|
|
|
PROCESUL TEHNOLOGIC AL STATIEI DE EPURARE CLUJ - NAPOCA
Date generale
Statia de Epurare a orasului Cluj-Napoca este amplasata pe malul stang al raului Somesul Mic in aval de municipiul Cluj-Napoca la distanta de 1700 m est de podul din strada Colectivistilor.
Statia de epurare a fost dimensionata pentru un debit de 2170 l/s.
Apele uzate ajunse in statia de epurare trec printr-o succesiune de constructii si instalatii in scopul curatirii si in final ajung in raul Somesul Mic care constituie emisarul canalizarii municipiului Cluj-Napoca.
Acesta s-a considerat pe tronsonul cuprins intre deversorul existent ,amplasat in apropiere de strada Tractoristilor si Statia de Epurare, avand o lungime de 1780 m.
Colectorul s-a racordat la canalizare prin intermediul unui deversor. Aceasta constructie permite deversarea apelor meteorice in timpul ploilor, catre statia de epurare va pleca numai debitul egal cu 2 x Qmaxim orar . Subtraversarea raului Somes se realizeaza prin trei conducte de otel Dn = 1000 mm inglobate intr-un manson de beton.
Adancimea medie a sapaturii pentru colectorul de acces este cuprinsa intre 2,5 - 3 m. Panta generala a colectorului este de 0,01%. Colectorul clopot s-a prevazut cu un radier din beton monolit si o bolta prefabricata din beton armat.
Colectorul a fost dimensionat pentru debitul corespunzator etapei finale si anume:
5900 l/s pe portiunea initiala, colector clopot 2800/1770 mm si
8000 l/s pe portiunea finala, colector clopot 3200/2030 mm
Se mentioneaza ca in portiunea finala s-a prevazut o sectiune mult mai mare deoarece in urgenta a II-a pe malul stang al Somesului se va executa un colector clopot 2000/1700 mm ce se va racorda in acest colector.
La intrarea in statie s-a prevazut un camin de avarie C.R. 1 in care s-a montat o stavila care blocheaza canalul de avarii.
A.1. Retinerea corpurilor si suspensiilor grosiere
A.2. Separarea nisipului si a grasimilor
A.3. Distribuirea apei prin pompare spre decantoarele primare
A.4. Masurarea debitului de apa uzata intrata
A.5. Decantarea primara
B. EPURAREA BIOLOGICA A APELOR UZATE ORASENESTI
B.1. Denitrificarea, eliminarea compusilor cu carbon si nitrificarea
B.2. Aerarea apei
B.3. Decantarea apei aerate
B.4. Recircularea namolului activ in bazinele de aerare
B.5. Evacuarea namolului activ in exces din sistemul de epurare biologica
B.6. Masurarea debitului de apa epurata evacuata in emisar
C.1. Concentrarea gravitationala a namolului activ in exces si a namolului primar
C.2. Pomparea namolul ingrosat in metantancuri
C.3. Fermentarea si stabilizarea namolului in metantancuri
C.4. Ingrosarea namolului fermentat
C.5. Deshidratarea namolului fermentat
C.6. Captarea gazului de fermentare
C.7. Valorificarea gazelor de fermentare
C.8. Evacuarea si depozitarea namolului deshidratat
A. EPURAREA MECANICA A APELOR UZATE ORASENESTI
Epurarea mecanica are rolul de retinere a corpurilor mari, suspensiilor grosiere, a nisipului, grasimilor si suspensiilor decantabile din apa uzata, prin procedee fizico-mecanice.
Degrosisarea
Degrosisarea se realizeaza pe doua linii, linia 1 fiind cea principala. Pe aceasta linie se poate prelua un debit Qmax = 2170 l/s in conditii normale de functionare (timp uscat), iar in cazul in care aceasta linie nu poate prelua tot debitul se introduce si pe linia 2, ambele linii putand prelua un debit teoretic Qmax = 5000 l/s.
I. Linia 1
Pe linia 1 separarea materialelor grosiere se realizeaza cu ajutorul unui gratar rar si a doua gratare dese.
Din camera de intersectie apele uzate intra in zona gratarului rar printr-un canal de alimentare cu adancimea h = 2,40 m si latimea l = 2,00 m. Gratarul este de tipul "Gratar plan automat integrat cu curatire mecanica ADIGRA" si are rolul de a retine si indeparta impuritatile grosiere a caror dimensiuni depasesc lumina gratarului. Gratarul are distanta dintre axe de 3600 mm, latimea de 1900 mm, lumina dintre bare de 100 mm si unghiul de inclinare la 65°. La baza gratarului are loc o insuflare cu aer pentru a impiedica sedimentarea impuritatilor.
Gratarul rar poate functiona atat in regim manual cat si in regim automat.
Dupa iesirea din gratarul rar fluxul este distribuit in doua canale, cate unul pentru fiecare gratar des. Gratarele dese poarta denumirea de "Gratar fin RO1 Rotamat HUBER". Rolul acestor gratare este de a separa, compacta si spala rejectiile din apa mai mari decat lumina gratarului (10 mm), dupa care sunt transportate in remorca, cu ajutorul careia sunt depozitate in locuri special amenajate.
