tratare vor funcţiona fără întrerupere (7/24).
2.3.3 Tratarea deşeurilor
Refuzul de grătar va avea, dupa compactare, un conţinut de minim 25% materie uscată. Reziduul în urma deznisipării va avea un conţinut de materie organică de cel mult 30% şi un conţinut de materie uscată de cel puţin 50%.
Grăsimile se colecteaza în puţuri special destinate din care se poate extrage în vederea evacuării cu ajutorul unei vidanje.
2.4 Elementele principale ale procesului de
tratare
2.4.1 Introducere
Procesul de tratare prezentat în continuare asigură realizarea parametrilor efluentului descrişi mai sus şi utilizarea la maximum a construcţiilor existente în perimetrul staţiei de epurare Buzău. Etapele procesului sunt ilustrate grafic în schema tehnologică a staţiei.
2.4.2 Tratarea apei uzate
Instalaţia a fost proiectată considerând cel puţin două linii paralele de tratare, după cum urmează:
-O conexiune nouă de la conducta de intrare a influentului în staţie la noua instalaţie de pre-tratare şi o măsură debit.
-Două grătare grosiere automate cu spaţii de 20 mm (cu conveior şi compactor) şi unul manual.
-Doua grătare fine automate cu spaţii de 6 mm (cu conveior şi compactor) şi unul manual.
-Două deznisipatoare/degresoare rectangulare, cu spălare nisip şi başă pentru grăsimi.
-Măsură şi control de debit apa pretratată cu derivare/extracţie controlată către/din rezervor tampon (modernizare rezervor existent).
-Două decantoare primare (modernizare DP 2, DP3).
-Staţie pompare intermediară pentru apa decantată şi staţie pompare nămol.
-Două rezervoare nămol activ, cu aerare prin barbotare şi de aerare înaintea decantării secundare (modernizare BA3, BA4).
-Două decantoare secundare circulare (modernizare DS4, DS5).
-Măsurare debit efluent şi racord la by-pass-ul general pentru deversare în râul Buzău.
2.4.3 Tratarea nămolului
- - Un îngroşator static de nămol (modernizare CN)
- - Două fermentatoare mezofilice (modernizare fermentatoare „noi” de 4000 mł).
- - Două rezervoare stocare nămol digerat (modernizare fermentatoare „vechi” de 750 mł).
- - Două instalaţii de deshidratare nămol prin centrifugare.
- - Evacuare cu bene sau în zona de stocare temporară.
2.5 Descrierea lucrărilor
Principalele lucrari ce vor fi executate se împart în:
- lucrări de demolare
- lucrări de reabilitare
- structuri noi
- lucrări generale de amenajare
Lucrări de demolare:
- Pretratarea ET1
- Pretratarea ET2
- Decantorul DP1
- Decantorul DS1
- Decantoarele DS2, DS3
- Staţiile de pompare SP1, SP4, SP5, SP8, SP9
- Bazinele de aerare BA1, BA2
- 2 rezervoare mici de stocare biogaz RG (ET1)
- coşul de lângă clădirea administrativă ce deserveşte actuala centrala termică
- paturile de uscare
Lucrări de reabilitare a structurilor existente:
- Decantoarele primare DP2, DP3
- Bazinele de aerare BA3, BA4
- Decantoarele DS4, DS5
- Îngroşatorul CN
- 2 Fermentatoare de 4000 m3 (ET3)
- 2 Fermentatoare de 750 m3 (ET1) - transformate în bazine de stocare nămol digerat
- Camera vanelor de la fermentatoare
- Bazinul de stabilizare - transformat în bazin tampon de stocare
- Atelierul mechanic - transformat în clădire de producere a energiei termice şi electrice
- Clădirea administrativă, şi centrala termică - transformată în clădire administrativă.
- Staţiile electrice şi de transformare
Lucrările de reabilitare şi modernizare vor consta (după caz) în următoarele:
- reparaţii de structură,
- reparaţii de suprafaţă, protecţii speciale
- dacă structurile din beton şi de suprafaţă sunt în bună stare, se va prevedea o simplă acoperire de protecţie de impermeabilizare
- refacerea izolatiei termice
Structuri noi:
- Clădirea pretratării
- Staţia de pompare (pentru apa decantată şi nămol)
- Clădirea suflantelor
- Clădirea de deshidratare a nămolului
- Zona de stocare a nămolului
- Atelierul mecanic
- Staţia de producere apă industrială
Lucrări generale:
- Reţeaua de conducte tehnologice subterane
- Drumuri de acces în interiorul staţiei
- Amenajări generale, îngrădiri
Schema
tehnologică de principiu şi caracteristicile procesului de epurare
2.6 DESCRIEREA PROCESULUI DE TRATARE
2.6.1 Intrarea influentului în staţia de epurare
Principiul de fucţionare
Apa uzată este adusă la staţie printr-un colector de secţiune ovoidă 2.600/1.650 mm. Înainte de accesul în camera de intrare existentă se va realiza o cameră de distribuţie cu un racord către noua linie de pre-tratare.
