1
Cuprins
Cap.1 Importan�a apelor �i poluarea acestora
1.1 Importan�a
apelor...................................................................................................2
1.2 Poluarea apelor.......................................................................................................4
1.3 Particularită�ile poluării
apelor...............................................................................6
Cap.2 Epurarea apelor uzate menajere
2.1 Generalităţi............................................................................................................8
2.2 Epurarea mecanică...............................................................................................11
2.3 Epurarea chimică.................................................................................................24
2.4 Epurarea biologică...............................................................................................25
Cap.3 Soluţii constructive ale transportoarelor utilizate în staţiile de epurare a
apelor uzate
3.1 Transportoare elicoidale......................................................................................27
3.2 Transportoare cu banda.......................................................................................35
3.3 Transportoare cu raclete......................................................................................45
Cap.4 Soluţia constructivă adoptată a staţiei de epurare a apelor uzate.................54
4.1 Prezentarea staţiei de epurare a apelor uzate pentru 50 000 de locuitori.............55
4.2 Echipamentele şi procesele utilizate în staţia de epurare.........................................
Cap.5 Calculul principalilor parametrii constructivi, funcţionali şi energetici
pentru staţia de epurare a apei şi pentru transportorul compactor..
5.1 Stabilirea debitelor caracteristice de apa uzată ale localităţii..............................67
5.2 Determinarea parametrilor principali ai instalatiei de sitare cu gratar................82
5.3 Determinarea parametrilor principali ai echipamentului de sitare cu grătar
cilindric fix şi transportor compactor...............................................................................85
5.4 Debitele caracteristice şi parametrii dimensionali, cinematici, dinamici şi
energetici ai transportorului-compactor...........................................................................95
Concluzii........................................................................................................................113
Bibliografie....................................................................................................................114
2
CAPITOLUL 1. Importan�a apelor �i poluarea acestora
În procesul unei dezvoltări durabile, atât la nivel naţional, cât şi internaţional,
problema resurselor de apă ocupă un loc major, ţinându-se cont că apa, considerată mult
timp o resursă inepuizabilă şi regenerabilă, a devenit unul dintre factorii limitativi în
dezvoltarea socio-economică. Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar
poluarea acesteia este o problemă actuală cu consecinte mai mult sau mai puţin grave asupra
populaţiei. Sub efectul schimbării demografice şi a creşterii economice, apa este tot mai
mult extrasă, utilizată, reutilizată, tratată şi aruncată. Urbanismul, agricultura, industria şi
schimbările climatice exercită o presiune crescîndă în acelaşi timp asupra cantităţii şi
calităţii resurselor noastre hidrice. [1]
Poluarea apei este în creştere la nivel mondial şi, în fiecare zi, circa două milioane de
tone de deşeuri sunt aruncate în rîuri, fluvii, lacuri şi mări. În ţările în curs de dezvoltare, nu
mai puţin de 70 la sută din deşeurile industriale sunt deversate în ape fără să fie tratate,
poluând sever resursele de apă potabilă. Creşterea poluării contribuie la reducerea accesului
la apa curată în lume, afectează sănătatea umană şi ecosistemele atât cele terestre, cît şi
maritime. [1]
Epurarea apelor uzate are ca obiectiv principal îndepărtarea din apele uzate a
substanţelor în suspensie, a substanţelor toxice, microorganismelor, în scopul protecţiei
mediului. Epurarea apelor uzate se realizează în staţii de epurare. Acestea reprezintă
ansamblul de construcţii şi instalaţii, în care apele sunt supuse proceselor tehnologice de
epurare, prin care calitatea lor se modifică, astfel încât să îndeplinească condiţiile prescrise
de primire în emisar şi de îndepărtare a substanţelor reţinute de aceste ape. Exploatarea
staţiilor de epurare se reflectă în costul epurării apei (lei/mc apă epurată), în condiţiile în
care se realizează integral indicii stabiliţi, conform normelor în vigoare pentru primirea
apelor uzate în receptor. [1]
1.1. Importan�a apelor
Apa este un factor primordial pentru existen�a �i evolu�ia materiei vii, sub toate
formele sale �i o componentă valoroasă pentru activita�ile umane, fără de care nu se poate
3
concepe dezvoltarea economică �i socială. De fapt, se cunoa�te că primele aglomerări
urbane s-au dezvoltat în jurul unor surse de apă, iar majoritatea activită�lor industriale,
comerciale, din agricultură, zootehnie sau transport, utilizează apa de diferite calită�i, în
cantită�i ce depind de gradul de dezvoltare na�ională �i respectiv, regională. [1]
Apa este substan�a cea mai răspândită pe suprafa�a globului, constituind
hidrosfera. Procentual, volumul de apă dulce din fluvii, lacuri �i ape subterane reprezintă
aproximativ 0,7%, apa mărilor �i oceanelor reprezintă 97%, iar restul, de aproximativ 2,3%
este apa înglobată în gheţari �i calote polare; de asemenea în atmosferă există cantită�i de
apă �i sub formă de vapori �i nori. De�i cantită�ile de apă ale planetei sunt mari, totu�i
resursele de apă care pot fi utilizate pentru consum uman, animal sau utilizări industriale
sunt limitate, având în vedere cantită�ile mari de apă cu salinitate ridicată sau pe cele
blocate sub formă de ghe�ari. [1]
Apa este componenta fundamentală a materiei vii, reprezentând în medie 80%.
Astfel, în organismul animalelor superioare, procentul de apă este de 60...70%, la
microorganisme 50...60%, iar în alimente procentul de apă este variabil (65% la carne, 95%
la ro�ii). Apa are o importan�ă covâr�itoare pentru existen�a vie�ii. Putem afirma cu
toată certitudinea că pe pământ nu există organism animal sau vegetal care poate să
supravie�uiască în afara apei. În aceea�i măsură apa intră în constituirea atmosferei,
precum �i în alcătuirea majorită�ii minereurilor �i rocilor. Trebuie subliniat faptul că apa,
fiind necesară în toate sectoarele de existen�ă �i de activitate ale omului, i�i aduce aportul
din plin la civiliza�ia omenirii. [1]
În condi�iile cre�terii popula�iei, urbanizării �i industrializării impetuase se pune
tot mai acut problema utilizării ra�ionale a resurselor de apă. În acest sens este suficient să
amintim importan�a ce se acordă în prezent amenajării cursurilor de apă, pentru alimentarea
popla�iei, industriei pentru iriga�ii, în scopuri hidroenergetice, piscicole, agrement.
Calitatea apei este o coordonată principală �i depinde în primul rând de domeniul în care
este utilizată apa respectivă. De�i �ara noastră este înzestrată cu mari resurse de apă, din
cauza deversării tot mai accentuate a reziduurilor industriale sau menajere există pericolul ca
aceasta să nu poată fi utilizată la întreaga ei capacitate. Toate acestea justifică cu prisosin�ă
necesitatea preocupării pentru păstrarea calită�ii apelor, pentru depistarea la timp a
elementelor toxice �i pentru găsirea mijloacelor adecvate de a le face inofensive. [1]
4
1.2. Poluarea apelor
Poluarea apei a fost definită la Conferinţa Internaţională privind situaţia poluării
apelor din Europa, de la Geneva din 1961 ca fiind "modificarea directă sau indirectă a
compoziţiei sau stării apelor unei surse oarecare, ca urmare a activităţii omului, în aşa
măsură încât ele devin mai puţin adecvate tuturor sau numai unora din utilizările pe care le
poate căpătă în stare generală". Ulterior s-au făcut modificări la această definiţie cu scopul
lărgirii accepţiunii de poluare, avându-se în vedere �i aspecte extraeconomice, degradarea
peisajului, depopularea apelor. [2]
Legea apelor nr. 107/1996 prevede că prin poluare se înţelege orice "alterare fizică,
chimică, biologică sau bacteriologică a apei, peste o limită admisibilă, inclusiv depăşirea
nivelului natural de radioactivitate produsă direct sau indirect de activităţi umane, care o fac
improprie pentru o folosire normală în scopurile în care această folosire era posibilă înainte
de a interveni alterarea". [2]
Poluarea apei poate fi împărţită după mai multe criterii:
1. după perioada de timp cât acţionează agentul impurificator:
a. permanentă sau sistematică;
b. periodică;
c. accidentală.
2. după concentraţia şi compoziţia apei
a. impurificare = reducerea capacităţii de utilizare;
b. murdărire = modificarea compoziţiei şi a aspectului fizic al apei;
c. degradare = poluarea gravă, ceea ce o face improprie folosirii;
d. otrăvire = poluare gravă cu substanţe toxice.
3. după modul de producere a poluării:
a. naturală;
b. artificială (antropică). Poluarea artificială cuprinde: poluarea urbană, industrială,
agricolă, radioactivă şi termică.
4. după natura substanţelor impurificatoare:
a. poluare fizică (poluarea datorată apelor termice);
5
b. poluarea chimică (poluarea cu reziduuri petroliere, fenoli, detergenţi, pesticide,
substanţe cancerigene, substanţe chimice specifice diverselor industrii );
c. poluarea biologică (poluarea cu bacterii patogene, drojdii patogene, protozoare
patogene, viermii paraziţi, enterovirusurile, organisme coliforme, bacterii saprofite,
fungii, algele, crustaceii);
d. poluarea radioactivă. [2]
Principalele forme de poluare a apei, în funcţie de sursele şi de natura lor, sunt:
a) Poluarea organică. Principala sursă a acestei forme de poluare acvatică o
constituie deversările menajere din marile oraşe şi o serie de industrii precum cea a celulozei
şi hârtiei ori industria agroalimentară. Poluarea organică are un mecanism propriu de
producere: deversate în apă, materiile organice sunt consumate ori degradate de către
bacterii, având loc un proces de "autoapărare". Dar aceste bacterii au nevoie de oxigen. Aşa
că, o cantitate însemnată de materii organice care trebuie degradate favorizează înmulţirea
bacteriilor şi, în consecinţă, un masiv consum de oxigen care determină, la rândul său,
moartea peştilor şi a altor vieţuitoare acvatice prin axfisie. Poluarea toxică provine în mod
exclusiv din surse industriale şi, în special, din industria chimică, extractivă şi prelucrătoare
a metalelor. Una dintre problemele importante ale acestei forme de poluare o reprezintă
măsurarea toxicităţii produselor. [2]
b) Poluarea anorganică. Diferite particule, datorate eroziunii naturale ori deversării
artificiale ale localităţilor sau industriilor, pot schimba calitatea apei, generând o poluare
estetică (tulburarea apei), jenând viaţa peştilor (prin introducerea de particule în branhii) ori
contribuind la poluarea organică sau toxică. La nivelul ţărilor occidentale, circa trei sferturi
din materiile în suspensie proveneau din oraşe şi numai un sfert din industrie. Eliminarea
acestor particule în suspensie are loc, în general, prin simpla decantare, prin depunere pe
fundul marilor bazine. Materiile nutritive (nitraţi, fosfaţi). Acest tip de substanţe nutritive,
respectiv nitraţi şi fosfaţi, provoacă fenomenul de eutrofizare a apelor curgătoare line,
lacurilor ori mărilor. Acesta se datorează faptului că excesul de nutrimente favorizează o
proliferare, chiar o explozie de alge care se descompun rapid, consumând enorme cantităţi
de oxigen. Fără oxigen apa devine locul unor procese de fermentaţie şi putrefacţie. [2]
c) Poluarea bacteriană. Această formă de poluare generează multiple probleme de
ordin sanitar. Ea poate afecta, în primul rând, apa de băut, fapt pentru care aceasta este
6
supusă unor forme speciale de protecţie. Astfel, de regulă, alături de dezinfectarea acesteia
sunt prevăzute în jurul puţurilor de captare a apei potabile "perimetre de protecţie", pentru a
beneficia de marea putere epuratoare a solului. Aşa se face că, în general, această categorie
de ape este bine protejată, mai ales în ţările occidentale, probleme ridicând mai ales apele
de baie. [2]
d) Poluarea termică. O mare parte a apelor utilizate în industrie sunt ape de răcire
care apoi se evacuează, în stare caldă. Ca atare, acestea vor degaja căldură, fie în atmosferă,
fie în ape. Acest fenomen de încălzire a apelor poate avea două consecinţe principale:
- influenţă directă asupra vieţii unor specii vegetale şi animale;
- activitate bacteriană mai intensă şi astfel un foarte mare consum de oxigen (se observă
frecvent, în perioadele foarte calde, peşti pe mal, asfixiaţi, victime ale unui "şoc de
căldură"). [2]
1.3. Particularită�ile poluării apelor
Apa constituie factorul de mediu cel mai afectat de poluare, existând numeroase
probleme pentru păstrarea calităţii sale. Ca şi în cazul atmosferei, curenţii de apă au un rol
important atât în efectuarea schimburilor de energie calorică, în distribuţia oxigenului, în
dispersarea agenţilor poluanţi, cât şi în circulaţia materialelor nutritive. [3]
Gradul specific de încărcare cu agenţi poluanţi a apei prezintă particularităţi faţă de
situaţia întâlnită în atmosferă. În timp ce în aer aceştia se pot afla în orice proporţie, în apă
acest lucru nu este posibil decât pentru substanţele solubile în apă în orice proporţie; pentru
cele nemiscibile există o limită de solubilitate peste care concentraţia lor nu poate creşte. În
cazul în care sursa de poluare este mai puternică, agentul poluant va forma o fază lichidă
diferită de cea apoasă (ca de exemplu la poluarea cu produse petroliere). [3]
Caracterizarea fizico-chimică a apelor este complexă, trebuind luaţi în seamă mai
mulţi parametri fizici şi chimici, dintre care se menţionează:
a) Temperatura, care variază între limite mai restrânse decât cea a aerului, condiţionează nu
numai prezenţa şi dezvoltarea unor anumite populaţii, ci şi dinamica poluării. Astfel, la
temperaturi ridicate oxidarea impurităţilor organice are loc mai rapid, iar solubilitatea
gazelor (şi deci şi a oxigenului) scade. La temperaturi scăzute, prin îngheţ se schimbă
condiţiile de contact cu mediul.