Gratarele dese pot functiona in regim manual si in regim automat.
II. Linia 2
Are doua compartimente cu o capacitate de preluare de cca 1000 l/s pentru fiecare. La intrarea in linia de degrosisare, canalul este prevazut cu un gratar rar cu curatire manuala care retine suspensiile grosiere. Apoi acest canal se bifurca in doua canale prevazute cu gratare dese, cu curatire mecanica. Suspensiile retinute de gratarele dese se indeparteaza mecanic.
Gratarele dese pot functiona in regim manual si in regim automat.
A.2. Separarea nisipului si a grasimilor
Separarea nisipului se realizeaza pe 2 linii in desnisipatoare cuplate cu separatoare de grasimi.
Desnisipatoarele
I. Linia 1
Inainte de a ajunge la bazinele de desnisipare canalul de alimentare se imparte in doua canale, cate unul pentru fiecare bazin.
Rolul acestor bazine este de a decanta nisipul de-a lungul fundului bazinelor si de a separa prin flotatie grasimile din apele reziduale printr-o barbotare puternica cu aer. Bazinele de desnisipare functioneaza in stransa legatura cu bazinele de separare a grasimilor deoarece acestea comunica intre ele prin grilajele metalice existente intre bazine sub nivelul apei. Pe cate un bazin de desnisipare cuplat cu separator de grasimi se deplaseaza un pod raclor pe care este amplasat un brat prevazut cu un plug pentru a impinge nisipul in basa, de unde este pompat in utilajul de deshidratare a nisipului, si cu o lama racloare care colecteaza grasimile si le impinge intr-o cuva, de unde sunt pompate in fata gratarului rar.
Caracteristicile bazinelor de desnisipare cuplate cu separatoarele de grasimi:
volumul util de desnisipare V = 400,3 m3
volumul compartimentului de separare a grasimilor V = 200,74 m3
bazinul de desnisipare L = 36,35 m l = 2,6 m h = 6,05 m
bazinul separator de grasimi L = 34,85 m l = 2,4 m
Podurile racloare pot functiona atat in regim manual cat si in regim automat.
Linia 2 este formata din 3 compartimente. Timpul de trecere al apei este de 60 s la o lungime de 19 m , o latime de 2,55 m si o adancime a apei de 1,5 m.
Nisipul se evacueaza cu 3 pompe de nisip montate pe podul raclor, in canalul colector de unde este pompat spre linia noua de degrosisare prin intermediul unei alte pompe de nisip in fata gratarului rar.
A.3. Distributia apei prin pompare spre decantoarele primare
Statia de pompare ape uzate
Pompele de la statia de pompare ape uzate pompeaza apele uzate din bazinul de aspiratie in bazinul de distributie. Pompele statiei de pompare sunt in numar de 4, 3 in functiune si una de rezerva. Adancimea de pompare este hp = - 4,95 m, pompele intrand in functiune pe rand cate una odata cu atingerea fiecarui senzor de nivel, montati pe unul din peretii bazinului la o anumita distanta unul de altul. La intrarea in bazinul de distributie sunt prevazute clapete de sens cu contragreutati situate pe fiecare conducta de refulare.
Ulterior una din pompe a fost prevazuta cu convertizor de frecventa in scopul mentinerii constante a debitului evitandu-se astfel opriri si porniri repetate ale pompelor.
Pompele de ape uzate sunt marca Flygt model 7061.665 de 870 l/s.
Functionarea pompelor se poate face atat in regim manual cat si automat.
A.4. Masurarea debitului de apa uzata intrata
Masurarea debitului de apa uzata intrata se realizeaza prin intermediul a doua debitmetre electromagnetice amplasate pe cele 2 conducte prin care sunt alimentate cele 2 linii de decantoare primare.
Debitmetrele inregistreaza debitul momentan si contorizeaza volumul de apa intrat.
A.5. Decantarea primara
Decantarea primara este faza procesului de epurare in care se indeparteaza substantele insolubile din apa uzata , care in marea lor majoritate , se prezinta sub forma de particule floculente, precum si indepartarea substantelor usoare care plutesc la suprafata apei.
Prin curgerea apei uzate cu o viteza mica in bazine deschise , numite decantoare, are loc sedimentarea suspensiilor din apa uzata, pe radierul decantoarelor. Prin raclare, substantele sedimentate sunt dirijate in basa de colectare a namolului. Namolul este o suspensie concentrata formata din substante insolubile si apa.
Substantele usoare, care se ridica la suprafata apei sunt colectate cu ajutorul unei lame racloare, printr-un colector de grasimi amplasat in partea din aval a decantoarelor.
Decantoarele primare sunt de tip orizontal longitudinal si sunt grupate pe doua
linii.
I. Linia 1
Linia 1 are in componenta un grup de 4 decantoare primare cu dimensiunile: L = 70 m, l = 8,9 m, h = 2,9 m.
Volumul =1806,7 mc/bazin respectiv 7226,8 mc/4 bazine.