Este realizată pentru a putea direcţiona influentul către noua linie de pre-tratare şi este prevăzută cu un bazin de retenţie pentru reţinerea unor elemente de mari dimensiuni care pot fi aduse de fluxul de apă uzată şi care nu pot fi înlăturate automat la grătarele grosiere. Aceste elemente vor fi înlăturate periodic din bazin cu ajutorul unui mijloc de transport.
O fosă septică va fi prevăzută lângă bazinul de stocare. După trecerea prin echipamentul de clasare-compactare, deşeurile vor fi stocate într-un bazin şi pompate către staţia de pompare de intrare. Acest debit va fi măsurat pentru a controla debitul total tratat de staţie.
2.6.2 Pretratarea
Principiul de fucţionare
Noua structură a pretratării este alcătuită din grătare grosiere, o staţie de pompare, grătare fine şi deznisipatoare-degresoare.
Această structură va fi construită pe amplasamentul pretratării existente (ET 1).
2.6.2.1. Grătarele rare
Apa de la camera de intrare trece prin două canale prevazute cu grătare rare de 20mm. Se reţin impurităţile de dimensiuni mari protejând astfel pompele din aval.
Deşeurile sunt evacuate prin intermediul une benzi transportoare într-un compactor cu posibilitatea distribuirii în bene.
Fiecare canal poate fi izolat prin batardouri, amonte şi aval de grătar.
Postul este conceput astfel încât în caz de intervenţie pentru întreţinere, fiecare grătar să poată fi izolat, debitul corespunzător fiind preluat de celălalt grătar.
Pentru a asigura nivelul maxim de performanţă al echipamentului, luând în consideraţie şi adâncimea canalului, funcţionarea grătarelor este complet automatizată. Funcţionarea va fi ciclică, la anumite intervale de timp şi funcţie de gradul de colmatare a grătarului.
Cele două grătare pot fi complet izolate, debitul corespunzător fiind preluat de un canal de rezervă, prevăzut cu un grătar manual (50mm), în cazul unei căderi a reţelei electrice.
Deşeurile
de la grătarele rare
Deşeurile grosiere sunt colectate de un transportor ce le descarcă în pâlnia unui compactor, cu rolul de a reduce volumul şi conţinutul de apă al deşeurilor înainte ca acestea să fie stocate.
Pentru stocare s-au prevăzut două bene de stocare alimentate de o pâlnie mobilă.
2.6.2.2. Staţia de pompare apă brută
După înlăturarea deşeurilor grosiere, apa este ridicată prin intermediul a trei pompe centrifuge submersibile (două în funcţiune şi a treia stand - by), echipate cu variator de frecvenţă şi capabile să transporte un debit de 5.750 m3/h.
În timpul sezonului ploios, dacă debitul de intrare depăşeşte capacitatea pompelor, surplusul este deversat peste o lamă deversoare instalată în staţia de pompare şi descărcat spre râu prin intermediul unei conducte noi de „by-pass”.
2.6.2.3. Gratarele fine
Apa este trecută apoi prin două grătare fine automate de 6mm.
Cele două grătare sunt dimensionate pentru un debit de 5.750 m3/h. Pentru a asigura nivelul maxim de performanţă al echipamentului, luând în consideraţie şi adâncimea canalului, funcţionarea grătarelor este complet automatizată. Funcţionarea va fi ciclică, la anumite intervale de timp şi funcţie de gradul de colmatare a grătarului.
În caz de intervenţie pentru intreţinere la unul din grătare, debitul va fi preluat de grătarul rămas în funcţiune şi de un grătar manual de 20 mm, montat într-un al treilea canal de by-pass. Se montează rame pentru batardouri în amonte şi aval de fiecare grătar. Un set de batardouri este prevăzut pentru izolarea unuia din canale.
Deşeurile
de la grătarele fine
Deşeurile de la grătarele fine sunt colectate de un transportor ce le descarcă în pâlnia unui compactor aflat la parterul clădirii. După compactare, sunt distribuite în două bene prin intermediul unei pâlnii rotative.
2.6.2.4. Deznisiparea - degresarea
În această fază, apa de intrare conţine cantităţi mari de nisip şi grăsimi, ce pot crea mari deficienţe pe parcursul procesului de tratare. Nisipul produce erodări şi uzuri premature ale echipamentelor şi poate crea depuneri în bazinele de proces.
Atât nisipul, cât şi grăsimile vor fi înlăturate în două structuri rectangulare din beton. Volumul camerelor a fost dimensionat pentru a asigura timpul de retenţie pentru separarea nisipului de materia în suspensie şi pentru a colecta grăsimile la suprafaţă.
Structura constă într-un bazin rectangular prevăzut cu pâlnii pentru colectarea nisipului la unul din capete şi va fi echipat cu:
- Turbine de aerare pentru a deplasa grăsimile la suprafaţa apei,
- Un pod raclor pentru colectarea grăsimilor la suprafaţă şi a nisipului de pe fundul bazinului,
- Pompe de nisip pentru extragerea nisipului din pâlniile bazinului.