7
b) Culoarea şi turbiditatea apei influenţează absorbţia luminii.
c) Suspensiile creează noi posibilităţi de vehiculare a agenţilor poluanţi, prin adsorbţia
acestora pe suprafaţa particulelor în suspensie.
d) Conţinutul în substanţe dizolvate, şi în special cel de NaCl, influenţează foarte mult
viabilitatea unor populaţii acvatice.
e) Conţinutul în oxigen dizolvat este deosebit de important pentru organismele aerobe.
f) Conţinutul în substanţe organice oxidabile, care consumă prin descompunere oxigenul din
apă, este un indiciu chimic important al gradului de poluare. Această caracteristică a apelor
se exprimă prin consumul biochimic de oxigen (CBO), sau prin consumul chimic de oxigen
(CCO). Valorile mari ale acestora indică o apă foarte poluată.
g) De o mare importanţă este şi faptul că apa, atât ca substanţă chimică reactivă, cât şi ca
mediu electrolitic de reacţie, dă posibilitatea unor numeroase reacţii chimice care
influenţează stabilitatea agenţilor poluanţi (de tipul hidrolizei, a precipitării). [3]
8
CAPITOLUL 2. Epurarea apelor uzate menajere
2.1.Generalităţi
Epurarea apelor reprezintă un proces complex de reţinere şi neutralizare a
substanţelor nocive dizolvate, in stare coloidală sau de suspensii, prezente in apele uzate
industriale şi orăşeneşti, care nu sunt acceptate in mediul acvatic in care se face deversarea
apelor tratate şi care permite refacerea proprietăţilor fizico-chimice ale apei inainte de
utilizare [4].
Epurarea apelor uzate cuprinde două mari grupe de operaţii succesive:
1. reţinerea sau neutralizarea substanţelor nocive sau valorificabile prezente in apele uzate;
2. prelucrarea materialului rezultat din prima operaţie.
Astfel, epurarea are ca rezultate finale:
- ape epurate, in diferite grade, vărsate in emisar sau care pot fi valorificate în irigaţii sau
alte scopuri;
- nămoluri, care sunt prelucrate, depozitate, descompuse sau valorificate.
În funcţie de tipul si tehnologia de epurare folosită, se pot intalni diferite instalaţii de
epurare a apelor uzate, cu costuri şi performanţe de epurare diferite [4].
Pentru a respecta condiţiile de evacuare impuse, o sursă de poluare trebuie să aleagă
tehnologiile şi instalaţiile adecvate, astfel incat efluentul staţiei de epurare să aibă
caracteristici cantitative şi calitative corespunzătoare [4].
2.1.1.Metode de epurare a apelor uzate
Procedeele de epurare a apelor uzate, întâlnite în acest proces tehnologic, denumite
după procesele pe care se bazează, sunt următoarele:
epurarea mecanică - procedeele de epurare sunt de natură fizică;
epurarea chimică - procedeele de epurare sunt de natura fizico-chimică;
epurarea biologică - procedeele de epurare sunt atât de natură fizică, cât şi
biochimică;
Combinarea acestor metode permite o purificare avansată, efluenţii epuraţi putând fi
reintroduşi în circuitul economic.
9
Adoptarea unui anumit procedeu depinde de:
- cantitatea efluentului;
- conţinutul de poluanţi;
- condiţiile de calitate impuse la evacuarea apei epurate în emisar;
- mijloacele financiare ale agentului economic respectiv. [4]
În condiţiile în care cantităţile de poluanţi evacuate în apele de suprafaţă nu sunt prea
mari, în apele receptorului se desfăşoară un proces natural de epurare (autoepurare). Acest
proces este în general lent şi are loc în mod diferit în funcţie de debitul/volumul de apă uzată
evacuat, tipul şi cantitatea/concentraţia poluanţilor, debitul/volumul receptorului şi de
condiţiile specifice pe care le prezintă receptorul. Pentru protecţia apelor de suprafaţă
receptoare, evacuarea apelor uzate este permisă, în cele mai multe cazuri, numai după ce
acestea au fost epurate în instalaţii speciale de epurare numite staţii de epurare. [4]
Există ape uzate provenite din industrie care conţin poluanţi specifici şi care nu pot fi
înlăturaţi prin cele trei metode aşa zis convenţionale. Este cazul apelor uzate care conţin
substanţe minerale solubile şi substanţe organice nedegradabile biologic. În aceste situaţii se
recurge la tehnici de epurare avansate. Ca eficienţă şi cost cele mai bune rezultate s-au
obţinut în procedeele de epurare cu adsorbţie, cu schimbători de ioni şi procedeele de
oxidare chimică. [4]
Procedeele de epurare cu adsorbţie permit eliminarea cantităţilor mici de substanţe
organice rămase după etapa biologică. Uzual, ca material adsorbant se foloseşte, cărbunele
activ obţinut prin condiţionarea specială a cărbunelui vegetal sau fosil. Procedeele de
epurare cu adsorbţie se aplică, în special, pentru îndepărtarea avansată a fenolilor,
detergenţilor şi a altor substanţe ce pot da un miros sau gust neplăcut apei de băut. [4]
Procedeele de epurare cu schimbători de ioni se utilizează frecvent pentru eliminarea
poluanţilor minerali care se găsesc în apă sub formă ionică: calciu, magneziu, sodiu, sulfaţi,
nitraţi, fosfaţi, amoniu, metale grele etc. Anumite tipuri de schimbători de ioni, sintetizate,
pot epura şi compuşi organici de tipul fenolilor, detergenţilor, coloranţilor etc. [4]
Procedeele de oxidare chimică se aplică eficient la eliminrea substanţelor poluante
anorganice (cianuri, sulfuri, anumite metale grele etc.) şi organice (fenoli, coloranţi, anumite
pesticide etc.). Ca reactivi sunt utilizate substanţe chimice cu proprietăţi oxidante: ozonul,
apa oxigenată, clorul cu produşii săi derivaţi (hipocloritul, bioxidul de clor).
10
2.1.2 Schema instalaţiei de epurare
Schema instalaţiei de epurare descrie succesiunea etapelor principale, arătând
legăturile între ele şi indicând elementele tehnologice. Schema aleasă poate include un
anumit număr de etape de tratare (epurare), corelate astfel încât să realizeze gradul de
epurare impus.
Schema unei instalaţii de epurare se stabileşte în funcţie de:
- caracteristicile apei uzate;
- de provenienţa lor;
- de gradul de purificare necesar;
- de metodele de tratament a nămolului;
- de suprafaţa disponibilă;
- de tipul echipamentului ce va fi folosit;
- de condiţiile locale.
Alegerea metodei de epurare depinde de eficienţa obţinută in diferite procedee.
Acestea sunt prezentate centralizat in tabelul 2.1.
Tabel 2.1. Eficienţa procedeelor de epurare a apei [4]
Procedeu Îndepărtare(%)CBO5 CCO Suspensii Bacterii
Trecere prin site 5-10 5-15 2-20 10-20Clorinare 15-30 - - 90-95Decantare 25-40 20-35 40-70 25-75Coagulare,Floculare 50-85 40-70 70-90 40-80Epurare în biofiltru 50-95 50-80 50-92 90-95Epurare cu nămol activ 55-95 50-80 55-95 90-98Epurare în iaz biologic 90-95 70-80 85-95 95-98Clorinare finală - - - 98-99
O staţie de epurare a apelor poate funcţiona cu una, două sau trei trepte după
provenienţa şi caracteristicile apelor uzate. Aceste instalaţii (construite sau adaptate pentru
acest scop) realizează accelerarea proceselor de epurare naturală şi/sau folosesc diverse
procedee fizico-chimice pentru diminuarea cantităţii/concentraţiei poluanţilor pe care îi
conţine apa uzată, astfel încât să fie respectate condiţiile de evacuare impuse prin
reglementările în vigoare (NTPA001/2002 sau avizul/autorizaţia de gospodărire a apelor)
[4]
Epurarea apelor uzate poate s
chimice (epurare primară), biologice (epurare secundară) sau avansate (epurare terţiară).
Pentru îndepărtarea din apele uzate a unor poluanţi specifici unor ape uzate industriale se
folosesc tehnologii de epurare specifice, care utilizează in general procese chimice. Fiecare
astfel de tehnologie foloseşte instalaţii specifice proiectate individual. În
diverşi poluanţi care intră in componenţa apelor uzate industriale pot constitui inhibitori ai
procesului de epurare biologică sau chiar pot
cazuri se impune ca procesele industriale respective să con
vederea prevenirii poluării la sursă prin adaptarea/modificarea tehnologiei, iar apele uzate
industriale să fie epurate intr
sistem de canalizare orăşenesc
Figura 2.1. Schema tehnologică a unei staţii de epurare [2]
2.2.Epurarea mecanica
Epurarea mecanică are rolul de a asigura reţinerea, prin procese fizice, a substanţelor
poluante sedimentabile din apele uzate, folosind în acest scop, construcţii şi instalaţii în a
căror alcătuire diferă mărimea suspensiilor reţinute. Astfel, pentru reţi
suspensiilor mari se folosesc gratare şi site; în unele situaţii de scheme de epurare, această
11
n vigoare (NTPA001/2002 sau avizul/autorizaţia de gospodărire a apelor)
Epurarea apelor uzate poate să fie realizată prin mijloace mecanice sau
(epurare primară), biologice (epurare secundară) sau avansate (epurare terţiară).
ndepărtarea din apele uzate a unor poluanţi specifici unor ape uzate industriale se
folosesc tehnologii de epurare specifice, care utilizează in general procese chimice. Fiecare
astfel de tehnologie foloseşte instalaţii specifice proiectate individual. În
diverşi poluanţi care intră in componenţa apelor uzate industriale pot constitui inhibitori ai
procesului de epurare biologică sau chiar pot împiedica complet acest proces. În aceste
cazuri se impune ca procesele industriale respective să constituie subiectul unui studiu în
vederea prevenirii poluării la sursă prin adaptarea/modificarea tehnologiei, iar apele uzate
industriale să fie epurate intr-o staţie de epurare individuală înainte de evacuarea lor într
sistem de canalizare orăşenesc. [4]
Figura 2.1. Schema tehnologică a unei staţii de epurare [2]
Epurarea mecanică are rolul de a asigura reţinerea, prin procese fizice, a substanţelor
poluante sedimentabile din apele uzate, folosind în acest scop, construcţii şi instalaţii în a
căror alcătuire diferă mărimea suspensiilor reţinute. Astfel, pentru reţinerea corpurilor şi
suspensiilor mari se folosesc gratare şi site; în unele situaţii de scheme de epurare, această
n vigoare (NTPA001/2002 sau avizul/autorizaţia de gospodărire a apelor).
fie realizată prin mijloace mecanice sau fizico-
(epurare primară), biologice (epurare secundară) sau avansate (epurare terţiară).
ndepărtarea din apele uzate a unor poluanţi specifici unor ape uzate industriale se
folosesc tehnologii de epurare specifice, care utilizează in general procese chimice. Fiecare
astfel de tehnologie foloseşte instalaţii specifice proiectate individual. În multe cazuri,
diverşi poluanţi care intră in componenţa apelor uzate industriale pot constitui inhibitori ai
mpiedica complet acest proces. În aceste
stituie subiectul unui studiu în
vederea prevenirii poluării la sursă prin adaptarea/modificarea tehnologiei, iar apele uzate
nainte de evacuarea lor într-un
Epurarea mecanică are rolul de a asigura reţinerea, prin procese fizice, a substanţelor
poluante sedimentabile din apele uzate, folosind în acest scop, construcţii şi instalaţii în a
nerea corpurilor şi
suspensiilor mari se folosesc gratare şi site; în unele situaţii de scheme de epurare, această
12
operaţie se numeşte epurare preliminară. Pentru separarea, prin flotare sau gravitaţională, a
grăsimilor şi emulsiilor care plutesc în masa apei uzate, se folosesc separatoare de grăsimi,
iar sedimentarea sau decantarea materiilor solide, în suspensie separabile prin decantare, are
loc în deznisipatoare, decantoare, fose septice etc. Acest procedeu de epurare este folosit
frecvent în epurarea apelor uzate menajere, constituind o etapă intermediară de realizare
totală a epurării apelor, îndeosebi pentru localităţile în care staţia de epurare se construieşte
simultan cu canalizarea localităţii. În cazul cănd în canalizarea orăşenească sunt deversate
mari cantităţi de ape uzate industriale, pentru a proteja desfăşurarea normală a proceselor de
epurare în treapta mecanică, se prevede o epurare preliminară alcătuită din bazine de
egalizare a debitelor de uniformizare a concentraţiilor (în cazul apelor uzate industriale
evacuate în şarje tehnologice), sau în bazine de neutralizare pentru apele puternic acide sau
alcaline. [4]
2.2.1.Grătarele
Grătarele reţin corpurile grosiere plutitoare aflate in suspensie in apele uzate (cârpe,
hârtii, cutii, fibre, etc.). Materialele reţinute pe grătare sunt evacuate ca atare, pentru a fi
depozitate în gropi sau incinerate. În unele cazuri pot fi mărunţite prin tăiere la dimensiunea
de 0,5-1,5 mm in dezintegratoare mecanice. Dezintegratoarele se instalează direct in canalul
de acces al apelor uzate brute, în aşa fel încat suspensiile dezintegrate pot trece prin grătare
şi pot fi evacuate in acelaşi timp cu corpurile reţinute [4].