Aceste decantoare pot prelua un debit de ape uzate menajere de cca. 1200 l/s. Timpul de decantare este de cca. 1,7 ore.
Bazinele decantoare sunt alimentate din bazinul de distributie al pompelor de ape uzate, amplasat in amonte de decantoare, printr-o conducta din otel cu diametrul Dn 1400 mm. Inainte de debitmetrul electromagnetic montat pe conducta diametrul acesteia se reduce la Dn 1200 mm. Apa intra intr-un bazin de distributie dupa care in cate un jgheab aferent fiecarui bazin prin cate 2 guri de alimentare, cu diametrul de 500 mm fiecare. Aceste guri de alimentare s-au prevazut cu vane de perete astfel incat sa permita intreruperea accesului apei in fiecare din cele patru decantoare.
Distributia apei in fiecare decantor se face prin 12 deflectoare cu diametrul de 300 mm. Apa decantata se colecteaza in rigole montate in partea din aval a decantoarelor. Intrarea apei decantate in rigole se face pe ambele parti ale rigolei, trecand peste lamele deversoare metalice montate pe peretii rigolelor. Lungimea peretelui deversor este de cca 40 m. Lama deversanta are rolul de a asigura orizontalitatea peretelui deversor si a incarcarii uniforme a rigolei pe toata lungimea ei. Din rigola apa decantata este colectata intr-un canal prevazut cu doua goluri pentru evacuarea apei cu diametrul de 700 mm. Ca si la intrarea apei in decantor aceste doua goluri sunt prevazute cu vane de perete care permit separarea fiecarui decantor pentru reparatii si revizii.
Namolul decantat este raclat cu ajutorul unei lame racloare antrenate de un pod raclor si transportat in basa decantorului amplasata in partea din amonte a acestuia.
Podul este o constructie metalica sustinuta pe roti metalice care ruleaza pe sine.
Pe constructia metalica a podului sunt montate o lama racloare, un culegator de spuma, mecanismul de antrenare, mecanismul de coborare-ridicare a lamei racloare si aparatajul electric aferent. Mecanismul de antrenare-rulare se compune din doua electromotoare pentru cursa activa si pasiva, un reductor planetar de constructie speciala avand doua intrari, la care se cupleaza cele doua electromotoare amintite, si o iesire unica, o roata dintata Dp = 517 mm care angreneaza cu piciorul reductorului, si axe intermediare, lagare, cuplaje.
Culegatorul de spuma este actionat de lama racloare prin intermediul unui cablu. Cand se ridica lama racloare pregatindu-se pentru cursa pasiva se ridica si culegatorul de spuma.
Namolul din basa decantorului este evacuat in conducta de namol de unde este pompat in ingrosatoarele de namol primar. Fiecare decantor este prevazut cu doua conducte de aspiratie.
Evacuarea namolului din cele patru decantoare se face prin intermediul a doua pompe de namol amplasate in sala de pompare namol primar linia 1.
Pompele sunt marca Flygt model 3816.900 de 50 m3/h.
Namolul poate fi pompat si direct inspre metantancuri printr-o conducta Ø 150 mm.
Pentru evacuarea spumei si a eventualelor grasimi care exista in apa uzata s-a prevazut un jgheab de colectare a spumei. Spuma colectata este deversata intr-un camin de spuma de unde este evacuata in ingrosatoarele de namol primar.
Functionarea podului raclor se poate face atat in regim automat cat si in regim
manual.
II. Linia 2
Linia 2 are in componenta un grup de 4 decantoare primare cu dimensiunile de: L = 66,7 m, l = 7,8 m, h = 3,5 m.
Volumul = 1820,9 mc/bazin respectiv 7283,6 mc/ 4 bazine.
Aceste decantoare pot prelua un debit de ape uzate menajere de cca. 1200 l/s. Timpul de decantare este de cca. 1,7 ore.
Bazinele decantoare sunt alimentate din bazinul de distributie al pompelor de ape uzate, amplasat in amonte de decantoare, printr-o conducta de distributie din otel cu diametrul Dn 1400 mm care se reduce la Dn 1200 mm inainte de debitmetrul electromagnetic, apoi la un diametru Dn 1000 mm. Conductele de alimentare ale fiecarui bazin au un diametru Dn 800 mm, iar la intrarea in bazine diametrul este redus la 600 mm. Apa decantata se colecteaza in rigole existente in partea din aval a decantoarelor. Din rigola apa decantata este colectata in cate doua conducte Dn 600 mm. Ca si la intrarea apei in decantor aceste doua goluri sunt prevazute cu vane care permit separarea fiecarui decantor pentru reparatii si revizii.
Namolul decantat este raclat cu ajutorul unei lame racloare antrenate de un pod raclor si transportat in basa decantorului amplasata in partea din amonte a acestuia.
Podul este o constructie metalica sustinuta pe roti metalice care ruleaza pe sine.
Pe constructia metalica a podului sunt montate o lama racloare, mecanismul de antrenare, mecanismul de coborare-ridicare a lamei racloare si aparatajul electric aferent.
Pompele sunt marca Flygt model 3085.182 de 36 m3/h.
Functionarea pompelor de namol se poate realiza atat in regim automat cat si
manual.