Podul raclor este conceput să lucreze peste un singur canal, având asfel o fiabilitae mai mare.
Apa este alimentată prin partea superioară a bazinului. Aerul este insuflat de către turbinele aeratoare amplasate la 2.5m sub nivelul apei, pe pereţii laterali ai fiecărui bazin. Apa are un traseu spiralat controlat de-a lungul bazinului, făcând asfel separarea nisipului de materia organică foarte eficientă. Viteza este un factor important pentru buna funcţionare a acestui post.
Flotanţii şi grăsimile plutesc la suprafaţa apei şi sunt raclate în jgheaburile instalate la capătul bazinului. Nisipul decantează pe fundul bazinului şi este colectat de raclor de fund spre cele două pâlnii. De aici, el este aspirat de către pompele de nisip situate în încăperea adiacentă şi trimis către spălătorul de nisip.
Separatorul
de nisip
Nisipul este pompat către separatorr, care reduce volumul de apă precum şi o parte din materiile organice. Spălătorul de nisip este amplasat în zona benelor.
Separtatorul este alcătuit dintr-o pâlnie în care nisipul decantează pe fund, de unde este ridicat cu un şurub şi descărcat într-unul din cele două containere prin intermediul unei pâlnii rotative.
Supernatantul curge gravitaţional către staţia de pompare.
Colectarea
grăsimilor şi flotanţilor
Grăsimile colectate în jgheabul de grăsimi sunt descărcate într-o başă de grăsimi. Aceasta este echipată cu un racord de golire pentru camion.
2.6.2.5. Măsurarea debitului şi transferul apei pluviale
Apa care iese din deznisipatoare trece într-un canal de ieşire echipat cu un deversor şi o vană de perete\de reglare, motorizată, pentru limitarea debitului către următoarea fază de tratare.
Debitul apei la ieşirea din tratamentul primar este măsurat printr-un canal VENTURI.
Vana de reglare se închide parţial dacă este atins debitul de 3.000 m3/h. Aceasta va crea o diferenţă de nivel în amonte, iar apa deversează peste lama deversoare. Tot debitul în excess este trimis către bazinul tampon.
2.6.2.6 Bazinul tampon
Bazinul de stabilizare dezafectat va fi transformat în bazin tampon. Va fi prevăzută o pantă de 3% pentru a facilita golirea şi curăţarea bazinului.
Patru pompe ejectoare permit curăţarea fundului bazinului, antrenând sedimentele în suspensie atunci când începe golirea bazinului.
La sfârşitul perioadei ploioase, două pompe submersibile instalate într-o başă a bazinului vor trimite apa înapoi catre ieşirea deznisipatoarelor.
Când capacitatea de stocare de 5.000 m3 este depăşită, cantitatea în exces este deversată către noua conducta de by-pass DN 1400.
2.6.3 Tratarea primară
2.6.3.1 Camera de distribuţie
După faza de pretratare şi reglarea debitului maxim de tratare în funcţionare normală, apa trece în faza de tratament primar.
S-a prevăzut o camera de distribuţie către cele două decantoare primare care împarte debitul în două părţi egale prin intermediul unor lame deversoare. Fiecare linie de tratare poate fi izolată prin intermediul unor vane de perete manuale.
2.6.3.2 Decantoarele primare
Decantoarele primare existente DP2 si DP3 vor fi refolosite. Echipamentele principale, podul, deversoarele, jgheabul de flotanţi se schimbă, iar construcţia din beton se reabilitează. Nămolul primar decantează şi se concentrează pe fundul bazinului. Un raclor de fund direcţionează nămolul către centrul bazinului de unde este preluat şi pompat către îngroşatorul de nămol. Fiecare bazin va fi echipat cu câte o staţie de pompare nouă. Camera vanelor existentă va fi extinsă pentru instalarea noilor pompe centrifuge. Vor fi instalate două pompe în funcţiune şi una stand - by, astfel încât dacă una din pompe este scoasă din funcţiune, nămolul poate fi extras.
Dupa decantare, apa trece către bazinele biologice, prin canalul exterior existent. La capătul canalului va fi construită o nouă cameră de conexiune care transferă apa către noua staţie de pompare intermediară care alimentează bazinele biologice.
2.6.4 Tratarea biologică
Principiul tratării propuse
2.6.4.1 Staţia de pompare intermediară
Staţia existentă, cu şuruburi arhimedice, va fi demolată şi se va construi o nouă staţie de pompare cu pompe submersibile. Această nouă structură va include staţia de pompare intermediară pentru apa decantată şi staţia de pompare nămol.
Staţia de pompare intermediară va fi dotată cu 3 pompe axiale în tub cu variator de frecvenţă. Ele vor ridica apa decantată în acelaşi canal cu nămolul de recirculare. Cele două fluide vor fi amestecate înainte de a fi distribuite în tancurile iologice.
Echirepartiţia este asigurată de un sistem de lame deversoare reglabile, fiecare alimentând câte o linie de tratare.
Fiecare bazin biologic poate fi izolat prin vane de perete pentru întreţinere.