În general, grătarele sunt formate din bare paralele, echidistante, prinse rigid pe
suporţi transversali, astfel încât lasă între ele spaţii libere denumite lumină. Menţinerea
corpurilor lipite pe grătar şi evitarea antrenării lor printre barele acestuia se realizează printr-
o viteză reală de trecere a apei prin grătar superioară valorii de 0,8 [m/s]. De regulă, viteza
medie de trecere între barele grătarului se alege în gama 0,8 – 1 [m/sec] valoare care se pot
majora la debite maxime până la 1,2 – 1,4 [m/s]. Este de remarcat că o mişcare hidraulică
lentă nu asigură reţinerea pe bare a materialelor şi că adoptarea vitezelor mici se face numai
la prizele de apă la care captarea se realizează prin grătare dispuse paralel cu sensul curgerii
apei, astfel ca pentru a fi captată, apa face un unghi de 90°. În acest caz, viteza care se
adoptă în faţa grătarului este de 0,075 – 0,1 [m/s], astfel încât să se evite antrenarea
murdăriilor, a zaiului şi a debitelor solide în priză, acestea continuându-şi curgerea în aval
datorită vitezei apei de suprafaţă. De asemenea, viteza mică de captare permite peştilor să se
îndepărteze de grătar. Aceste grătare se aşează la faţă, fără nici o retragere, ca să se evite
formarea unor depuneri [5].
Pentru staţiile de epurare la care reţinerile sunt în cantităţi mari, circa 4….10
[dm3/locuitor şi an], se prevăd grătare cu curăţire mecanică. Excepţie fac staţiile de epurare
mici la care curăţirea poate fi efectuata manual, precum şi staţiile mijlocii la care grătarele
rare sunt dispuse ca protecţie în amonte de grătarele medii sau dese prevăzute cu curăţ
mecanică. Reţinerile de pe grătare sunt tratate astăzi ca reziduuri (gunoi). Până nu demult
aceste reţineri erau scoase din apă, fărâmiţate cu ajutorul dezintegratoarelor şi apoi
reintroduse în circuit, în amonte de grătar. Actualmente, s
cauza maselor plastice care produc perturbaţii în exploatare pe circuitele de nămol (decantor
primar, îngroşător de nămol) şi în special, la recircularea externă a nămolului la
metantancuri. Totodată, prelucrarea şi reintroducerea în
o dată extrase, reprezintă un consum de energie nejustificat economic [5].
Grătare cu curăţire manuală
Grătarele cu curăţire manuală sunt de tip plan dispuse faţă de orizontală, înclinat la
60…75[°], pentru a putea fi
se face de pe o pasarelă care, în multe cazuri, se află la nivelul terenului [5].
Întrucât deasupra nivelului apei din colectoarele de canalizare, în care se adună
reţinerile de pe grătare, se află gaze, mai grele decât aerul şi lipsite de oxigen, e absolut
necesar ca lucrătorul aflat pe pasarelă, în poziţie de curăţire, (aplecat) să aibă capul deasupra
nivelului terenului. Adâncimea maximă admisă între pasarelă şi partea inferioară a grătar
este de 3 [m] [5].
Figura. 2.2. Grătar plan cu curăţire manual
1–umplutură din beton; 2
13
îndepărteze de grătar. Aceste grătare se aşează la faţă, fără nici o retragere, ca să se evite
Pentru staţiile de epurare la care reţinerile sunt în cantităţi mari, circa 4….10
se prevăd grătare cu curăţire mecanică. Excepţie fac staţiile de epurare
mici la care curăţirea poate fi efectuata manual, precum şi staţiile mijlocii la care grătarele
rare sunt dispuse ca protecţie în amonte de grătarele medii sau dese prevăzute cu curăţ
mecanică. Reţinerile de pe grătare sunt tratate astăzi ca reziduuri (gunoi). Până nu demult
aceste reţineri erau scoase din apă, fărâmiţate cu ajutorul dezintegratoarelor şi apoi
reintroduse în circuit, în amonte de grătar. Actualmente, s-a renunţat la această soluţie din
cauza maselor plastice care produc perturbaţii în exploatare pe circuitele de nămol (decantor
primar, îngroşător de nămol) şi în special, la recircularea externă a nămolului la
metantancuri. Totodată, prelucrarea şi reintroducerea în apa uzată a unor murdarii ce au fost
o dată extrase, reprezintă un consum de energie nejustificat economic [5].
Grătare cu curăţire manuală
Grătarele cu curăţire manuală sunt de tip plan dispuse faţă de orizontală, înclinat la
60…75[°], pentru a putea fi uşor curăţite manual cu ajutorul unei greble. Curăţirea manuală
se face de pe o pasarelă care, în multe cazuri, se află la nivelul terenului [5].
Întrucât deasupra nivelului apei din colectoarele de canalizare, în care se adună
se află gaze, mai grele decât aerul şi lipsite de oxigen, e absolut
necesar ca lucrătorul aflat pe pasarelă, în poziţie de curăţire, (aplecat) să aibă capul deasupra
nivelului terenului. Adâncimea maximă admisă între pasarelă şi partea inferioară a grătar
Figura. 2.2. Grătar plan cu curăţire manuala [5]
umplutură din beton; 2–bara LT 60 x 8; 3–traversă; 4-pasare
îndepărteze de grătar. Aceste grătare se aşează la faţă, fără nici o retragere, ca să se evite
Pentru staţiile de epurare la care reţinerile sunt în cantităţi mari, circa 4….10
se prevăd grătare cu curăţire mecanică. Excepţie fac staţiile de epurare
mici la care curăţirea poate fi efectuata manual, precum şi staţiile mijlocii la care grătarele
rare sunt dispuse ca protecţie în amonte de grătarele medii sau dese prevăzute cu curăţire
mecanică. Reţinerile de pe grătare sunt tratate astăzi ca reziduuri (gunoi). Până nu demult
aceste reţineri erau scoase din apă, fărâmiţate cu ajutorul dezintegratoarelor şi apoi
a această soluţie din
cauza maselor plastice care produc perturbaţii în exploatare pe circuitele de nămol (decantor
primar, îngroşător de nămol) şi în special, la recircularea externă a nămolului la
apa uzată a unor murdarii ce au fost
Grătarele cu curăţire manuală sunt de tip plan dispuse faţă de orizontală, înclinat la
uşor curăţite manual cu ajutorul unei greble. Curăţirea manuală
se face de pe o pasarelă care, în multe cazuri, se află la nivelul terenului [5].
Întrucât deasupra nivelului apei din colectoarele de canalizare, în care se adună
se află gaze, mai grele decât aerul şi lipsite de oxigen, e absolut
necesar ca lucrătorul aflat pe pasarelă, în poziţie de curăţire, (aplecat) să aibă capul deasupra
nivelului terenului. Adâncimea maximă admisă între pasarelă şi partea inferioară a grătarului
pasarelă
Grătar curb cu curăţire mecanică
Grătarul curb cu curăţire mecanică, se utilizează doar pentru adâncimi mici de
canal. Barele grătarului sunt dispuse în secţiunea planului vertical după un arc de cerc de
cca. 90°. Curăţirea se efectuează cu una, două greble montate la extremitatea unor
se rotesc în jurul unui arbore orizontal, dispus perpendicular pe direcţia de curgere a apei.
Pentru evacuarea reţinerilor colectate de greblă, se adoptă mai multe soluţii: una are
curăţitorul articulat la cadru şi prevăzut cu amortizoare pneumati
cauciucuri, care elimină şocul la căderea curăţitorului după descărcarea greblei. Alta cu
contragreutăţi la capătul unor braţe scurte prinse solidar de curăţitor, ceea ce permite
pendularea şi amortizarea căderii. Ultima soluţie are
comandat de o greutate printr
braţului greblei, pe de o parte, şi tendinţa greutăţii să coboare sub punctul de articulaţie al
pârghiei, pe de alta, conduc la mişcarea de curăţire [5].
Figura. 2.3. Grătar curb cu curăţire mecanică [5]
1-cadru; 2-grătar; 3
Descărcarea depunerilor se face,
bandă transportoare dispusă transversal pe canal. Grătarul radial care în esenţă este un grătar
curb, cu arborele de curăţire vertical, nu se mai utilizează, pentru ca curăţirea se făcea sub
apa, reţinerile fiind apoi conduse la dezintegrator [5].
Depunerile de pe grătar sunt îndepărtate de obicei o dată pe zi, însă în perioadele cu
debite mai mari (pe timp de ploaie) se recomandă supravegherea continuă şi îndepărtarea lor
14
Grătar curb cu curăţire mecanică
Grătarul curb cu curăţire mecanică, se utilizează doar pentru adâncimi mici de
canal. Barele grătarului sunt dispuse în secţiunea planului vertical după un arc de cerc de
cca. 90°. Curăţirea se efectuează cu una, două greble montate la extremitatea unor
se rotesc în jurul unui arbore orizontal, dispus perpendicular pe direcţia de curgere a apei.
Pentru evacuarea reţinerilor colectate de greblă, se adoptă mai multe soluţii: una are
curăţitorul articulat la cadru şi prevăzut cu amortizoare pneumatice, gen pompa de umflat
cauciucuri, care elimină şocul la căderea curăţitorului după descărcarea greblei. Alta cu
contragreutăţi la capătul unor braţe scurte prinse solidar de curăţitor, ceea ce permite
pendularea şi amortizarea căderii. Ultima soluţie are curăţitorul fixat de braţele greblei şi
comandat de o greutate printr-un mecanism similar celui bielă manivelă; poziţia în spaţiu a
braţului greblei, pe de o parte, şi tendinţa greutăţii să coboare sub punctul de articulaţie al
uc la mişcarea de curăţire [5].
Figura. 2.3. Grătar curb cu curăţire mecanică [5]
grătar; 3-greblă; 4-curăţitor greblă; 5-mecanism antrenare.
Descărcarea depunerilor se face, în general printr-un plan înclinat oscilant pe o
bandă transportoare dispusă transversal pe canal. Grătarul radial care în esenţă este un grătar
curb, cu arborele de curăţire vertical, nu se mai utilizează, pentru ca curăţirea se făcea sub
fiind apoi conduse la dezintegrator [5].
Depunerile de pe grătar sunt îndepărtate de obicei o dată pe zi, însă în perioadele cu
debite mai mari (pe timp de ploaie) se recomandă supravegherea continuă şi îndepărtarea lor
Grătarul curb cu curăţire mecanică, se utilizează doar pentru adâncimi mici de
canal. Barele grătarului sunt dispuse în secţiunea planului vertical după un arc de cerc de
cca. 90°. Curăţirea se efectuează cu una, două greble montate la extremitatea unor braţe ce
se rotesc în jurul unui arbore orizontal, dispus perpendicular pe direcţia de curgere a apei.
Pentru evacuarea reţinerilor colectate de greblă, se adoptă mai multe soluţii: una are
ce, gen pompa de umflat
cauciucuri, care elimină şocul la căderea curăţitorului după descărcarea greblei. Alta cu
contragreutăţi la capătul unor braţe scurte prinse solidar de curăţitor, ceea ce permite
curăţitorul fixat de braţele greblei şi
un mecanism similar celui bielă manivelă; poziţia în spaţiu a
braţului greblei, pe de o parte, şi tendinţa greutăţii să coboare sub punctul de articulaţie al
mecanism antrenare.
un plan înclinat oscilant pe o
bandă transportoare dispusă transversal pe canal. Grătarul radial care în esenţă este un grătar
curb, cu arborele de curăţire vertical, nu se mai utilizează, pentru ca curăţirea se făcea sub
Depunerile de pe grătar sunt îndepărtate de obicei o dată pe zi, însă în perioadele cu
debite mai mari (pe timp de ploaie) se recomandă supravegherea continuă şi îndepărtarea lor
15
mai dese. De pe grătarele mai dese, depunerile sunt îndepărtate de 2-5 ori pe zi. Dacă
depunerile sunt îndepărtate mecanic, mecanismul trebuie să intre în funcţiune des, chiar
continuu, pentru a nu se produce înfundări consistente, care ar putea duce la bloc [5].
2.2.2.Deznisipatoarele
Deznisipatoarele sunt construcţii descoperite care reţin particulele grosiere din apele
uzate, în special nisipul, cu diametrul granulelor mai mare decât 0,25 mm. Amplasarea
deznisipatoarelor se face în mod curent după grătare si înaintea separatoarelor de grăsimi. În
cazul existen�ei unei staţii de pompare echipată cu transportoare hidraulice,
deznisipatoarele pot fi amplasate si în avalul acesteia [6].
Deznisipatoarele se clasifică în:
deznisipatoare orizontale longitudinale;
deznisipatoare tangen�iale;
deznisipatoare cu insuflare de aer;
deznisipatoare – separatoare de grăsimi cu insuflare de aer.
Alegerea tipului de deznisipator se face printr-un calcul tehnico – economic, luând în
considera�ie mărimea debitului, natura terenului de fundare �i spa�iul disponibil;
procedeul de canalizare; se va adopta solu�ia având costuri reduse �i care asigură �i
performan�ele tehnologice cerute [6].
Deznisipator orizontal longitudinal cu sec�iune transversală parabolică
Parametrii de proiectare pentru deznisipatorul orizontal longitudinal cu sec�iune
transversală parabolică sunt:
- Timpul mediu de trecere a apei prin bazin: t = 30 …65 s;
- Adâncimea apei în deznisipator se recomandă: H = 0,4 … 1,5 m;
- Lă�imea compartimentelor va respecta dimensiunile recomandate pentru utilajul de
evacuare a nisipului (podul cură�itor);
- Cantitatea specifică de nisip ce trebuie evacuată se va considera:
- În procedeu separativ: C = 4 …6 m3 nisip/ 100.000 m3 apă uzată, zi;
- În procedeu unitar �i mixt: C = 8 … 12 m3 nisip/ 100.000 m3 apă uzată,zi;
- Rigola longitudinală de colectare a nisipului va avea o sec�iune transversală cu
dimensiuni de minim 0,40 m lă�ime �i 0,25 m adâncime.