B. EPURAREA BIOLOGICA A APELOR UZATE ORASENESTI
Epurarea biologica este procesul tehnologic prin care impuritatile organice dizolvate si suspensiile coloidale din apele uzate sunt transformate de catre microorganisme biologice in produsi de degradare inofensivi (bioxid de carbon, apa, alte produse) si in masa celulara noua (biomasa).
Epurarea biologica este constituita din faza anaeroba a procesului, in care are loc reducerea azotatilor si azotitilor, sub actiunea microorganismelor anaerobe si din faza aeroba a procesului , in care are loc oxidarea compusilor organici si a compusilor cu azot, sub actiunea microorganismelor aerobe. In urma acestui proces rezulta o suspensie de masa celulara in apa epurata. Masa celulara se separa de apa epurata prin decantare.
B.1. Denitrificarea, eliminarea compusilor cu carbon si nitrificarea
Denitrificarea, eliminarea compusilor cu carbon si nitrificarea se realizeaza in bazinele de aerare dispuse pe 2 linii.
Bazinele de aerare
Fiecare bazin este compus din doua compartimente, primul, neaerat, in care are loc denitrificarea compusilor de azot respectiv azotati si azotiti si al doilea compartiment in care are loc aerarea namolului activ si unde se realizeaza eliminarea compusilor cu carbon si nitrificarea. Agitarea este asigurata in primul compartiment de curentul de apa uzata, curentul de namol recirculat si mai ales de un mixer, iar in al doilea compartiment de catre curentii ascendenti produsi de ridicarea bulelor de aer. Aerarea este pneumatica prin membrane de tip saltea cu pori fini.
I. Linia 1
Din decantoarele primare linia 1 apa ajunge in doua aerotancuri prin intermediul unui canal dreptunghiular.
Pe acest canal se afla deversorul pentru evacuarea apelor meteorice, care are o lungime de 5 m. Deversorul este construit din elemente prefabricate demontabile, care permit inaltarea sau coborarea treptei deversorului, in functie de necesitatile tehnologice.
Epurarea in treapta biologica se face in bazinele de aerare cu namol activ.
Compartimentele de denitrificare au urmatoarele dimensiuni
- 2 bazine care comunica in partea inferioara - 13,9 x 14,1 x 3,5 = 686 m3
- 1 bazin separat - 14 x 14,9 x 4,4 = 917,8 m3
Volum total = 686 x 2 + 917,8 = 2289,8 m3
Compartimentele de aerare au urmatoarele dimensiuni:
- 2 bazine care comunica in partea inferioara - 69,5 x 14,1 x 3,5 = 3429,8 m3
- 1 bazin separat - 66,8 x 14,9 x 4,4 = 4379,4 m3
Volum total = 3429,8 x 2 + 4379,4 = 11239 m3
II. Linia 2
Linia 2 este formata dintr-un grup de 3 aerotancuri.
Apa epurata mecanic in decantoarele primare intra in aerotancuri printr-un canal deschis pe care este amplasat un deversor pentru evacuarea apelor in cazul in care se depaseste debitul ce poate fi preluat de acestea. Alimentarea aeratoarelor se face dintr-un canal de distributie din care porneste cate o conducta cu diametrul Dn 500 mm ce intra in fiecare aerotanc.
Compartimentele de denitrificare au urmatoarele dimensiuni
- 3 bazine cu forma aparte - 16,6 x 16,7 x 4,3 = 1192 m3 - 16,6 x 2 x 2 = 1125,6 m3
Volum total = 1125,6 x 3 = 3376,8 m3
Compartimentele de aerare au urmatoarele dimensiuni:
- 3 bazine cu forma aparte - 65,4 x 16,7 x 4,3 = 4696,4 m3 - 65,4 x 2 x 2 = 4434,8 m3
Volum total = 4434,8 x 3 = 13304,4 m3
In bazinele de aerare trebuie mentinuta o anumita concentratie de namol activ, necesara realizarii proceselor biologice. Aceasta concentratie este functie de debitul de apa uzata si incarcarea organica a acesteia. In urma desfasurarii procesului de epurare biologica , are loc o crestere a masei celulare (namol activ).
In vederea mentinerii concentratiei optime de namol activ in bazinele de aerare are loc recircularea namolului activ, separat in decantoarele secundare. Namolul activ in exces fata de cantitatea necesara desfasurari proceselor biochimice din bazinele de aerare , se evacueaza din sistemul de epurare biologica.
B.2. Aerarea apei
Aerarea apei este realizata prin intermediul a 6 suflante, repartizate pe cele 2 linii de aerare.
I. Linia 1
Aerarea apei este asigurata de un grup de 3 suflante: 2 active si una de rezerva:
Suflanta B 1.1, tip GM 60 S cu convertizor de frecventa, de 3550 m3/h
Suflanta B 1.2, tip GM 60 S cu doua trepte de functionare, de 3550/1600 m3/h
Suflanta B 3.0 (rezerva), tip GM 130L cu doua trepte de functionare, de 7770/3500 m3/h.