În cazul în care una din linii nu funcţioneză, întregul debit va fi dirijat într-un singur bazin. Bazinele şi lamele deversoare au fost concepute hidraulic pentru a lucra la debitul de calcul de 2.300 m3/h.
Totuşi, garanţiile de proces nu sunt asigurate pentru acest tip de operare, la încarcare maximă a staţiei.
2.6.4.2 Tratarea biologică
Tratarea biologică se bazează pe procesul de nămol activ de încarcare medie, ce constă în iniţierea şi dezvoltarea unei culturi de bacterii în bazinul de nămol activ. Coloniile de bacterii prezente în stadiu latent în apă absorb şi folosesc poluanţii ca nutrient pentru dezvoltare.
În amonte de bazinele de aerare trebuie prevăzută o zonă de contact sau anoxi pentru a asigura o încărcare optimă a flooanelor.
Cele două bazine biologice BA3, BA4 vor fi refolosite după reabilitare şi înlocuirea echipamentelor (sistemul de aerare şi deversoarele).
Va fi creată o zonă de contact în amonte de zona de aerare prin intermediul unui perete intermediar. Amestecul de nămol recirculat şi apa decantată va trece mai întâi printr-o zonă anoxică prevăzută cu mixere; aceasta va permite asigurarea unei încărcări optime şi evită creşterea bacteriilor.
Aerarea va fi realizată prin difuzoare de aer. Aerarea nu asigură numai oxigenul necesar menţinerii în viaţă a bacteriilor şi optimizarea procesului, ci contribuie şi la menţinerea în suspensie a lichiorului mixt.
Efluentul este descărcat continuu din bazinele biologice BA3, BA4 şi trimis gravitaţional către decantoarele DS4, DS5 unde este decantat nămolul secundar iar supernatantul este deversat către ieşirea din staţie.
Nămolul activ se depune pe fundul clarificatoarelor şi returnat către staţia de pompare, amplasată în aceeaşi structură cu staţia de pompare a apei decantate. Ambele, apa din decantoarele primare şi nămolul recirculat, vor fi pompate într-un canal comun unde sunt amestecate şi distribuite în mod egal în cele două bazine biologice.
2.6.4.3 Insuflarea oxigenului; Clădirea suflantelor
Concentraţia de oxigen în bazin este controlată automat prin intermediul unui senzor de oxigen dizolvat pe fiecare linie de tratare care setează funcţionarea suflantelor.
Aerul de proces pentru bazinele de aerare va fi furnizat de trei suflante (două în funcţiune şi una stand - by) instalate într-o clădire nouă, lângă bazinele de aerare. S-a optat pentru o configuraţie cu distribuţie comună. În scopul de a minimiza consumurile de energie, suflantele vor fi echipate cu variatoare de frecvenţă pentru a asigura în permanenţă producţia de aer corespunzătoare nivelului de oxigen.
În cazul în care valoarea coef. a= 0.7 nu este bună, este posibilă funcţionarea cu trei suflante. De fapt, în experienţa de exploatare s-a observat o variaţie semnificativă a lui alpha între 0.3 şi 0.8 în funcţie de calitatea apei şi de condiţiile de operare.
Când necesarul de oxigen este diferit pe fiecare linie, este prevăzută câte o vana de reglare per bazin pentru a asigura o distribuire corectă a aerului.
2.6.4.4 Deaeratorul
La finalul procesului biologic, efluentul mixt trebuie direcţionat către clarificatoare, unde nămolul decantează, iar apa decantată corespunde cerinţelor de descărcare.
Înainte de descărcarea finală şi în scopul evitării trecerii aerului în clarificatoare, care ar interfera cu procesul de decantare, va fi creată o zonă de deaerare prin intermediul unor pereţi intermediari creaţi în bazinele biologice. Zona va fi proiectată astfel încât să asigure un timp de retenţie suficient ca şi cele mai fine bule de aer să fie eliminate în atmosferă.
Flotanţii sunt înlăturaţi manual de la suprafaţa deaeratorului din ambele bazine şi transferaţi într-un put de grăsimi lângă care este prevăzută o staţie de pompare a flotanţilor.
2.6.4.5 Decantoarele secundare
În continuarea procesului biologic, nămolul activ trebuie separat de de lichiorul mixt în scopul de a obţine cerinţele de calitate ale efluentului.
Cele două clarificatoare cu sucţiune DS4, DS5 vor fi refolosite după reabilitare şi înlocuirea echipamentelor principale, în special a podului cu sucţiune.
Sistemul de raclare, prevăzut cu tuburi, permite colectarea rapidă a nămolului sedimentat. Raclorul metalic în forma de V, prevăzut cu lamele din cauciuc, dirijează nămolul în unghiul interior al raclorului, unde sunt amplasate tuburile de aspirare. Aceste tuburi asigură de altfel şi susţinerea raclorului, tuburile fiind conectate la un colector (superior) care primeşte nămolul şi este fixat sub pod.
Nivelul nămolului în colector este menţinut prin sifonare la un nivel mai scăzut decât acela al efluentului din bazinul de clarificare, nămolul de pe fund ridicându-se prin efect hidrostatic.