16
Deznisipator cu insuflare de aer
Denumit �i deznisipator aerat, acest obiect tehnologic constă dintr-un canal
longitudinal în care se insuflă aer comprimat sub formă de bule fine prin intermediul
conductelor perforate, discuri sau plăci cu membrană elastică perforată; dispozitivul de
insuflare este amplasat asimetric în secţiunea transversală, în apropierea unuia dintre pereţii
bazinului. Miscarea apei în bazin este de tip elicoidal, nisipul conţinut în apa uzată fiind
proiectat pe peretele opus zonei de insuflare a aerului; acesta cade de-a lungul acestui perete
spre partea inferioară a bazinului unde este reţinut într-o rigolă longitudinală al cărui ax este
amplasat la 1/3 din lăţimea compartimentului (măsurată de la peretele lângă care se insuflă
aerul); insuflarea aerului se face pe toată lungimea bazinului [6].
Deznisipator orizontal tangen�ial
Este alcătuit dintr-o cuvă circulară în care accesul apei se face tangenţial printr-o
fereastră laterală prevăzută în perete. Miscarea circulară care se realizează este menţinută si
la debite mici cu ajutorul unor palete fixate rigid de un tub mobil care este acţionat într-o
miscare de rotaţie de un grup electromotor – reductor de turaţie [6].
Miscarea circulară imprimată apei admisă tangenţial, este menţinută la o viteză periferică de
0,30 m/s, aceasta fiind controlată prin accelerarea sau încetinirea rotaţiei paletelor. Prin
interiorul tubului mobil trece conducta air-liftului care evacuează nisipul pe o platformă de
drenaj amplasată adiacent bazinului [6].
Deznisipatorul poate fi alcătuit dintr-o singură cuvă, deoarece prin jocul unor
stăvilare se poate realiza ocolirea bazinului, sau din module de câte două cuve cuplate si
amplasate simetric. În figura 2.4 este prezentată schi�a unui deznisipator orizontal –
tangen�ial [6].
17
Figura 2.4. Deznisipator orizontal tangenţial [6]
1–air-lift, 2-conductă de avacuare nisip, 3-conductă de apă, 4-caonductă de aer comprimat,
5-ălatformă pentru drenarea nisipului, 6-tul mobil, 7-palete, 8-electromotor, 9-deschidere de
acces a apei în deynisipator, 10-deschidere de evacuare a apei, 11-clapet de reţinere, 12-
vană, 13-spaţiu pentru colectarea nisipului
18
Deznisipator – separator de grăsimi cu insuflare de aer
Aceasta construc�ie reune�te două obiecte tehnologice distincte: deznisipatorul �i
separatorul de grăsimi. Avantajele rezultate:
- economie de investi�ie �i de spa�iu ocupat;
- educerea cheltuielilor de exploatare;
- reducerea volumelor de lucrări de construc�ii;
Figura 2.5. Deznisipator – separator de grăsimi cu insuflare de aer [6]
19
2.2.3.Separatoarele de grăsimi
Se mai numesc şi bazine de flotare şi au ca scop îndepărtarea din apele uzate a
uleiurilor, grăsimilor şi, în general, a tuturor substanţelor mai uşoare decat apa, care se ridică
la suprafaţa acesteia in zonele liniştite şi cu viteze orizontale mici ale apei. Separatoarele de
grăsimi sunt amplasate după deznisipatoare, dacă reţeaua de canalizare a fost construită in
sistem unitar, şi după grătare, cand reţeaua a fost construită in sistem divizor şi din schemă
lipseşte deznisipatorul [4].
2.2.4.Decantoarele
Sunt construcţii în care se sedimentează cea mai mare parte a materiilor în suspensie
din apele uzate. Decantoarele primare sunt longitudinale sau circulare şi asigură staţionarea
apei timp mai indelungat, astfel că se depun şi suspensiile fine. Se pot adăuga in ape şi
diverse substanţe chimice cu rol de agent de coagulare sau floculare, uneori se interpun si
filtre. Spumele şi alte substanţe flotante adunate la suprafaţă (grăsimi, substanţe petroliere
etc.) se reţin şi înlătură ("despumare"), iar nămolul depus pe fund se colectează şi înlătură
din bazin (de exemplu cu lame racloare susţinute de pod rulant) şi se trimite la metantancuri
[4].
Decantoare orizontale longitudinale
Sunt bazine din beton armat, de regulă descoperite, cu secţiune transversal
dreptunghiulară. Admisia apei în decantor se face prin deflectoare sau orificii practicate în
peretele despărţitor dintre camera de intrare si compartimentul decantor, sau prin deversare
uniformă pe toată lăţimea decantorului peste peretele rigolei de aducţiune a apei [6].
În partea amonte a bazinului este prevăzută o pâlnie (basă) pentru colectarea
nămolului din care acesta este evacuat hidraulic, prin sifonare sau pompare, continuu sau
intermitent, spre construcţiile de prelucrare a nămolului; intervalul de timp dintre două
evacuări se stabileste funcţie de tehnologia de epurare adoptată �i de caracteristicile
nămolului, recomandându-se să nu se depăsească 4 - 6 ore, în scopul evitării intrării în
fermentare a nămolului. Îndepărtarea nămolului din pâlnie se face prin conducte cu
diametrul de minim 200 mm, viteza minimă admiţându-se de 0,70 m/s; nămolul depus pe
radierul bazinului este dirijat către pâlnia de nămol din amonte, prin intermediul unui pod cu
lamă racloare a cărui viteză de deplasare se va adopta 2 … 5 cm/s, astfel încât ciclul tur –
retur să nu depăsească 45 minute si deplasarea podului raclor să nu repună în stare de
20
suspensie nămolul depus pe radier. Curăţarea nămolului de pe radier si transportul acestuia
spre pâlnia colectoare amonte poate fi realizată si de racloare submersate de tip lanţ fără
sfârsit (lanţ cu racleţi), lamele racloare sunt asezate la distanţa de 2,0 m, iar viteza de
miscare a lanţului este de 1,5 … 4,0 cm/s. Pot fi adoptate �i alte tipuri de racloare [6].
Grăsimile si alte materii plutitoare sunt împinse de lame de suprafaţă prinse de podul
raclor sau de lanţul fără sfârsit si colectate într-un jgheab pentru grăsimi, asezat în partea
aval a decantorului; printr-o conductă, grăsimile ajung într-un cămin (rezervor) pentru
grăsimi amplasat în vecinătatea decantorului, fiind apoi evacuate prin vidanjare sau pompare
[6].
Decantoare orizontale radiale
Sunt bazine cu forma circulară în plan, în care apa este admisă central prin
intermediul unei conducte prevăzută la debusare cu o pâlnie (difuzor) a cărei muchie
superioară este situată la 20 - 30 cm sub planul de apă. Apa limpezită este evacuată printr-o
rigolă perimetrală sau prin conduct submersată cu fante [6].
Circulaţia apei se face orizontal după direc�ie radială, de la centru spre periferie; din
conducta de acces, apa iese pe sub un cilindru central semiscufundat, cu muchia inferioară
situată la o adâncime sub planul de apă egală cu 2/3 din înălţimea zonei de sedimentare . În
alte variante, apa iese din cilindrul central prin intermediul unor orificii cu deflectoare
practicate în peretele acestuia, sau printr-un grătar de uniformizare cu bare verticale.
Distribuţia uniformă a apei de la centru spre periferie se poate realiza si prin intermediul
unui dispozitiv de tip lalea Coandă. Cilindrul central, al cărui diametru este de 10 - 20% din
diametrul decantorului, sprijină pe radierul bazinului prin intermediul unor stâlpi. La partea
superioară a cilindrului central se prevede o structură de rezistenţă capabilă să preia forţele
generate de podul raclor al cărui pivot este amplasat pe structura de rezistenţă
respectivă.Celălalt capăt al podului raclor sprijină pe peretele exterior al bazinului prin
intermediul unor roţi pentru asigurarea func�ionarii bune iarna.[6]
Podul raclor de suprafa�ă este alcătuit dintr-o grindă cu montanţi articula�i
prevăzuţi la partea inferioară cu lame racloare. Acestea curăţă nămolul de pe radier si îl
conduc către conul central care constituie pâlnia de colectare a nămolului. De aici, nămolul
este evacuat prin diferenţă de presiune hidrostatică, prin sifonare sau prin pompare, spre
treapta de prelucrare ulterioară a nămolului; de podul raclor este prins un braţ metalic
21
prevăzut cu o lamă racloare de suprafaţă care împinge grăsimile si spuma de la suprafaţa
apei spre periferie, către un cămin sau alt dispozitiv de colectare a acestora. [6]
Prevederile de mai sus nu exclud posibilitatea utilizării de poduri racloare
submersate antrenate cu mecanisme speciale. Rigola de colectare a apei decantate se
amplasează la interiorul peretelui exterior acesteia la 1,0 - 1,5 m de perete. În primul caz, în
peretele exterior al decantorului se practică ferestre prevăzute pe muchia interioară cu
deversoare metalice cu dinţi triunghiulari, reglabile pe verticală. În faţa acestor deversoare,
la cca. 30 - 50 cm distanţă se prevede un perete semiscufundat, de formă circulară în plan, a
cărui muchie inferioară este la minim 25 - 30 cm sub planul de apă. În cel de-al doilea caz,
peretele rigolei dinspre centrul bazinului are coronamentul deasupra nivelului apei, el
servind drept perete obstacol pentru spuma si grăsimile de la suprafaţa apei [6].
Apa decantată trece pe sub rigolă si deversează peste peretele circular exterior al
rigolei, prevăzut si el cu plăcuţe metalice cu deversori triunghiulari reglabili pe verticală.
Colectarea în rigolă a apei limpezite se face prin deversare neînnecată. Colectarea apei
limpezite se poate face si prin conductă submersată cu fante. Radierul decantorului are o
pantă de 6 - 8 % spre centru, iar radierul pâlniei de nămol o pantă de 2 : 1. Diametrul
decantoarelor radiale este cuprins între 16 si 50 m, iar adâncimea utilă hu între 1,2 si 4,0
m.Viteza periferică a podului raclor variază între 10 si 60 mm/s, realizând 1 - 3 rotaţii
complete pe oră. Evacuarea nămolului se poate face continuu în cazul unor volume mari de
nămol, sau la intervale de maxim 4 - 6 h, prin conducte cu Dn 200 mm prin care viteza
nămolului să fie minim 0,7 m/s [6].
Figura 2.6. Decantor orizontal radial.Vedere în plan �i sec�iuni caracteristice [6]
22
Decantoare verticale
Sunt construcţii cu formă în plan circulară sau pătrată, în care mi�carea apei se face
pe verticală, în sens ascendent. Se utilizează pentru debite zilnice maxime sub 5.000 m3 /zi
�i sunt recomandate în special ca decantoare secundare după bazinele cu nămol activat sau
filtrele biologice datorită avantajului prezentat de stratul gros de flocoane care măreste
eficienţa decantării. Se construiesc pentru diametre până la 10 m iar utilizarea lor este
limitată din cauza dificultăţilor de execuţie [6].
Apa este introdusă într – un tub central (fig. 2.7) prin care curge în sens descendent
cu o viteză vt de 0,10 m/s. În camera exterioară tubului central , apa se ridică spre suprafaţă
unde este colectată într-o rigolă perimetrală sau în rigole radiale care debusează în cea
perimetrală în cazul în care debitul specific deversat este depăsit sau când diametrul
decantorului este > 7 – 8 m. Nămolul se depune în partea inferioară a bazinului, amenajată
sub forma unui trunchi de con cu pereţii înclinaţi faţă de orizontală cu mai mult de 45°. Din
pâlnia de nămol, acesta este evacuat prin diferenţă de presiune hidrostatică, prin sifonare sau
pompare spre instalaţiile de prelucrare ulterioară. În scopul reţinerii grăsimilor, spumei si a
altor substanţe plutitoare se prevăd pereţi semiscufundaţi în faţa rigolelor de colectare a apei
decantate. [6]
Figura 2.7. Decantor vertical. Sec�iune transvesală [6]
1-admisia apei; 2-pâlnie colectare materii plutitoare; 3-perete semiînecat; 4-rigolă colectare
apă decantată; 5-conductă evacuare apă decantată;6-conductă evacuare nămol.
23
2.2.5.Transportoare
Transportor elocoidal
Transportoarele elicoidale sunt instalaţii de transport fară organ flexibil de tracţiune
care se folosesc la transportul diferitelor materiale în plan orizontal sau într-un plan înclinat
faţă de orizontală cu orice unghi.În timpul transportului se pot efectua si diferite operaţii
tehnlogice. Organul de lucru al transportorului elicoidal este spira montată pe arbore.
Acţionarea se face de la motorul electric prin intermediul unei transmisii [8].
Turaţia poate varia între 1-50 rot/min cu convertizor de frecvenţă.
Material: oţel inoxidabil.
Figura 2.8.Transportor elicoidal [9]
Tabel 2.2.Caracteristici tehnice ale transportorului elicoidal [9]
24
p C
ZO N A D
E
E V A CU A R E
L TL
Dd
L A
p T
ZO N A D
E
A LIME N T A R E
ZO N A D
E
TR A N SPO R T
Z O N A D
E
C O MPA C TA R E
L C
h g
L E
n
Fig. 2.9. Schema de principiu a transportorului-compactor [8]
2.3. Epurarea chimica
Epurarea chimică are un rol bine determinat in procesul tehnologic, prin care se
îndepărtează o parte din conţinutul impurificator al apelor reziduale. Epurarea chimică prin
coagulare - floculare conduce la o reducere a conţinutului de substanţe organice exprimate in
CBO5 de cca. 20 -30 % permiţand evitarea încărcării excesive a nămolului activ cu
substanţa organică [5].