II. Linia 2
Aerarea namolului activ este realizata cu un grup de 3 suflante, care in plus aereaza si bazinul 2 din linia 1, cu urmatoarele caracteristici:
Suflanta B 2.1, tip GM 20 S cu convertizor de frecventa, de 5755 m3/h
Suflanta B 2.2, tip GM 20 S cu doua trepte de functionare, de 5270/2356 m3/h
Suflanta B 2.3, tip GM 20 S cu o singura treapta de functionare, de 5755 m3/h.
Functionarea suflantelor si a mixerelor se poate face atat in regim automat cat si manual.
B.3. Decantarea apei aerate
Separarea namolului activ de apa epurata are loc in treapta de decantare secundara. In decantoarele secundare are loc sedimentarea particulelor floculente (masa celulara legata de substantele minerale sau organice nedegradate insolubile).
Decantoarele secundare
I. Linia 1
Din aerotancuri apa ajunge la decantoarele secundare pe doua canale dreptunghiulare. Pe aceste canale este montat cate un stavilar tip Sibiu B x H = 0,56 x 0,75 m, care sunt destinate inchiderii canalului. Din canalul dreptunghiular apa ajunge in canalul de distributie de unde apa intra in cele patru decantoare secundare de dimensiuni L = 59,3 m, l = 9,9 m, H = 3,9 m, prin cate un gol cu Ø 700 mm lasat in peretele fiecarui decantor. Volum total = 9158,4 mc/ 4 bazine.
Aceste goluri s-au prevazut cu vane de perete astfel incat sa permita intreruperea accesului apei in oricare din cele patru decantoare.
Apa decantata se colecteaza in rigole montate in partile laterale si in aval ale fiecarui decantor. Intrarea apei decantate in rigole se face prin trecerea apei peste peretii deversori prevazuti cu lame deversante metalice. Lungimea peretelui deversor este de cca. 100 m permitand trecerea unui debit de apa redus peste peretele deversor, fapt care impiedica antrenarea suspensiilor existente in apa. Lama deversanta are rolul de a asigura orizontalitatea peretelui deversor si o incarcare uniforma a rigolei pe toata lungimea ei.
Din rigola apa este colectata intr-un canal prevazut cu cate un gol de iesire a apei la fiecare decantor cu diametrul Ø 700 mm ca si la intrarea apei in decantor. Aceste goluri sunt prevazute cu vane de perete care permit izolarea fiecarui decantor pentru revizii si reparatii.
Namolul care se depune in decantoare este colectat cu ajutorul unei lame racloare antrenate de un pod raclor. Namolul se strange in rigola aflata in mijlocul decantorului de unde este evacuat cu ajutorul pompelor de namol amplasate pe podul raclor si recirculat in aerotancuri sau, in cazul namolului in exces, pompat in ingrosatoarele de namol primar.
Podul raclor este o constructie metalica sustinuta pe roti metalice care ruleaza pe sine. Un pod raclor cuprinde doua decantoare situate alaturat. Pe constructia metalica sunt doua lame racloare, doua pompe de namol, mecanismul de antrenare si aparatajul electric aferent. Mecanismul de antrenare se compune dintr-un electromotor, un reductor, o roata dintata cu D = 650 mm, axe intermediare, cuplaje. Pe axele intermediare sunt montate doua tuburi strunjite Ø 210 mm pe care se infasoara cablul de tractiune. Astfel se realizeaza o tractiune tip troliu.
Apa decantata este deversata intr-un canal si evacuata in emisar.
Timpul de parcurgere a decantoarelor secundare la un debit pe linia 1 de 1200 l/s este de cca. 2 ore.
Functionarea podurilor secundare se poate face atat in regim manual cat si in regim automat.
II. Linia 2
Linia 2 este compusa din doua decantoare secundare, fiecare fiind compartimentate in cate doua bazine. Din aerotancuri apa epurata biologic iese pe doua conducte cu diametrul Dn 1000 mm si intra intr-o conducta cu diametrul Dn 1200 mm, alimentarea bazinelor facandu-se prin patru conducte cu diametrul Dn 800 mm cate una pentru fiecare bazin. Din conductele cu diametrul Dn 800 mm apa epurata biologic intra intr-un canal de distributie, iar din acesta ajunge in bazine prin cate 20 de deflectoare cu diametrul Dn 250 mm (20 bucati pe fiecare bazin).
Pe fiecare decantor secundar este amplasat un pod raclor care functioneaza longitudinal paralel cu bazinul pe trei sine si este actionat de un lant prin doua dispozitive.
Dimensiunile bazinelor: L= 58,6 m; l=10,1 m; H=3,6 m
Volumul = 58,6 x 10,1 x 3,6 = 2130,7 m3
Volum total = 8522,8 m3/4 bazine.
Functionarea podurilor secundare se poate face atat in regim manual cat si in regim automat.
B.4. Recircularea namolului activ in bazinele de aerare
I. Linia 1
Aspirarea namolului activ decantat se face cu ajutorul a cate 2 pompe amplasate pe fiecare pod, marca Flygt model 3201.180, de 870 m3/h.