Colectarea
flotanţilor
Un raclor de suprafaţă fixat pe podul rotativ va colecta flotanţii într-o pâlnie ce va fi conectată la o nouă başă de flotanţi construită lângă DS5. Această başă de flotanţi va fi în legatură cu cea similară de la Decantorul DS4 şi cu cea de la deaerator.
Noua başă de flotanţi va fi echipată cu pompe de flotanţi care va refula flotanţii la clădirea pretratării sau va fi încărcată într-o cisternă şi transportată în afara staţiei.
2.6.4.6 Staţia de pompare pentru recircularea nămolului
Nămolul de la decantoarele secundare este colectat de o conductă comună care alimentează staţia de pompare nămol amplasată lângă staţia de pompare intermediară.
Capacitatea staţiei de pompare este proiectată pentro o recirculare de max. 100% la debitul maxim din tratarea biologică (150% din debitul mediu).
Pompele de nămol în exces vor fi amplasate în aceeaşi cameră cu cele de recirculare şi vor refula nămolul către îngroşator.
Reglarea
debitului de nămol
Întrucât nămolul de la ambele decantoare sunt colectate de o conductă comună, pe fiecare ieşire de la Decantor vor fi instalate vane de reglare automate şi debitmetre electromagnetice pentru reglarea individuală a debitului. Prin folosirea debitmetrelor, va fi posibil controlul debitului şi se vor regla vanele pentru a extrage acelaşi debit de nămol din ambele clarificatoare.
Procesul propus prevede un tratament biologic în deplina concordanţă cu standardele impuse efluentului.
Temperatura de calcul este de 10oC şi calculele pentru aerare vor fi pentru temperatura maximă de 20oC.
Dimensiunile bazinelor
- Numărul */ m 4.25
Condiţii de funcţionare
- Temperatura
efluentului 0C 10
- Vechimea nămolului zile 5.5
- Încărcarea volumică kg CBO5/mł/zi 0.635
- Încărcarea masică kg CBO5/kg SS/zi 0.207
- Producţia de nămol biologic kgSS/ zi 8 620
- Cant.de nămol extras kgSS/ zi 7 240
- Conţinutul volatil % 88
- Concentraţia de MLSS în bazinul biologic g/l 3.0
- Indicele nămolului g/ml 150
Necesarul de oxigen
- Temperatura
0C 20
- Concentraţia de O2 mg/l 0.8
- Valoare Alpha (tender data vol. IIIA, sec2.A) - 0.7
- Factor de corecţie K 0.64
- Necesarul de oxigen O2 zilnic kgO2/d 7 260
- Coef. de debit maxim 1.3
- Necesarul maxim de O2 real kgO2/h 393
- Necesarul maxim de O2 standard kgO2/h 614
- Debitul de aer zilnic Nmł/zi 172 290
- Debitul maxim de aer Nmł/h 9 330
- Numărul de suflante în funcţiune u 2 (echipate cu VFD)
- Numărul de suflante stand - by u 1
- Capacitatea maximă a suflantei Nmł/h 4 850
- Presiunea diferenţială mbar 560
Decantoarele secundare
- Debitul maxim de intrare mł/h 3 000
- Debitul mediu mł/h 1 920
- Numărul bazinelor u 2
- Diametrul m 45
- Adâncimea apei m 2.8
- Suprafaţa/ bazin m˛ 1 590
- Viteza Hazen la Qmax 3 000 mł/h m/h 0.9
- Viteza Hazen la Qmediu m/h 0.6
Staţia de pompare de nămol (de recirculare şi în exces)
- Numărul pompelor de recirculare u 2 + 1 stand-by
- Capacitate mł/h 1 500
- Procentul de recirculare la debitul maxim % 100
- Procentul de recirculare la debitul mediu % 150
- Numărul pompelor de nămol în exces u 1 + 1 stand-by
- Capacitate mł/h 70
- Cant. de nămol biologic extrasă kgSS/zi 7 240
- Concentraţia g/l 6-8
- Volumul zilnic mł/zi 1 200
- Timpul de operare h/zi 17
2.6.5 Extinderea viitoare a tratării biologice (înlăturarea azotului şi fosforului)
În viitor, râul Buzău poate fi declarată zonă „delicată” sub directivele UE. În consecinţă, ar putea fi impusă limita concentraţiei de azot în apă de 10mg/l şi limita concentraţiei de fosfor de 1mg/l (valori anuale).
Proiectul prevede rezervarea unui spaţiu în vederea unei extinderi viitoare, iar camerele de distribuţie sunt concepute pentru viitoare conexiuni.
2.6.6 Tratarea nămolului
Obiectivul principal al tratării nămolului este concentrarea materiei organice şi solide prin îngroşare şi deshidratare prin tehnologii simple.
Un alt obiectiv al tratării nămolului este stabilizarea şi reducerea cantităţii de nămol prin digestie anaerobică şi recuperarea de biogaz care prin arderea în motoarele cu cogenerare va furniza energie electrică şi termică, conducând la reducerea substanţială a costurilor de operare ale staţiei.