Procesul de coagulare - floculare constă în tratarea apelor reziduale cu reactivi
chimici, în cazul de fată, sulfat feros clorurat şi apă de var, care au proprietatea de a forma
ioni comuni cu substanţa organică existentă în apă şi de a se aglomera în flocoane mari
capabile să decanteze sub formă de precipitat. Agentul principal în procesul de coagulare -
floculare este ionul de Fe3+ care se obţine prin oxidarea sulfatului feros cu hipoclorit de
sodiu. Laptele de var care se adaugă odata cu sulfatul feros are rolul de accelera procesul de
formare al flocoanelor şi de decantare al precipitatului format. Reacţia de oxidare a FeSO4 si
de precipitare a Fe(OH)3 este următoarea [5]:
2FeSO4+3Ca(OH)2+Cl2=2Fe(OH)3+2CaSO4+CaCl2
Îndepartarea prin decantare a flocoanelor formate este necesară întrucât acestea ar
putea împiedica desfăşurarea proceselor de oxidare biochimică prin blocarea suprafeţelor de
schimb metabolic a biocenozei. Datorită variaţiilor mari de ph cu care intră în staţia de
25
epurare apele reziduale, se impune corectarea ph-ului în aşa fel încât, dupa epurarea
mecano-chimica, apele să aibă un ph cuprins între 6,5-8,5, domeniu în care degradarea
biochimica sub acţiunea microorganismelor din nămolul activ este optimă. Corecţia ph-ului
se face cu ajutorul H2SO4 98% sau a NaOH 40% în bazinul de reglare a ph-ului, destinat
acestui scop. Totodata prin corectia ph-ului se reduce si agresivitatea apelor reziduale asupra
conductelor, constructiilor si utilajelor [5].
2.4. Epurarea biologica
Prin epurarea biologică se înţelege complexul de operaţiuni şi faze tehnologice prin
care materiile organice existente în apele uzate provenind din cele mai diverse activităţi
antropice sunt transformate cu ajutorul unor culturi de microorganisme, în produşi de
degradare fără nocivitate, (CO2, H2O, CH4, şi altele) şi o masă celulară nouă (biomasa),
inofensivă [5].
Figura 2.10. Cultură de microorganisme [5]
Procesul tehnologic de epurare biologică se poate organiza in două modalităţi:
1. Prin cultura microorganismelor noi dispersate in intregul volum al reactorului de epurare.
2. Prin cultura noilor microorganisme pe un suport.
Prin sistemul de cultură in intreaga masă de apă poluanţii şi in tot volumul
reactorului se inmulţeşte generic "nămolul activ" iar epurarea biologică ca modalitate
tehnologică ii poartă numele [5].
Al doilea sistem presupune dezvoltarea culturii in film (peliculă) biologic, iar
procesul se desfăşoară în construcţii cu filtre biologice speciale. Nămolul activ este un
sistem dispers in care materialul aflat în suspensie trebuie să fie separat de efluentul epurat
biologic. În procesul de epurare biologică a apelor uzate cu incărcătură de materii organice,
rol principal îi revine grupului de bacterii organofage, (mancătoare de substanţe organice).
26
Aceste bacterii, in funcţie de predispoziţia lor de a trăi in prezenţa sau absenţa oxigenului se
clasifică in trei grupuri:
a) Bacterii obligat aerobe;
b) Bacterii facultativ aerobe;
c) Bacterii anaerobe [5].
Bacteriile, grup heterogen de organisme microscopice, microcelulare sau grupate în
colonii cu nucleu simplu, majoritatea fără clorofilă, heterotrofe (care sunt obligate săşi preia
singure hrana sub formă de substanţe organice din mediu) indeplinesc rolul esenţial in acest
tip de epurare a apelor cu incărcătura de materii organice [5].
Bacteriile aerobe sunt microorganisme care intr-o proporţie insemnată se pot
dezvolta şi reproduce numai in mediile care conţin oxigen. Bacteriile obligat aerobe ca cele
saprofite, nitrificatoare, o parte din sulfobacterii si microbii patogeni trăiesc numai in
prezenţa oxigenului molecular. Bacteriile facultativ aerobe, grupează la un loc unele drojdii,
bacterii denitrificatoare s.a. Bacteriile anaerobe sunt organisme capabile să trăiască fără
prezenţa oxigenului liber. Dintre acestea remarcăm infuzoriile, clostridium pasteurianum şi
clostridium sporogenius [5].
Ca urmare, în legătură cu necesarul de oxigen pentru dezvoltarea culturilor de
bacterii organo-fagiste vom intalni două tipuri de procese tehnologice pentru epurare
biologică:
- Proces aerob, utilizat cu prioritate la indepărtarea poluanţilor din apele uzate;
- Proces anaerob aplicat la prelucrarea nămolurilor fermentate şi la epurarea apelor uzate
foarte concentrate in poluanţi [5].
Cercetările au evidenţiat faptul că in stransă asociere cu bacteriile, in procese aerobe
cohabitează protozoare (cele mai primitive forme de animale din clasele Flagellata,
Sarcodia, Sporazoa, Ameobosporidia, Ciliophora), metazoare (rotifere şi nematode) şi
ciuperci sau chiar fungi, alcătuind biocenoze [5].
27
CAPITOLUL 3. Soluţii constructive ale transportoarelor utilizate în
staţiile de epurare a apelor uzate
3.1. Transportoare elicoidale
Transportoarele elicoidale sunt instalaţii de transport continuu fară organ flexibil de
tracţiune.Transportoarele elicoidale (cu melc ) au o largă întrebuinţare în magazii şi secţiile
de pregătirea hranei precum şi în înteriorul adăpostului, pentru distribuirea hranei. Ele pot fi
folosite ca instalaţii fixe sau deplasabile.
Domeniul de utilizare:
Transportoarele elicoidale se folosesc la transportul diferitelor produse agricole
friabile în linie dreapta sub orice unghi , inclusiv în plan orizontal sau vertical . Produsele
agricole care pot fi transportate cu aceste instalaţii sunt următoarele :
Cereal netreierate
Paie (tocate şi netocate)
Fân
Cereal boabe
Amestecuri de boabe
Pleavă
Spice netreierate
În timpul transportului, aceste instalaţii pot efectua şi anumite operaţii tehnologice,
ca de exemplu: amestecarea, terciuirea sau presarea diferitelor produse. Astfel pot servi la
amestecarea nutreţurilor uscate şi umede ca de exemplu: făina, rădăcinoase tocate, cartofi
opăriţi, paie tocate şi opărite, amestecarea diferitelor componente uscate sau umede ale
nutreţurilor combinate. Totodata transportoarele elicoidale se folosesc ca organe de presare
cu acţiune continuă, ca de exemplu, la presele pentru obţinerea zemurilor vegetale, din masa
tocată, ca organe de curăţire, spălare sau terciuire a cartofilor opăriţi. [10]
Transportoarele elicoidale pot constitui subansamble ale diverselor maşini agricole
având rol de transportoare, elevatoare sau organe de lucru, executând anumite operaţii
tehnologice, ca cele menţionate mai sus. În acest ultim caz, operaţiile de transport şi cele
tehnologice se execută de obicei în acelaşi timp, de către acelaşi organ. [10]
28
Transportoarele elicoidale se folosesc de asemenea ca transportoare propriu-zise,
staţionare sau deplasabile. În aceasta formă se folosesc în fabricile de nutreţuri combinate, în
secţiile de pregătire a hranei, în adăposturi pentru disribuţia hranei la animale, în magaziile
de cereale pentru încarcatul şi transportatul produselor respective [10].
Clasificarea transportoarelor elicoidale:
Clasificarea transportoarelor elicoidale se face după mai multe criterii:
1) După forma organului activ:
Cu spiră plină;
Cu spiră întreruptă;
Cu spiră sub formă de bandă;
Cu spiră sub formă de arc elicoidal.
2) După modul de folosire:
Maşini speciale de transport;
Subansamble ale unor maşini agricole.
3) Din punc de vedere al caracterului mişcării materialului în carcasa melcului:
Lente (cu mers liniştit);
Rapide.
La transportoarele elicoidale lente influenţa forţei centrifuge este neînsemnată,
caracterul mişcaării fiind determinat în special, de greutatea materialului şi de forţele de
frecare. În acest caz materialul execută doar o deplasare în jurul jghiabului, ocupând spaţiul
dintre arborele melcului şi partea inferioara a carcasei [10].
La transportoarele elicoidale lente viteza periferică maximă a melcului nu depaşeşte
1-1,5 m/s. În acest caz, carcasa melcului poate fi deschisă la partea superioară, având forma
unui jghiab. Aceste transportoare se folosesc la transportul materialelor pe orizontală sau pe
o direcţie ce face un unghi de cel mult 20º cu orizontala, coeficientul de umplere fiind
cuprins între 0,3-1 [10].
În cazul transportoarelor elicoidale rapide, o influenţa deosebită asupra mişcării
materialului o au forţele centrifuge, care aruncă materialul peste arborele melcului,
proiectându-l pe carcasa, unde acesta se dispune sub forma unui strat inelar în trepte. În
acest caz materialul execută o mişcare complexă, ceea ce produce o amestecare intensă a
acestuia. Cea mai mare parte din material execută o mişcare elicoidală ascendenta alunecând
29
pe suprafaţa spirei şi carcasei, în timp ce o mică parte scapă prin jocul j dintre spiră si
carcasă. Sensul de deplasare al particulelor de material este indicat cu săgeti.
Transportoarele elicoidale rapide trebuie prevăzute cu carcase închise pentru a evita
aruncarea materialului din carcasă. [10]
Principiul de funcţionare:
Produsul, materialul, este deversat în coşul de alimentare, de unde melcul îl
transportă pe orizontală spre fereastra de evacuare. Ferestrele de alimentare respective cele
de evacuare pot fi închise cu şubere, ele putând fi prevăzute oriunde în lungul traseului de
transport. Principiul de funcţionare al transportorului elicoidal lent este asemanator cu cel al
transportorului cu racleţi. Ca şi racletele, spira melcului separă materialul în porţii pe care le
deplasează în interirul carcasei. În timpul transportului materialul alunecă atât pe spira
melcului cât şi pe carcasa acestuia [10].
Fgiura 3.13. Schema constructivă a transportorului elicoidal [9]
Organul activ al transportoarelor elicoidale este spira elicoidală, cu unul sau două
începuturi, folosită la transportul materialelor în vrac ( granulare sau pulverulente ) şi sub
formă de bucaţi mici. Spira realizată sub forma unei benzi înguste cu un început este
destinată transportului radăcinoaselor ( sfeclă ) şi a altor materiale sub formă de bucaţi mari.
Spirele sub formă de palete se folosesc în construcţia amestecătoarelor [10].
În cazul transportoarelor formate din mai multe tronsoane, spirele elicoidale se
execută corespunzator cu lungimea tronsoanelor carcasei îmbinandu-se apoi între ele.
Asupra materialului aflat sub acţiunea spirei melcului acţionează următoarele forţe:
- greutatea proprie
- forţa centrifuga
30
- forţele de frecare dintre material şi spiră
- forţele de frecare dintre material şi carcasă [10].
Avanataje şi dezavanataje ale trasportoarelor elicoidale :
Transportoarele elicoidale au următoarele avantaje : se întreţin uşor, au o construcţie
simplă, siguranţă in exploatare, izolarea materialului transportat de mediul înconjurător,
uşurinţa încărcării şi descărcării intermediare, gabarit mic, preţ de cost scăzut [10].
Dezavantajele transportoarelor elicoidale sunt : strivirea materialului transportat ca
urmare a intrării acestuia între spiră şi carcasă, necesitatea unei alimentări uniforme, consum
specific de energie ridicat [10].
Spira elicoidală:
La tronsoanele elicoidale formate din mai multe tronsoane, lungimea spirei elicoidale
este egală cu lungimea tronsoanelor respective pentru a permite îmbinarea acestora. În acest
caz arborii sunt tubulari, îmbinarea facându-se cu ajutorul unui arbore intermediar care se
sprijină intr-un lagăr [10].
Figura 3.14. Imbinarea a doua tronsoane ale transportorului elicoidal [10]
Transportoarele elicoidale rapide au o spiră elicoidală dintr-o singură bucată,
deoarece la acestea nu se admit lagăre intermediare care ar putea produce înfundarea. În
unele cazuri se admite construc�ia spirei din două tronsoane, arborii fiind îmbina�i cu
ajutorul unor cepuri �i buc�e conice. În locul de îmbinare al spirelor nu se admit fante �i
deplasări ale muchiilor [10].
31
Figura 3.15. Construc�ia spirei elicoidale [10]
Arborii se execută din OL 50, rotund sau �eavă. Spirele elicoidale se execută din
benzi sau foi de tablă din OL 37 prin matri�are sau laminare pe ma�ini speciale. În ultimul
caz se ob�in spire complete a căror lungime este egală cu câtiva pasi. Spirele se sudează
direct pe arbori sau prin intermediul unor supor�i [10].
Carcasa :
La transportoarele elicoidale lente se folosesc carcase în formă de jgheab deschis cu
pere�i înclina�i �i în forma de jgheab închis cu pere�i verticali. La transportoarele
elicoidale rapide se folosesc carcase cilindrice. Deseori in construc�ia acestor transportoare
se folosesc carcase combinate [10].
Transportorul poate fi prevăzut cu mai multe ferestre de alimentare , respectiv de
descărcare. Pentru ferestrele de descărcare trebuie prevăzute �i bare de reglare a sec�iunii
acestora. În cazul transportoarelor elicoidale lente cu lungime mare , carcasele se execută
din mai multe tronsoane , de 1,2 m fiecare. La transportoarele verticale se recomandă să se
foloseasca carcase executate dintr-o singură bucată [10].