II. Linia 2
Aspirarea namolului activ decantat se face cu ajutorul a cate 4 pompe amplasate pe fiecare pod, marca Flygt model 3170.180, de 540 m3/h.
Namolul este refulat in jgheaburi amplasate in paralel cu lungimea bazinelor de unde este colectat intr-o conducta de transport din otel, cu diametre cuprinse intre 600 mm si 1000 mm, de unde ajunge in aerotancuri.
Pe conductele de namol recirculat sunt montate cate un debitmetru electromagnetic pentru fiecare linie.
B.5. Evacuarea namolului activ in exces din sistemul de epurare biologica
Pentru mentinerea unei concentratii corespunzatoare de namol activ in bazinul de aerare, namolul activ format in exces se evacueaza din sistemul de aerare.
Namolul in exces de pe linia 1 este trimis gravitational in ingrosatoarele de namol primar, iar namolul in exces de pe linia 2 este deversat in ingrosatoarele de namol primar prin intermediul statiei de pompare a namolului in exces, amplasata in amonte de aerotancuri.
B.6. Masurarea debitului de apa epurata evacuata in emisar
Apa epurata este evacuata in emisar printr-o conducta, pe care este montat un debitmetru electromagnetic. Debitmetrul inregistreaza debitul momentan si contorizeaza volumul de apa evacuat.
primar
Namolul biologic in exces provenit din decantoarele secundare cat si cel primar provenit din decantoarele primare, inainte de introducere in procesul de fermentare, este trecut prin doua concentaratoare de namol care au rolul de a reduce umiditatea acestuia de la apox. 99,2% la 98-96. 5%.
Ingrosatoarele de namol
Pentru ingrosarea namolului primar si a namolului activ in exces s-au prevazut doua decantoare radiale cu pod raclor care au urmatoarele dimensiuni: D = 20 m, Hperiferic = 3,4 m, Hcentru = 4,2 m.
Raclorul pentru ingrotatorul de namol are rolul de a transporta namolul depus pe radierul bazinului, de la periferie catre basa inelara. In acest sens namolul de la decantoarele primare cat si namolul in exces de la decantoarele secundare se introduc in bazin pe o conducta care are si rol de sustinere a pasarelei si se distribuie in bazin in zona centrala prin intermediul ecranului la corpul central. Namolul ingrosat depus pe fundul bazinului datorita rotirii raclorului este transportat de pe o lama pe alta pana la basa inelara, iar de aici este evacuat prin pompare spre metantancuri.
Concomitent are loc si raclarea spumei de la suprafata bazinului, de la centru spre periferie, la o rotatie completa, cu ajutorul unui brat articulat in jgheabul colector de spuma, iar de aici este condusa in fluxul tehnologic al statiei.
Pomparea namolului in metantancuri se face cu doua pompe, din care una de rezerva, amplasate in sala de pompare namol proaspat ingrosat situata intre cele doua ingrosatoare.
Pompele de namol sunt marca Flygt model 3201.180, de 146 m3/h.
Functionarea pompelor statiei de pompare namol primar si a podului raclor se poate face atat in regim automat cat si manual.
C.3. Fermentarea si stabilizarea namolului in metantancuri
Prin fermentarea anaeroba are loc degradarea biologica a substantelor organice insolubile, sub actiunea unor ansamblu de populatii bacteriene. Acestea in anumite conditii de mediu , descompun materiile organice complexe din namol, prin procese de oxido-reducere biochimica in substante minerale si un amestec de gaze, numit biogaz, format din: CH4; CO; CO2, H2.
Metantancurile
Pentru fermentarea namolului evacuat din ingrosatoarele de namol primar s-au prevazut doua metantancuri (un al treilea metantanc este in constructie) cu o capacitate de 4000 m3 fiecare, executate din beton armat.
Namolul este pompat inspre camera de manevra a metantancurilor prin intermediul a doua pompe de namol existente in camera de pompare namol primar, una in functiune si una de rezerva.
Namolul care intra in metantancuri se amesteca cu namolul recirculat din metantancuri, dupa care trece prin schimbatoarele de caldura.
Temperatura optima de fermentare a namolului este cuprinsa intre 32-37 °C.
Timpul de fermentare este de 15-20 zile.
Instalatia din camera de manevra este astfel proiectata incat sa permita introducerea namolului in metantancuri, recircularea lui si evacuarea namolului fermentat spre ingrosatoarele de namol fermentat.
Recircularea namolului se face pentru uniformizarea temperaturii si omogenizarea namolului. Pentru aceasta operatie este prevazut un grup de 3 pompe marca Seepex tip BN 130, de 115 m3/h.
Pe masura ce se introduce namol proaspat, prin intermediul conductei de preaplin a fiecarui metantanc se evacueaza aceeasi cantitate de namol fermentat. Namolul curge gravitational spre ingrosatoarele de namol fermentat sau direct spre paturile de uscare a namolului.
Formarea crustei la partea superioara a metantancurilor este impiedicata si prin utilizarea a doua mixere amplasate la partea superioara a fiecarui metantanc.
Pentru incalzirea namolului s-au prevazut 3 schimbatoare de caldura in contracurent tip teava in teava cu o putere de 500 kW.