Se vor folosi la maximum structurile existente.
2.6.6.1 Descrierea procesului
Cantitatea totală de nămol ce va fi tratată este alcătuită din nămolul primar provenit de la decantoarele primare şi nămolul biologic în exces.
Instalaţia de tratare a nămolului va funcţiona 6 zile/săptamână, 24 ore/zi şi va include următoarele faze :
Proiectul prevede reabilitarea „fermentatoarelor mari” existente şi transformarea „fermentatoarelor mici” în rezervoare de stocare pentru nămolul digerat. Volumul semnificativ al acestor două structuri oferă posibilitatea de stocare a nămolului digerat în timpul week-end-ului şi posibilitatea de funcţionare a centrifugelor 5 zile pe săptămână. Aceasta conferă o mai mare flexibilitate în funcţionarea instalaţiei.
Producţia maximă de nămol la debitul de calcul a fost calculată pentru temperatura de 100C.
- Nămol primar (7 zile/săpt.) kg SS/zi 8 590
g/l 15
- Nămol biologic (7 zile/săpt.) kg SS/zi 7 240
g/l 6 - 8
Îngroşatorul gravitaţional este cel mai simplu proces de decantare şi cu un consum minim de energie. Prin efectul gravitaţiei nămolul decantează pe fundul îngroşatorului.
Faptul că dimensiunea îngroşatorului existent este suficientă pentru a trata cantitatea de nămol produsă, permite reabilitarea lui în scopul tratării întregii cantităţi de nămol (primar şi biologic).
În plus, în comparaţie cu tratamentele mecanice, acest proces nu necesită adaos de reactivi de îngroşare. Este un procedeu de uşor de exploatat, reducând drastic perioada de întreţinere datorită limitării echipamentului mecanic.
Într-o astfel de structură, îngroşarea nămolului îmbunătăţită de un raclor instalat în bazinul de nămol. Acest echipament ajută în special separarea apei de nămol. Supernatantul (apa şi solidele nedecantabile - mici cantităţi de nămol primar) se evacuează primetral prin deversare.
Raclorul direcţionează nămolul de pe toată suprafaţa spre centrul bazinului de unde este pompat către următoarea fază: fermentarea.
În funcţionarea cu nămol mixt, performanţele de îngroşare la ieşire sunt între 33 şi 40 g/l, valoare suficientă pentru a garanta un timp de retenţie mai mare de 15 zile în fermentatoarele mezofilice şi o concentraţie rezonabilă pentru faza de deshidratare.
Fermentarea
anaerobă
Prin stabilizarea nămolului se urmăreşte reducerea eventualilor poluanţi reziduali:
- Mirosurile datorate fermentaţiei de putrefacţie părţii biodegradabile a nămolului
- Bacterii datorate prezenţei microorganismelor
Stabilizarea biologică înlătură o parte din fracţiunea biodegradabilă (uzual considerată ca substanţă solidă volatila – VSS) şi produce mai mult nămol stabilizat.
Fermentarea biologică anaerobă se desfaşoară la 33-37 oC. Este un procedeu clasic, foarte cunoscut.
În reactorul mezofilic anaerob, materia organică suportă mai întâi o reacţie de hidroliză acidă, urmată de o fază de gazeificare.
2.6.6.2 Lucrări ce urmează a fi executate
Reabilitarea
îngroşatorului de nămol
Îngroşatorul existent va fi reabilitat.
Echipamentele mecanice principale (raclorul, lama deversoare) se vor înlocui.
Lângă îngroşator va fi construită o nouă staţie de pompare pentru extragerea nămolului şi transferul lui către fermentatoare.
Reabilitarea
fermentatoarelor « mari » existente (4000 m3 )
Fermentatoarele existente de 4000 m3 se vor reabilita. Va fi refacută izolaţia termică.
Echipamentele mecanice principale vor fi înlocuite. De asemenea vor fi înlocuite toate vanele conductele şi echipamentele din camera vanelor.
Pentru a menţine o temperatură constantă în fermentatoare se va prevede un sistem de recirculare a nămolului printr-un sistem de schimbătoare de căldură.
Reabilitarea
fermentatoarelor « mici » existente (750 m3 )
Fermentatoarele existente de 750 m3 se vor transforma în rezervoare de stocare pentru nămolul digerat. Agitatoarele existente se vor demonta şi se vor instala agitatoare rapide pentru menţinerea în suspensie a nămolului. Staţia de pompare nămol digerat către deshidratare este alcătuită din două pompe cu şurub (1+1 stand - by) şi va fi amplasată în camera vanelor.
Stocarea
biogazului
Biogazul rezultat din fermentarea nămolului este stocat într-un rezervor de biogaz.
Rezervorul actual de biogaz va fi demontat şi pe vechiul amplasament va fi instalat un nou rezervor. Lângă rezervorul de biogaz se va instala o flacără pentru arderea gazului în exces.
Centrala
electro-termică
Energia necesară procesului este asigurată de cogeneratoarele de biogaz.