Arborele melcului este sus�inut pe lagăre de alunecare în cazul transportoarelor
elicoidale lente �i lagăre de rostogolire, în cazul transportoarelor elicoidale rapide. Lagărele
trebuie bine etan�ate pentru a împiedica pătrunderea prafului �i a altor impurita�i [10].
Carcasele se execută din tablă de o�el OL 37 cu grosimea de 1÷2,5 mm. La
transportoarele elicoidale lente se folosesc carcase sub formă de jgheab deschis sau închis.
La transportoarele elicoidale rapide se folosesc carcase cilindrice [10].
32
Soluţii constructive de transportoare elicoidale:
Transportor elicoidal înclinat TEI
Realizează transportul produselor (cereale, făină, etc.) înclinat (sub un anumit unghi
- 30°, 45°). Acesta este prevăzut cu sorb şi şibăr; în funcţie de solicitări, pot fi executate în
variantă cu cuvă de alimentare. Transportoarele pot fi montate pe suport mobil [14].
Axul cu spiră este montat în interiorul unui tub metalic; în funcţie de lungime tubul
poate fi executat dintr-o bucată sau din tronsoane asamblate; iar spira este executată din
bandă metalică continuă [14].
Figura 3.16. Transportor elicoidal înclinat TEI [14]
Tabel 3.12. Caracteristici tehnice [14]
Tip Putere Încărcare Dimesiuni [mm]
(kW) (t/h) L Hmin Hmax Øspiră
TEI 1 1,1÷2,2 4,6÷5,2 3000÷8000 2000 4000 90
TEI 2 2,2÷3 17÷19 3000÷8000 2000 4000 150
TEI 3 4 20÷23 3000÷8000 2000 5000 200
Transportor elicoidal orizontal TO I/Ø:
Acest utilaj realizează transportul pe orizontală al cerealelor (sau altor produse
exemplu: făină, griş etc.). Acest transportor este executat din tronsoane: de intrare, de ieşire
şi intermediare, asamblare între tronsoane se face cu: cu organe de asamblare - şurub, şaibă,
piuliţă. Tronsoanele sunt prevăzute cu guri de alimentare şi de evacuare, spira este executată
din banda metalică, continuă, între tronsoane sunt montate lagăre intermediare. Acţionarea
se face cu ajutorului unui motoreductor [14].
33
Figura 3.17. Transportor elicoidal orizontal TO I/Ø [14]
Tabel 3.13. Caracteristici tehnice [14]
Tip Ø spiră
(mm)
Capacitate
Qmax (t/h)
C F
TO 15 150 3,5 2
TO 20 200 8,4 4,5
TO 25 250 15,5 7
TO 30 300 30 16
* C- Cereale; F- Făină
Transportor elicoidal tip U:
Transportorul elicoidal tip U de la Tornum este proiectat pentru transportul orizontal
al seminţelor, făinii de seminţe şi al altor materiale granulare. Executat din tablă de oţel
puternic galvanizată pentru protecţie eficientă la coroziune [15].
Structură şi funcţionare:
Conceput ca transportor elicoidal de descărcare şi adecvat oriunde este necesară o
funcţionare silenţioasă şi sigură.
Extensii disponibile cu lungimi de 0,5, 1 şi 2 metri, cu şi fără orificiu de ieşire.
Se poate echipa cu numărul dorit de orificii de ieşire, care sunt plasate la capătul
secţiunilor de extindere în variantă standard [15].
34
Figura 3.18. Schema constructivă a transportorului elicoidal tip U [15]
Figura 3.19. Transportor elicoidal tip U [15]
Tabel 3.14. Caracteristici tehnice [15]
Tip A B C D E F G H I J Capacitate
RSU 150
100 250 155 170 210 150 200 290 235 720 25 t/h
RSU 225
100 300 205 280 315 225 300 340 345 720 55 t/h
RSU 225
Turbo
100 300 205 280 315 225 300 340 345 720 80 t/h
35
3.2. Transportoare cu bandă
Transportoarele cu bandă se utilizează pentru transportul pe orizontală sau pe direcţie
înclinată faţă de orizontală cu un unghi de 5-25°, atât a sarcinilor vărsate cât şi a sarcinilor în
bucăţi. De asemenea traseul pe care lucrează transportorul poate fi combinat, fiind format
din zone orizontale, zone înclinate, unite între ele cu zone curbe [11].
Ţinând seama de rezistenţa benzilor, lungimea maximă a transportoarelor cu bandă
s-a limitat la 250-300 m. În cazul în care sarcina trebuie să fie transportată pe distanţe mai
mari, se utilizează o instalaţie de transport compusă din mai multe transportoare care se
alimentează în serie. În cazul transportoarelor înclinate, unghiul de înclinare al benzii se ia
în funcţie de proprietăţile sarcinilor transportate, de unghiul de frecare al materialului
transportat cu banda, de mărimea unghiului de taluz natural, de viteza de transport şi de
modul de alimentare al transportului.
Se recomandă ca unghiul de înclinare al benzii să fie cu 10-15° mai mic decât
unghiul de frecare al materialului cu banda, pentru a se evita alunecarea materialului în
timpul transportului, datorită şocurilor. Pentru transportul grâului unghiul de înclinare se
recomandă 20-22°, porumb ştiuleţi 15°, saci cu grâu, făină sau crupi 25° [11].
Domeniu de utilizare:
Transportoarele cu bandă se folosesc la diverse maşini şi instalaţii zootehnice
tocători, combine de siloz, bucătării furajere , fabric de nutreţuri combinate, instalaţii de
distribuire a hranei,etc [10].
Clasificarea transportoarelor cu bandă:
Clasificarea transportoarelor cu bandă se poate face după mai multe criterii [10]:
1) După destinaţie:
Cu destinaţie general;
Cu destinaţie special.
2) După modul de folosire :
Staţionare ;
Deplasabile.
3) După tipul benzii:
Cu benzi plane;
Cu benzi sub formă de jgheab.
36
4) După materialul din care se confecţionează banda:
Cu bandă din cauciuc cu inserţii textile;
Cu bandă din material textile.
Cu bandă din oţel
5) După modul de descărcare:
Cu descărcare la capăt;
Cu descărcare pe parcurs.
Figura 3.1. Schema constructivă a unui transportor cu bandă [11]
1.Carcasă de evacuare, 2.Tobă de acţionare, 3.Bandă, 4.Role superioare, 5.Suport role,
6.Pâlnie alimentare, 7.Tobă de întindere, 8.cărucior, 9.Cablu de întindere, 10.Rolă de
ghidare, 11.Contragreutate, 12.Cadru sistem întindere, 13.Suport cap întindere, 14.Role
inferioare, 15.Motor electric, 16.Construcţie metalică, 17.Cuplaj, 18.Reductor, 19.Material
transportat
Avantaje şi dezavantaje ale transportoarelor cu bandă:
Transportoarele cu bandă au o construcţie simplă, greutate mică, siguranţă în
funcţionare şi consum redus de energie [10].
37
Principalele dezavantaje ale transportoarelor sunt următoarele: unghi de înclinare
mic, durată de funcţionare şi viteză de deplasare a benzii relative reduse, produc praf în
timpul funcţionării ( în cazul transportoarelor pulverulente). [10]
Construcţia benzii:
Banda este organul flexibil de tracţiune şi în acelaşi timp organul purtător al
materialului ce urmează a fi transportat. Ea este confecţionată din cauciuc cu inserţii din fire
chimice (poliester ta urzeală şi poliamidă ta bătătură), simbolizate conform STAS 8983-75;
PES/PA 125; PES/PA 160; PES/PA 250; PES/PA 400 în care cifrele reprezintă rezistenţa la
rupere în N/mm pe o inserţie în bandă finit conform STAS 2077/1-85 [10].
Inserţiile textile au grosimea de 1,2 - 3 mm, iar stratul de cauciuc dintre ele este de
0,2 - 0,3 mm. Inserţiile cu grosime mică sunt de forma unei ţesături, iar când au grosime
mare au urzeala formată din cord textil cu răsucire dublă. Rândurile de cord textil sunt legate
între ele prin fire transversale (bătătură) comună. Benzile cu cabluri din oţel au de obicei pe
ambele părţi 1-2 inserţii care au rolul de a prelua loviturile din partea bucăţilor de material,
de a asigura rezistenţa transversală a benzii şi de a proteja cauciucul împotriva tăierii de
către cabluri la trecerea peste tambure. Inserţiile din material textil pot fi formate dintr-o
singură bucată înfăşurată în spirală sau reduse treptat în zona centrală pentru a mări
elasticitatea benzii [10].
Lăţimile nominale ale benzilor cu inserţii textile sunt: 400 mm, 500 mm, 650 mm,
800 mm, 1000 mm, 1200 mm, 1400 mm, 1600 mm, 1800 mm, 2000 mm.
Pentru a realiza o bandă fără sfârşit pe o anumită lungime, capetele benzii trebuiesc
înnădite. Această operaţie se poate face pe cale mecanică sau prin vulcanizare. Înnădirea
mecanică trebuie să asigure flexibilitatea benzii atât în sens longitudinal cât şi transversal.
Se foloseşte legătura prin balamale sau eclise fixate de benzi prin nituri sau şuruburi [10].
La acest mod de înnădire a benzii, găurile pentru nituri constituie concentratori de
tensiuni şi micşorează rezistenţa la tracţiune a benzii. Acest dezavantaj este înlăturat la benzile
îmbinate prin vulcanizare. Îmbinarea prin vulcanizare poate fl realizată la cald (cel mai
frecvent) sau la rece. Îmbinarea benzilor cu inserţii prin vulcanizare se realizează prin tăierea
capetelor în trepte şi suprapunerea acestora [10].
38
Tabel 3.1. Dimensionarea benzilor [10]
Lăţimea benzii,B[mm]
300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600
Nr. Straturilor de �esătură
3-4 3-5 3-6 3-7 4-8 5-10 6-12 7-12 8-13
Figura 3.2. Sec�iuni ale benzilor textile cauciucate [11]
1-înveliş de cauciuc cu rol de suprafaţă de lucru; 2-ţesătură de apărare (ce poate lipsi), 3-
strat de rezistenţă la tracţiune; 4–inserţii textile; 5-strat de cauciuc cu rol de suprafaţă de
sprijin; 6-plasă de sârmă; 7-strat de azbest; 8-cabluri metalice.
Soluţii constructive ale tamburului de antrenare:
Antrenarea benzilor se face, în general, cu ajutorul unui tambur mai rar cu doua
tambure de antrenare. Pentru mărirea aderenţei dintre tambur şi bandă, suprafaţa tamburului
se acoperă cu un strat de cauciuc de 15-20 mm grosime fixat cu şuruburi cu cap înecat sau
prin vulcanizare. Un exemplu constructiv de tambur este prezentat in figura 3.3., construit
dublu conic pentru a asigura centrarea benzii [10].
Figura 3.2. Tambur de antrenare al transportorului cu bandă TB
Tamburele de antrenare se pot
întărită. Varianta întărită are grosimea mantalei şi diametrul arborelui mai mare decât la
variant normal pentru sarcini şi moment mai mari decât cele pentru tambure normale.
Principalele dimensiuni ale tabm
prezentate in tabelul 3.2. (conform STAS 7541
39
Figura 3.2. Tambur de antrenare al transportorului cu bandă TB
Figura 3.3. Tambur de antrenare [10]
Tamburele de antrenare se pot executa în doua variante constructive: normal şi
Varianta întărită are grosimea mantalei şi diametrul arborelui mai mare decât la
variant normal pentru sarcini şi moment mai mari decât cele pentru tambure normale.
Principalele dimensiuni ale tabmurelor de antrenare, în funcţie de lăţimea benzii sunt
(conform STAS 7541-86)
Figura 3.2. Tambur de antrenare al transportorului cu bandă TB-500FF [10]
nstructive: normal şi
Varianta întărită are grosimea mantalei şi diametrul arborelui mai mare decât la
variant normal pentru sarcini şi moment mai mari decât cele pentru tambure normale.
urelor de antrenare, în funcţie de lăţimea benzii sunt
40
Tabel.3.2. Principalele dimensiuni ale tamburelor de antrenare [10]
Lăţimea benzii
B (mm)
Dimensiunile tamburuluiLăţimeabenziiB(mm)
Dimensiunile tamburului
D (mm) L (mm) D(mm) L (mm)
400250 ; 320400 ; 500
500
1200400;500630;800
1000;1250 14001400
500250; 320400 ; 500
600
650250;320400; 500
630750 1400
500;630800;1000 1250;1400
1600
800400 ; 500630; 800
950 1600500;630
800;1000 1250; 1400
1800
Soluţii constructive ale tamburelor libere:
Tamburele libere pot fi utilizate ca tambure de întoarcere a bentii de transport
(simbol TLL), tambure de deviere (simbol TDL) în scopul măririi unghiului de înfăşurare a
benzii pe tamburul de antrenare sau tambure de întindere a benzii de transport (simbol TLS).
Aceste tambure se rotesc liber pe ax şi nu sunt prevăzute cu strat adeziv [10].
Tamburul liber se execută în două variante: normală şi întărită. În varianta întărită,
tamburele au grosimea mantalei şi diametrul axului mai mare decât cele normale şi se
folosesc în cazul unor sarcini şi moment mai mare decât cele pentru tambure normale [10].