Toate conductele care deservesc metantancurile sunt din otel bituminat la interior. Biogazul rezultat din procesul de fermentare a namolului se va utiliza in centrala termica si in statia de conversie a biogazului, pentru producerea de energie termica, respectiv de energie electrica. Surplusul de biogaz se va stoca in doua gazometre cu o capacitate de 1000 m3 fiecare.
Functionarea pompelor si a spargatoarelor de crusta se poate realiza atat in regim automat cat si manual.
C.4. Ingrosarea namolului fermentat
Pentru ingrosarea namolului fermentat evacuat din metantancuri s-au prevazut doua decantoare radiale cu raclor care au urmatoarele dimensiuni: D = 20 m, Hperiferic = 3,4 m, Hcentru = 4,2 m.
Statia de pompare namol fermentat ingrosat este prevazuta cu un macerator si doua pompe volumetrice care pompeaza namolul in conducta de polietilena Dn 150 mm spre statia de deshidratare. In caz de defectiune a centrifugelor namolul se poate trimite si spre paturile de namol.
Maceratorul este marca Seepex de 40 m3/h.
Cele doua pompe volumetrice sunt marca Seepex BN 52 de 40 m3/h.
Functionarea pompelor din statia de pompare namol ingrosat fermentat se poate face atat in regim automat cat si manual.
C.5. Deshidratarea namolului fermentat
C.5.1. Deshidratarea mecanica a namolului fermentat
Statia de Epurare este dotata cu doua centrifuge decantoare Flottweg pentru deshidratarea namolului :
tip 53-4/454, principala, cu o capacitate de prelucrare de 40 m3/h si viteza maxima de rotatie de 3250 rotatii/min
tip Z 4 E-4/454, de rezerva, cu o capacitate de prelucrare de 20 m3/h si viteza maxima de rotatie de 4200 rotatii/min
Deshidratarea namolului se face prin adaos de polielectrolit cationic sub forma de solutie la namolul ce urmeaza sa fie deshidratat, inainte de intrarea acestuia in centrifuga.
Instalatie de preparare polielectrolit, este compusa din:
- o cuva pentru stocarea polielectrolitului pulbere, echipata cu un melc pentru dozarea acestuia;
- o cuva conica in care se realizeaza amestecul apa-polimer
- o cuva pentru omogenizarea solutiei de polielectrolit formate, echipata cu un amestecator tip elice si prevazut cu doi senzori de nivel (minim si maxim);
- instalatie pentru dozarea apei de dizolvare polielectrolit, compusa din electroventil si supapa de presiune reglabila.
Inainte de pornirea centrifugele decantoare se verifica: alimentarea cu namol, alimentarea cu polielectrolit, circuitul apei de racire si de spalare, existenta unei presiuni de minim 3 bari in instalatia de apa pentru prepararea polielectrolitului si cantitatea de polielectrolit din rezervorul de dozare. Pornirea se face cu un debit de namol redus la jumatate din capacitatea maxima de prelucrare a centrifugei si cu un debit corespunzator de polielectrolit, dupa care se mareste alimentarea pana la atingerea debitului maxim intr-un interval de 10-20 minute.
In timpul functionarii se urmareste umiditatea namolului deshidratat si nivelul de incarcare cu particule solide a apei de rejectie. Ajustarea calitatii namolului deshidratat si a apei de rejectie se face prin realizrea unui dozaj optim de polielectrolit in raport cu cantitatea de namol prelucrata. Ajustarea umiditatii namolului se poate face si prin modificarea vitezei diferentiale a bolului si anume cu cat se doreste o umiditate mai redusa a namolului cu atat trebuie micsorata viteza diferentiala.
Cu cat este mai mare cantitatea de solide in namolul de alimentare cu atat este necesara o viteza diferentiala mai mare. Modificarea vitezei diferentiale se face prin operarea controlului analog al pompei hidraulice si a supapei de reglare a debitului in melc.
Functionarea centrifugelor se poate face atat in regim manual cat si automat.
C.5.2. Deshidratarea naturala a namolurilor fermentate pe platforme de uscare
Statia de epurare este prevazuta cu 13 platforme de uscare a namolului cu dimensiunile de: L = 100 m, l = 20 m. Platformele de uscare sunt prevazute cu 2 drenuri longitudinale de cca. 80 m lungime. Ele sunt folosite in caz de scoatere din functiune a instalatiei de centrifugare a namolului. Pentru a ajunge pe platforme namolul circula pe o conducta de by-pass cu diametrul Dn 200 mm care ocoleste instalatia de deshidratare. Alimentarea se face prin partea frontala a paturilor pe cate 2 conducte de Ø 150 mm. Grosimea stratului de namol nu trebuie sa depaseasca 0,5 m pentru a se putea face eliminarea naturala a apei de namol. Apa de namol colectata prin drenuri ajunge intr-un canal colector care se varsa in statia de pompare a apelor de namol.