Acestea vor fi instalate în clădirea reabilitată pe vechiul amplasament al atelierului mecanic. O parte din pereţii interiori vor fi demolaţi şi interiorul clădirii va fi recompartimentat corespunzător noilor funcţiuni: încăperea cogeneratorului, încăperea cazanelor, staţia de dozare FeCl3.
Cogeneratorul furnizează energie electrică şi termică pentru întreţinerea procesului şi nevoile de încălzire ale clădirii administrative.
Cazanele de apă caldă vor funcţiona în timpul perioadei de întreţinere a cogeneratoarelor şi pot funcţiona cu combustibil sau cu biogaz. De aceea, lângă clădire se va instala un rezervor de combustibil îngropat şi va fi prevăzut un coş pentru evacuarea gazelor arse.
Pentru asigurarea necesarului de clorură ferică, lângă clădire va fi amplasat un rezervor de stocare. Reactivul este necesar în procesul de tratare a nămolului şi în procesul de tratare biologică. În interiorul clădirii se vor instala pompele de dozare.
Încăperile transformatoarelor şi camera electrică adiacentă vor fi reabilitate şi se vor înlocui echipamentele existente.
Deshidratarea
nămolului
Pentru tratarea nămolului după fermentare se va construi o clădire nouă.
La etajul clădirii se vor instala centrifugele şi camera electrică, iar la parter sunt prevăzute o încăpere pentru prepararea reactivilor, precum şi başa de colectare a apei rezultate din procesul de deshidratare. De asemenea, lângă clădire este prevăzută o zonă de stocare temporară a nămolului.
Nămolul fermentat este pompat către centrifuge unde va fi separată o mare cantitate din apa conţinută de nămol. Vor fi instalate două centrifuge (1+1 stand - by).
În procesul de centrifugare este necesară injectarea de soluţie de polimer. Acesta reduce stabilitatea coloidală, creşte dimensiunea particulelor (floculare) şi implicit capacitatea de separare a apei de nămol. Această fază asigură performanţele cerute, de 25% materie uscată.
La ieşirea din centrifuge, nămolul este descărcat pe un transportor cu bandă care are posibilitatea să îl distribuie în două containere sau în zona de stocare temporară.
Nămolul va fi transportat din zona de stocare temporară cu ajutorul unui încărcător frontal şi va fi descărcat într-unul din compartimentele zonei de stocare.
Stocarea
nămolului
În apropierea clădirii de deshidratare a nămolului va fi amenajată o zonă de stocare a nămolului pentru o perioadă de trei luni. Zona de stocare va avea o suprafaţă de 2.000 m2. Construcţia este alcătuită din patru compartimente. Se va prevedea o uşoară pantă platformei pentru facilitarea drenajului. De asemenea va fi prevăzut un sistem de drenaj conectat la başa de supernatant de la clădirea de deshidratare a nămolului.
2.6.7 Lucrări auxiliare
2.6.7.1 Başa de colectare a apei de drenaj
Apa rezultată din procesul de deshidratare şi din zona de stocare, precum şi apa reziduală provenită de la spălarea echipamentelor este colectată într-o başă amenajată în clădirea de deshidratare a nămolului. De aici ea va fi transferată la intrarea în staţie şi va fi reintrodusă în proces.
Başa va fi prevăzută cu o staţie de pompare echipată cu 2 pompe centrifuge submersibile (1+1 în aşteptare).
2.6.7.2 Producţia de apă industrială
Apa industrială este necesară pentru :
- Spălarea instalaţiilor şi echipamentelor
- Diluţia polimerilor înainte de amestecul cu nămolul fermentat.
Apa rezultată la ieşirea din staţia de tratare corespunde acestor cerinţe. De aceea, lângă structura din beton pentru măsurarea debitului de apă tratată la ieşirea din staţie, va fi prevăzută o mică încăpere în care se va instala o staţie compactă de producere a apei industrială formată din două pompe tip Booster şi un rezervor de 1000 l.
2.6.7.3 Apa potabilă
Apa potabilă este necesară în staţie pentru instalaţiile sanitare din clădirea administrativă şi atelier, precum şi pentru obţinerea soluţiei de polimer.
Pentru sistemul de hidranţi este prevăzută ridicarea presiunii apei potabile de la 2 la 4 bar.
2.6.7.4 Căminele de vizitare şi căminele pentru debitmetre
Pentru canalul din beton care asigură by-passul staţiei sunt prevăzute cămine de vizitare.
De asemenea sunt prevăzute cămine pentru instalarea debitmetrelor.
2.6.7.5 Clădirea administrativă
Actuala clădire administrativă va fi complet renovată şi recompartimentată. De asemenea va fi construită o clădire nouă adiacentă actualei clădiri administrative alcătuită din parter şi etaj unde vor fi instalate laboratorul şi Camera de Control.
2.6.7.6 Atelierul
Pentru lucrările de reparaţii şi întreţinere a echipamentelor s-a prevăzut construirea unui nou atelier, lângă care s-a prevăzut un garaj pentru camioane.