Figura 3.4. Construcţia tamburului de întindere [10]
Principalele dimensiuni ale
prezentate în tabelul de mai jos (conform STAS 7540
Tabel 3.3. Principalele dimensiuni ale tamburelor de întindere [10]
Lăţimea benzii B(mm)
Dimensiunile tamburului
D(mm)
400200; 250 320; 400
500200; 250 320; 400
650200; 250 320; 400
500
800250; 320 400; 500
630
1000
250; 320 400; 500 630; 800
1000
41
Figura 3.4. Construcţia tamburului de întindere [10]
Principalele dimensiuni ale tamburelor de întindere în funcţie de lăţimea benzii sunt
prezentate în tabelul de mai jos (conform STAS 7540 - 86):
Tabel 3.3. Principalele dimensiuni ale tamburelor de întindere [10]
Dimensiunile tamburului Lăţimea
benzii B(mm)
Dimensiunie tamburului
D(mm) L(mm) D(mm)
200; 250 320; 400
5001200
250; 320400; 500630; 800
1000; 1250200; 250 320; 400
600
200; 250 320; 400 750 1400
320; 400500; 630
800; 1000 1250
250; 320 500 950
1600
320; 400500; 630
800; 10001250
250; 320 400; 500 630; 800;
10001150
tamburelor de întindere în funcţie de lăţimea benzii sunt
Tabel 3.3. Principalele dimensiuni ale tamburelor de întindere [10]
nsiunie tamburului
L(mm)
1400
800; 1000 1600
1800 (2000)
42
Figura. 3.5. Tambur de întoarcere [10]
Tabel. 3.4. Principalele dimensiuni ale tamburelor de întindere ale transportoarelor cu
întinzător cu şurub [10]
Lăţimea benzii
B (mm)
Dimensiunile tamburuluiLăţimea
benzii
B(mm)
Dimensiunile tamburului
D(mm) L (mm) D(mm) L (mm)
400200; 250
320; 400500 1000
320; 400
5001150
500200; 250
320; 400600 1200
320; 400
5001600
650
200; 250
320; 400
500
750 1400 400 1600
800320 ; 400
500950 1600 400 1800
43
Soluţii constructive ale rolelor de susţinere a benzii:
Datorită propriei greutăţi şi a materialelor pe care le transportă, este necesar ca
trasnportorul sa fie prevăzut , în intervalul celor doua tambure de înfăşurare, cu organe
pentru susţinerea benzii. Aceste organe pot fi: tabliere, role sau combinaţii de tabliere cu
role. Rolele de susţinere sunt mai avantajoase din punct de vedere constructiv. Suporturile
pentru role pot fi: suport normal şi suport întărit. Suportul întărit are capacitatea portantă cu
60 % mai mare decât suportul normal. După modul de utilizare se deosebesc: suport de
traseu, suport de trecere şi suport de autocentrare.
Rolele se execută turnate sau în construcţie sudată, montându-se de obicei libere pe
ax, prin intermediul rulmenţilor, mai rar pe lagăre de alunecare [11].
În figura 3.6a se prezintă montajul unei role pentru susţinerea benzii cauciucate, iar
în figura 3,6b este prezentat montajul unei role pentru susţinerea benzii din oţel [11].
a B
Figura.3.6. Montajul rolelor de susţinere a benzii [11]
La transportul materialelor vărsate cu ajutorul benzilor cauciucate, pentru ramura
încărcată în cazul benzilor cu lăţimi mai mari de 780 mm se folosesc reazeme cu trei role.
Transportoarele din silozuri au în general banda sub formă de jgeab, banda fiind îndoită
numai pe ramura încărcată (activă) în care încape mai mult produs decât pe banda plată.
Ramura activă se sprijină pe trei role de susţinere, iar ramura de întoarcere pe o rolă simplă
[11].
44
Figura 3.7. Reazem pe 3 role [11]
Rolele de susţinere se montează la o distanţă de circa 1,5 m pe lungimea benzilor cu
lăţimi cuprinse între 400 şi 800 mm. La lăţimi între 1000-1600 mm distanţa dintre role se
micşorează la circa 1,2-1,3 m.
Tabelul 3.5. Dimesiunile rolelor de susţinere a benzii [11]
Tipul rolei Dimensiunile rolei Lăţimea benzii B [mm]
300-600 800-
1000
>1000
Role pe rulmenţi, pentru
benzi cauciucate
Diametrul [mm] 76-108 108-160 108-160
Lungimea mm] B + 100 B + 150 B + 200
Idem lagăre de alunecare Diametrul [mm] 200 200 200
Role pentru benzi de oţel Diametrul [mm] 180-300 180-300 180-300
Pentru sarcini în bucăţi cu o greutate mai mare de 500 N, distanţa se alege astfel
încât sarcina să se sprijine pe cel puţin două role. Pentru sarcini cu greutăţi cuprinse între
100 şi 500 N, distanţa dintre role se alege 800 mm, iar pentru sarcini mai mici se alege 1000
mm [11].
Pentru susţinerea părţii descărcate se va alege în cazul sarcinilor în bucăţi, distanţa
dintre role egală cu 2000-3000 mm, iar pentru cele mărunte 2500-3000 mm [11].
În cazul benzilor din oţel distanţa dintre role se alege în funcţie de greutatea
încărcăturii pe metru liniar de bandă, conform recomandărilor din tabelul 3.6.
45
Tabelul 3.6. Distanţa dintre role în cazul benzilor din oţel [11]
Greutatea încărcăturii [N/m]
50 75 90 135 220 500
Pasul rolelor
Pentru partea
încărcată
3000 2500 2000 1500 1000 580
Pentru partea
neîncărcată
4000
Atât pentru benzile cauciucate cât şi pentru cele metalice, distanţa dintre role la locul
de încărcare a materialului pe bandă se ia de obicei de două ori mai mică decât cea normală.
3.3.Transportoare cu raclete
Transportoarele cu raclete sunt instalatii de transport continuu, cu unul sau doua
organe flexibile de tractiune (cablu sau lant) pe care sunt fixate la intervale egale niste
organe de lucru numite raclete [10].
Productivitatea acestor transportoare poate atinge 200 t/h, pentru trasee cu lungimi
de până la 100 m. Înălţimea pe verticală a transportoarelor nu depăşeşte 30 m.
În funcţie de natura sarcinilor şi de productivitate, viteza lanţului poate fi 0,2 – 0,6
m/s [10].
Domeniu de utilizare:
transportul sarcinilor vărsate în interiorul secţiilor de producţie şi între acestea şi
depozite;
transportul sarcinilor cu curgere liberă (gravitaţională), descărcarea silozurilor şi
umplerea depozitelor;
dozarea volumică şi amestecarea preliminară a diferiţilor ingredienţi;
operaţii de încărcare descărcare a vagoanelor de cale ferată şi a vapoarelor.
Sarcinile transportate sunt: cereale şi produse prelucrate din acestea, ingredientele
nutreţurilor combinate, seminţe oleaginoase, malţ, sare, zahăr, cafea, cacao etc [12].
46
Figura 3.8. Transportor cu raclete [9]
Clasificarea trasportoarelor cu raclete:
Clasificarea transportoarelor cu bandă se poate face după mai multe criterii:
1) Din punct de vedere funcţional:
Transportoare cu raclete cu flux continuu de material;
Transportoare cu raclete cu flux discontinuu de material [10].
2) După cinematic organului de tracţiune:
Cu mişcarea lanţului într-un singur plan orizontal în circuit închis;
Cu mişcarea lanţului în două plane orizontale suprapuse, cu mişcarea lanţului
într-un plan înclinat [10].
3) După modul de folosire:
Transportoare cu raclete fixe;
Transportoare cu raclete deplasabile (mobile) [10].
Avantaje şi dezavantaje ale transportoarelor cu raclete:
Transportoarele cu raclete au o construţie simplă, permit deplasarea materialului sub
un unghi de înclinare faţă de planul orizontal, transportul sarciniilor inchise fără praf,
posibilitatea încărcării şi descărcării gravitaţionale, fără folosirea unor dispozitive speciale în
diferite puncte pe lungimea transportorului; posibilitatea transportului sarcinilor pe trasee
combinate fără supraîncărcarea punctelor in care se modifică sensul de deplasare; rigiditatea
construcţiei jgheabului; simplitatea construcţiei ansamblelor transportorului, produsele în
transportor nu se amestecă şi nu se separă [10].
47
Principalele dezavantaje ale transportoarelor cu raclete sunt: rezisetenţe mari la
deplasarea sarcinilor, consum de energie ridicat, uzură rapidă a organelor de tracţiune şi a
jgheabului, vătămarea materialelor transportate ca urmare a prinderii lor între raclete şi
jgheab [10].
Figura 3.9. Transportor cu raclete [12]
Transportorul se compune din unul sau două jgheaburi fixate la cadrul 5. Elementul
de tracţiune este construit dintr-o pereche de lanţuri 4, la care sunt fixate racletele 7.
Lanţurile înfăşoară roţile de lanţ motoare 3 şi pe cele de întindere 9. Acţionarea
roţilor motoare se realizează prin transmisia mecanică compusă din motor electric 20,
reductor 21, cuplajele 22, transmisia cu roţi dinţate 17 ce antrenează arborele 19 pe care se
află roţile stelate motoare, care se execută cu 6 sau 8 dinţi. Întinderea lanţului se realizează
cu ajutorul dispozitivului de întindere cu şurub 10, care acţionează asupra casetelor lagărelor
11, în care se reazemă arborele roţilor de întindere. Rolele lanţului ghidează pe şinele 6
sudate de profilele U sau L, care la rândul lor sunt fixate de cadrul transportorului [12].
Organul de tracţiune este constituit din lanţuri de diferite construcţii, în special
lanţuri articulate cu eclise şi bucşe sau lanţuri articulate cu eclise bucşe şi role; lanţuri de
48
tracţiune cu zale demontabile turnate sau matriţate pe care se montează racletele. În unele
cazuri, racletele sunt forjate împreună cu eclisele lanţului [12].
În cazul lanţurilor articulate pasul lanţului este de 200-400 mm. Pasul lanţului ne
fiind egal cu cel al racletelor, lungimea totală a lanţului trebuie să fie un multiplu al pasului
racletelor. Pasul racletelor este un multiplu al pasului lanţului, în general pasul racletelor
este de două ori pasul lanţului [12].
Jgheabul de transport, realizat din tronsoane de 4-5 m lungime, are secţiune
dreptunghiulară sau trapezoidală. El se construieşte din tablă de oţel de 4-6 mm, în funcţie
de granulaţia materialului transportat. Cele cu secţiune trapezoidală au avantajul că
micşorează rezistenţa de deplasare a materialului transportat [12].
Fundul jgheabului este executat din tablă groasă, pentru a rezista uzurii pe care o
produc materialele şi lanţul în timpul transportului. Plăcile de fund se pot înlocui cu uşurinţă
în caz de uzură, fiind prinse cu şuruburi. Pe fundul jgheabului se găsesc montate ramele
şuberelor , prin care deversează produsele. Pentru ca lanţul să nu aibă o frecare prea mare pe
fundul jgheabului, acesta este susţinut şi ghidat de o şină centrală, montată pe fund. Unele
raclete ale lanţului sunt prevăzute la distanţe egale, cu un adaos de bandă de cauciuc care se
sprijină pe fundul de tablă, în vederea antrenării resturilor de produs din jgheab [12].
La partea superioară, jgheabul are o şină longitudinală care formează ghidajul şi
suportul firului de lanţ de întoarcere [12].
Lanţuri cu raclete:
La transportoarele cu raclete se folosesc în principal, lanţuri cu eclise şi bolţuri, cu
eclise bucşe şi role şi cu cârlig. Racletele pot fi dintr-o bucată cu eclisă sau fixate pe acestea.
Foarte utilizate la transportoarele cu raclete sunt lanţurile cu eclise, bucşe şi role ai căror
parametri constructivi şi functionali sunt prezentaţi în tabelul 3.7 [10].
49
Tabel 3.7. Parametrii constructivi si funcţionali ai lanţurilor cu eclise, bucşe şi role [10]
Parametri, mm
Construcţie simetrică Construcţie asimetricăCu dezaxare mică
Cu dezaxare mare
Cu dezaxare mică
Cu dezaxare mare
t 19,05 38 38 38d 12 16 16 16d1 7 6,5 6,5 7c 12,9 22 22 22c1 20 52 26 26c2 - 30 - 32l1 8 8 8,5 10l2 15 - 18 -l3 - 8 - 4b 18,5 21,5 21,5 23b1 16 - 17 -e 2,5 3 3 3h1 - 20 - 50
Fr, kN 17,5 30 51 35ρ1’, kg/m 1,9 2 2 2
Eclisele se execută prin stanţare din tablă de oţel OL 60 sau OLC 45. Bolţurile sunt
executate din OL 50 sau OLC 45 cu capetele nituite. Bucsele si rolele se executa din OLC
15, OLC 20 si se cementeaza. Eclisele si bolturile se calesc astfel ca duritatea lor sa ajungă
la 40-50 HRC. Lanţurile cu eclise, bucşe şi role asigură o forţa de tracţiune foarte mare în
comparaţie cu celelalte tipuri de lanţuri. O altă categorie de lanţuri frecvent utilizate la
transportoarele cu raclete o formează lanţurile cu cârlige executate prin ştanţare sau prin
turnare (tip Ewarth), STAS 2577-67 [10].
Racletele se execută din oţel (tablă sau profile laminate), fontă maleabila, lemn, mase
plastice, pânză cauciucată. Secţiunea transversală a racletelor corespunde sectiunii
jgheabului prin care se face transportul materialului şi poate fi : dreptunghiulară,
trapezoidală, circulară. Racletele pot fi montate simetric sau asimetric faţă de axa
longitudinală a lanţului, axat sau dezaxat faţă de planul de mişcare al lanţului. Pasul
racletelor este un multiplu al pasului lanţului si se alege din condiţia de umplere şi de
rezistentă a îmbinării lanţ-racletă [10].
Transportorul poate avea un singur lanţ cu raclete sau mai multe lanţuri. În acest din
urmă caz, racletele se fixeaza la zalele a doua lanţuri vecine.