C.6. Captarea gazului de fermentare
Excesul de biogaz rezultat din fermentarea namolului este stocat in 2 gazometre cu o capacitate de 1000 m3. Cuva gazometrului este executata din beton armat. Clopotul a fost executat din profile metalice U si tabla de 8 mm in cazul gazometrului nr. 2 si de 4 mm in cazul gazometrului nr. 1. Clopotele sunt izolate anticoroziv atat la interior cat si la exterior. Gazometrele sunt prevazute cu supape de siguranta pentru prevenirea ridicarii clopotului peste cota maxima admisa. In caz de blocare a clopotului sau a obturarii conductei de biogaz, gazul este evacuat in atmosfera prin supapa hidraulica aflata pe metantancuri.
Pentru ca excesul de biogaz sa nu fie evacuat direct in atmosfera, instalatia de biogaz este prevazuta cu o torta de gaz. La atingerea presiunii maxime in instalatie torta de gaz se aprinde automat ducand la reducerea presiunii.
La iesirea din metantancuri, pe conductele de biogaz sunt amplasate separatoare de spuma si de materiale grosiere, separatoare de condens si odorizoare. Conducta de biogaz are un diametru Ø 200 mm si o panta i = 0,5 % spre caminul gazometrului. Cuva gazometrului se umple cu apa potabila printr-o conducta de otel Ø 50 mm. In caz de avarii, apa este golita la statia de pompare ape de namol printr-o conducta de otel Dn = 150mm.
C.7. Valorificarea gazelor de fermentare
Productia de biogaz se transforma in curent electric cu ajutorul unui motor de tip Diesel, adaptat pentru a functiona pe biogaz cu o concentratie minima de 40 % metan, fabricat de firma elvetiana DIMAG Energie AG si este de tipul DITOM TBG 616 V16K GA-15.
Motorul cu biogaz este de tip cu aprindere prin scanteie. Asezarea cilindrilor este de tip 16 in V, la o inclinatie de 60°. Pentru admisie si evacuare producatorul a ales solutia utilizarii a cate 4 supape pe cilindru, doua pentru admisie si doua pentru evacuare. Acestea sunt actionate prin intermediul unui singur ax cu came.
Alimentarea cu combustibil a motorului este de tip turbo, o parte din presiunea data de gazele arse fiind utilizata la antrenarea turbinei. Inainte de introducerea combustibilului in galeria de admisie, acesta este racit prin intermediul unui schimbator de caldura ce utilizeaza apa ca agent de racire. Acest tip de alimentare cu combustibil este asemanator cu sistemul turbo intercooler utilizat la unele motoare diesel.
Amestecul de aer si gaz are loc in amestecatorul de gaze de tip Venturi. Avantajul utilizarii unui asemenea sistem este ca raportul cantitativ dintre gaz si aer ramane acelasi chiar daca exista schimbari majore de flux.
Lubrefierea motorului se face prin intermediul unei pompe mecanice cu reductor ce asigura alimentarea motorului cu cantitatea de ulei necesara. Presiunea de ulei este reglata de o supapa de control a presiunii.
Racirea motorului este alcatuita dintr-un circuit primar de racire a apei ce trece prin motor, racirea acestui circuit se face prin intermediul a inca doua circuite. Primul preia caldura degajata de circuitul primar de racire prin intermediul unui schimbator de caldura, iar agentul termic incalzit este racit in unitatea de racire exterioara. Cel de al doilea sistem preia caldura degajata de agentul primar de racire prin intermediul unui schimbator de caldura si incalzeste agentul termic secundar care prin intermediul unei retele de conducte ajunge in sistemul de incalzire centrala a statiei.
O alta sursa de energie termica este data de gazele arse rezultate din functionarea motorului. Pentru valorificarea acestei surse, pe conducta de evacuare a gazelor arse s-a amplasat un al treilea schimbator de caldura ce preia caldura degajata de acestea. Astfel exista dublul avantaj de a nu evacua in atmosfera gazele la o temperatura de peste 450 °C si totodata utilizarea apei incalzite in circuitul de incalzire centrala. Gazele arse sunt evacuate in atmosfera la o temperatura de cca. 110 °C.
Generatorul electric poate produce in regim de functionare la capacitate maxima cca. 620 kW energie electrica. Energia termica produsa de motor este de cca. 900 kW.
Consumul maxim de biogaz este de 5 m3/min.
Atunci cand este nevoie de energie termica in circuitul de incalzire centrala, se deschid vanele de pe conductele de tur si retur care fac legatura cu sistemul de incalzire centrala. Acest sistem fiind preferential in sistemul de racire al motorului, automat se inchide electrovana unitatii de racire externa a motorului si toata caldura generata de motor este transferata sistemului de incalzire a apei pentru incalzire. In cazul in care nu avem nevoie de energie termica pentru incalzire se obtureaza traseul apei de incalzire prin inchiderea vanelor de pe conductele de tur si de retur ale sistemului de incalzire a apei. Racirea motorului se va face prin intermediul unitatii exterioare de racire.
C.8. Evacuarea si depozitarea namolului deshidratat
Namolul deshidratat de la platformele de deshidratare si de la instalatia de deshidratare mecanica este transportat cu ajutorul autobasculantelor, la depozitul de deseuri menajere a orasului Cluj-Napoca.