2.6.8 Reţele exterioare de conducte
Lucrările de reţele de conducte exterioare vor fi executate respectând normativele în vigoare, la adâncimi inferioare adâncimii de îngheţ.
2.6.9 Alimentarea electrică a amplasamentului
Alimentarea cu energie electrică a staţiei de epurare este asigurată, la ora actuală, prin intermediul a 2 LEA de 20 kV fiecare, provenind de la staţiile electrice de 20 kV „Siloz” şi respectiv „Cânepă”. Fiecare linie alimentează câte un punct de transformare de 20/0,4 kV, reperate drept PT97 şi respectiv PT5. Fiecare post de transformare este echipat cu câte 2 transformatoare de 400 kVA fiecare. La PT5 transformatoarele sunt montate în interior, iar la celălalt sunt montate în exterior. Cele două posturi de transfomare sunt legate în buclă. Echipamentul aferent sistemului de alimentare, transformare şi distribuţie a energiei electrice este învechit, degradat, greu de întreţinut şi departe de a prezenta siguranţă în exploatare.
Soluţia propusă pentru reabilitarea staţiei de epurare implică restructurarea sistemului de alimentare astfel încât să corespundă pe deplin necesităţilor energetice ale staţiei de epurare, cu asigurarea funcţionării fără întreruperi şi cu economisirea energiei consumate prin aportul energiei recuperate din procesul de epurare. Se păstrează postul de transformare PT5 care are o situare mai centrală în cadrul staţiei de epurare. Acesta va fi reabilitat, reechipat şi dublu alimentat de la cele 2 linii sus-amintite, „Siloz” şi „Cânepă”. Va fi echipat cu câte 2 transformatoare dimensionate corespunzator necesităţilor (1250 kVA), incluzând şi rezerva disponibilă de putere. Un generator ce funcţionează cu biogazul provenit din procesul de epurare va injecta pe partea de j.t., în paralel cu sistemul de alimentare descris, o cantitate semnificativă de energie electrică (581 kVA) disponibilă 11 luni/an. Tot echipamentul electric satisface normele europene şi române, prezentând siguranţă şi performanţă în exploatare.
2.6.10 Automatizarea şi monitorizarea procesului
Actualmente staţia de epurare prezintă un grad extrem de redus de automatizare, în absenţa unui sistem de monitorizare centralizat.
OTV propune un sistem modern de automatizare şi monitorizare a proceselor staţiei de epurare. Este un sistem de comandă distribuit, bazat pe automate programabile, având conducere centralizată. Semnalele din proces, provenite de la aparatele de măsură (instrumentaţie), precum şi cele provenind de la echipamentele de acţionare a utilajelor sunt preluate de către aceste automate programabile, sunt prelucrate şi apoi sunt emise semnale de comandă şi reglare către proces.
Această arhitectură asigură un grad ridicat de siguranţă şi disponibilitate.
Diferitele automate programabile sunt conectate între ele şi comunică şi cu staţiile operator şi server SCADA (sistem centralizat de achiziţie a datelor şi automatizare) prin intermediul unei reţele industriale de date.
Sistemul SCADA cuprinde:
- 2 staţii operator şi server cu rol în monitorizarea şi controlul proceselor, arhivarea datelor,
- 1 imprimantă color pentru grafice,
- 1 imprimantă A/N pentru rapoarte şi mesaje de alarmă.
2.6.10 Sistemul de ventilaţie şi încălzire
În clădiri, aspiraţia şi extracţia aerului au fost concepute astfel încât să fie evitată stagnarea stratului de aer şi circularea aerului cu extragerea aerului viciat cât mai aproape de sursă.
Pentru încăperile cu risc de acumulare a gazelor, se face extracţia aerului la nivel inferior, la nivel superior, dar şi sub capace dacă este posibil (ex. canalele pentru grătare).
În principiu, majoritatea clădirilor se află într-o uşoară depresiune faţă de exterior; aerul care compensează diferenţa de presiune este aspirat prin grile.
Pentru canalele acoperite, unde personalul nu are acces, sistemul de ventilaţie propus constă în menţinerea în depresiune faţă de exterior.
Camerele transformatoarelor, cele de înaltă tensiune, şi camerele electrice vor avea numai ventilaţie naturală prin grile de aspiraţie şi de extracţie a aerului.
Clădirea suflantelor cu cerinţe speciale de ventilaţie, va fi ventilată mecanic de 4 ventilatoare termostatate.
În scopul asigurării nivelului de zgomot impus în interiorul clădirii se vor instala atenuatoare de zgomot pe intrarea şi ieşirea aerului.
Încălzirea
În perioada sezonului rece încălzirea este asigurată prin aeroterme industriale alcătuite într-o baterie de încălzire şi un ventilator asamblate într-o carcasă.
Condiţiile climatice luate în calcul :
- Iarna °C - 20
- Vara °C 3
Se vor asigura temperaturi în perioada sezonului rece după cum urmează:
*
- În clădirea grătarelor °C +8
- În clădirea deshidratării nămolului °C +18
- În clădirea administrativă °C + 20
- În atelierul mecanic °C +18