50
Tabel 3.8. Valorile recomandate pentru dimensiunile racletelor [10]
Materialul transportat Dimensiunile racletelor, mmB h
Seminţe şi spice de cereale
120 30 ; 40 ; 50 ; 60130 40 ; 50 ; 60 ; 70140 40 ; 50 ; 60 ; 70 ; 80150 50 ; 60 ; 70 ; 80
Ştiuleţi de porumb280 70 ; 80 ; 100 ; 140300 75 ; 120 ; 150
Nutreţ însilozat300 75 ; 120 ; 150340 100 ; 120 ; 150 ; 175400 100 ; 120 ; 150 ; 180 ; 200
Roţile de lanţ:
Roţile de antrenare şi întindere precum şi roţile de ghidare se execută din fontă
cenuşie Fc 20 si FC 30. Suprafaţa de lucru a dinţilor trebuie să aibă o duritate HB > 360 ceea
ce se obţine printr-un tratament termic de călire şi revenire. Pentru transportoarele cu raclete
se folosesc roţi turnate cu dinţii neprelucraţi şi mai rar cu dinţi prelucraţi prin frezare [10].
Tabel 3.9. Principalii parametri constructivi ai roţilor pentru lanţurile transportoarelor [10]
ParametriDimensiunile pasului, ps (mm)
19,05 25,4 30 38 41,3Grosimea
dintelui S (mm)5,5 7 9 12 14
Raza deracordare r
(mm)
6 8 8 8 8
Soluţii constructive ale transportorului cu raclete:
Transportor cu raclete tip TR-5:
Este destinat pentru transportul carbunelui din abataje frontale scurte si lungi,
preabataje şi galerii, permitând şi lucrul în ansamblu cu combine miniere [13].
Figura 3.10. Transportor cu raclete tip TR-5 [13]
51
Tabel 3.10. Caracteristici tehnice [13]
Caracteristici tehnice- debit maxim fară paravane t/h 280 la viteya de 0,8 m/s
250 la viteya de 1 m/s- viteza lanţului m/s 0,8;1
- numarul lanţurilor buc 2- tipul lanţului - 18 x 64
- puterea instalată kW 1 x 45; 2 x 45;- lungimea maximă de transport m 60; 120;180;230
- masa netă kg **
Transportor cu raclete tip TR-3:
Este destinat pentru transportul carbunelui din abataje frontale scurte şi lungi,
preabataje şi galerii [13].
Figura 3.11 Transportor cu raclete tip TR-3 [13]
Tabel 3.11. Caracteristici tehnice [13]
Caracteristici tehnice
- debit maxim fară paravane t/h 150
- viteza lanţului m/s 0,8
- numarul lanţurilor buc 2
- tipul lanţului - 18 x 64
- puterea instalată kW 1 x 22; 2 x 22
- lungimea maximă de transport m 60; 120
- masa netă kg **
Transportorul cu raclete MTF
Transportorul este format din unul sau mai multe lan
tracţiune pe care se fixează la o anumită distanţă niş
forma corespunzătoare secţ
transportă materialele. Jgheaburile au, de
dreptunghiulară sau trapezoidală putând fi deschise sau complet închise. Lanţurile sunt
antrenate de către doua roţi de lanţ montate pe un arbore, în zona de descărcare a
transportorului, în zona de încărcare existâ
rolul de a întinde lanţul [10].
Deplasarea materialului în lungul jgheabului are la bază proprieta
forfecare a materialului de către raclete este mai mare decât rezistenţa datorată
acestuia de pereţii jgheabului. Acest lucru este posibil daca viteza racletelor este mai mica
de 0,2 – 0,3 m/s. Acţionarea transportoru
un motor electric şi o transmisie mai complexă
transmisie cu lanţ), dacă transportorul este de tip staţ
maşinii dacă acesta face parte din componenţa unei maş
Pentru a obţine viteze diferite de transport, transmisia este
modificării raportului de transmitere la arborele de antrenare.
Figura 3.12.Construcţia arborelui de antrenare al
52
Transportorul cu raclete MTF-2,5:
Transportorul este format din unul sau mai multe lanţuri care constituie organul de
tracţiune pe care se fixează la o anumită distanţă nişte palete sau corniere (r
secţiunii transversale a jgheabului prin care lanţul cu raclete
Jgheaburile au, de obicei, secţiunea transversală de formă
dreptunghiulară sau trapezoidală putând fi deschise sau complet închise. Lanţurile sunt
ua roţi de lanţ montate pe un arbore, în zona de descărcare a
transportorului, în zona de încărcare existând alte doua roţi de lanţ montate pe arbore care au
.
Deplasarea materialului în lungul jgheabului are la bază proprietatea ca rezistenţ
forfecare a materialului de către raclete este mai mare decât rezistenţa datorată
ii jgheabului. Acest lucru este posibil daca viteza racletelor este mai mica
ionarea transportorului se face de la un grup de acţionare
un motor electric şi o transmisie mai complexă (reductor, o transmisie cu curele ş
lanţ), dacă transportorul este de tip staţionar independent, sau de la transmisia
rte din componenţa unei maşini agricole [10].
ine viteze diferite de transport, transmisia este prevazută cu posibilitatea
rii raportului de transmitere la arborele de antrenare.
Figura 3.12.Construcţia arborelui de antrenare al transportorului cu raclete al instalaţiei
MTMF-2,5 [10]
care constituie organul de
te palete sau corniere (raclete) care au
sale a jgheabului prin care lanţul cu raclete
obicei, secţiunea transversală de formă
dreptunghiulară sau trapezoidală putând fi deschise sau complet închise. Lanţurile sunt
ua roţi de lanţ montate pe un arbore, în zona de descărcare a
e pe arbore care au
tea ca rezistenţa la
forfecare a materialului de către raclete este mai mare decât rezistenţa datorată frecării
ii jgheabului. Acest lucru este posibil daca viteza racletelor este mai mica
ionare format dintr-
smisie cu curele şi/sau o
endent, sau de la transmisia
prevazută cu posibilitatea
transportorului cu raclete al instalaţiei
53
Principalele avantaje şi dezavanataje ale transportorului MTMf-2,5:
Acesta are o construcţie relativ simplă, posibilitatea deplasării sarcinii pe trasee sub
orice unghi de înclinare faţă de orizontală [10].
Dezavantaje: Rezistenţe mari la deplasarea sarcinilor, consum ridicat de energie,
uzură rapidă a organului de tracţiune şi a jgheabului, vătămarea materialului transportat ca
urmare a prinderii între raclete şi jgheab [10].
Tabel 3.12. Caracteristici tehnice [10]
vitezele transportului de alimentare m/s 0,066; 0,65
puterea motorului electric de acţionare transportor
kW 1,5
turaţia motorului electric de acţionare transportor
rot/min 1000
raportul de reducere al reductorului - 33,6diametrul şaibei conducătoare de la
motorul electricmm 80
diamentrul roţii conduse a transmisiei cu curele
mm 95; 120
numărul de dinţi al roţilor transmisiei cu lanţ
- 1=17; 2=30
lungimea/lăţimea transportorului mm 2290/472
54
CAPITOLUL 4. Soluţia constructivă adoptată a staţiei de epurare a
apelor uzate
4.1.Prezentarea staţiei de epurare a apelor uzate pentru 50 000 de locuitori
În vederea epurării, staţia are următorul flux:
Treapta de epurare mecanică, cu grătar cilindric fix, staţie automată de pompare,
instalaţie compactă de pretratare ( deznisipare şi separare grăsimi ), decantor
primar.
Treapta de epurare biologică, cu bazin de aerare, decantor secundar, staţie de
pompare.
Figura 4.1. Schema tehnologică a staţiei de epurare [2]
Avantajele staţiei de epurare:
Construc�ie din materiale anticorozive �i echipamente fiabile. Construc�ie compactă. Siguran�ă în func�ionare. Flexibilitate mare a procesului. Eficien�ă ridicată a tratării, în acord cu normele europene. Func�ionare automată. Transmitere la distan�ă a parametrilor de func�ionare.
55
Comandă de la distan�ă a sta�iei. Aplicabilitate atât pentru apele menajere cât �i pentru cele industriale.
4.2.Echipamentele şi procesele utilizate în staţia de epurare
4.2.1. Epurarea mecanică:
Statia de pompare:
Staţia de pompare apă uzată – este echipată pentru debitul Q = 30920 m 3 /zi şi este
compusă din două unităţi de pompare prefabricate complet automatizate echipate cu
electropompe submersibile tip DGI 65 (1A+1R) (fig. 4.2), sunt amplasate la intrarea în staţia
de epurare, fiind precedate după cum se observa în schema tehnologică de grătarele. Acestea
funcţionează intermitent respectând STAS-ul 12594/87 care prevede pentru ca dacă staţia de
pompare este prevăzuta cu 1-3 agregate în funcţiune, trebuie să aibă un agregat în rezervă.
Parametrii principali ai staţiei de pompare sunt înălţimea de pompare H şi debitul de apă
uzată Q.
Q = 60 m 3 /h ; H = 8 mCA ; P = 2,2 Kw ; Vutil = 2,4mcl ;
Figura 4.2 - Unitate de pompare automatizată echipată cu electropompă submersibilă tip
DGI 65 [18]
56
Instalatie de sitare cu gratar cilindric fix:
Echipamentul de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontală este compus din
următoarele subansambluri principale (fig. 4.3.): grătarul cilindric cu mecanism de curăţare
cu greblă rotativă (poziţia I), transportorul-compactor (poziţia II), instalaţia de spălare a
reţinerilor (poziţia III) şi instalaţia de automatizare [8].
Figura 4.3. Echipament de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontal [8]
Grătarul cilindric este format din următoarele părţi componente:
- cadrul 1 care este compus din două rame cilindrice, una deschisă, în partea anterioară, şi una opacă în partea posterioară, legate între ele prin mai multe traverse care se constituie ca suporturi de fixare pentru barele grătarului;
- grătarul propriu-zis 2 care este format din rame cilindrice cu secţiune dreptunghiulară (fig. 4.4) dispuse paralel în lungul axei cadrului, astfel încât să se asigure distanţele impuse dintre bare, (la varianta constructivă din figura 4.3 în zona superioară a grătarului cilindric barele sunt întrerupte);
- sistemul de curăţare a grătarului format din grebla 3, acţionată prin intermediul braţului 4 de la arborele melcului transportorului-compactor şi curăţitorul 5 care are rolul de a degaja grebla de impurităţile transportate şi de a ale dirija în gura de alimentare a transportorului-compactor [8].
57
Figura 4.4. Dispunerea şi profilul barelor grătarului fix [8]
Transportorul compactor:
Transportorul-compactor (fig. 4.3) are o construcţie similară cu cel de la
echipamentul de sitare cu grătar plan şi greblă de curăţare pe lanţuri, fiind compus din
următoarele subansambluri:
- gura de alimentare 6 în care sunt deversate impurităţile reţinute de către grătar, care este
plasată în interiorul grătarului cilindric;
- jgheabul cilindric închis 7 care se găseşte în continuarea gurii de alimentare;
- melcul 8, care are pasul constant în zona gurii de alimentare şi în partea anterioară a
jgheabului cilindric, după care pasul melcului devine variabil, micşorându-se în sensul de
înaintare a materialului transportat, având ca efect presarea materialului, realizându-se astfel
deshidratarea şi compactarea acestuia; în zona de variaţie a pasului melcului, în jgheabul
cilindric sunt prevăzute orificii de evacuarea a apei, care este colectată în mantaua 9 şi
dirijată prin conducta 10 în canalul în care este montat grătarul cilindric;
- gura de evacuare 11 prin care materialul deshidratat şi compactat este deversat în pubela
12 (pentru creşterea igienei, între gura de evacuare a transportorului-compactor şi gura
pubelei, poate fi prevăzută o protecţie cu folie 13);
- motorul electric 14 şi transmisia 15 care acţionează arborele melcului transportorului-
compactor şi, prin intermediul acestuia, grebla sistemului de curăţare a grătarului [8].
Instalaţia de spălare a reţinerilor, poziţionată în zona gurii de alimentare a
transportorului-compactor, este formată din conductele 16 de transport a apei sub presiune,
prevăzute cu duze care realizează jeturi dirijate de spălare.
58
Funcţionarea echipamentului de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontală este
următoarea: apa uzată intră în interiorul grătarului cilindric pe direcţie axială, prin rama
cilindrică anterioară a acestuia şi iese pe direcţie radială prin zona submersă a suprafeţei
cilindrice a grătarului, impurităţile grosiere din apa uzată fiind reţinute pe suprafaţa activă
interioară a grătarului cilindric. De aici, acestea sunt raclate de grebla rotativă a sistemului
de curăţare, care le antrenează către partea superioară a grătarului cilindric de unde sunt
deversate în gura de alimentare a transportorului-compactor prin intermediul curăţitorului
greblei. În zona gurii de alimentare a transportorului-compactor reţinerile sunt spălate
energic cu jeturi dirijate de apă sub presiune, pentru îndepărtarea fecalelor şi substanţelor
organice solubile, după care, în interiorul transportorului-compactor, sunt transportate,
deshidratate şi compactate, şi apoi evacuate în pubele, containere sau instalaţii de transport
[8].
Funcţionarea acestui echipament este comandată de instalaţia sa de automatizare
astfel: dacă diferenţa dintre nivelele apei, din amontele, respectiv avalul grătarului, în
canalul în care acesta este montat, are valori superioare unei valori de referinţă, înseamnă că
suprafaţa activă a grătarului este îmbâcsită cu reţineri şi este comandată punerea în funcţiune
a greblei de curăţare şi a transportorului-compactor; dacă diferenţa dintre nivelele apei din
amontele, respectiv din avalul grătarului are valori inferioare valorii de referinţă, înseamnă
că suprafaţa activă a grătarului cilindric este curată, instalaţia de automatizare comandând
oprirea mecanismul de curăţare cu greblă şi a transportorul-compactor [8].
Pentru instalare, echipamentele de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontală
necesită canale (uzual, cu secţiune dreptunghiulară), cu radierul orizontal sau cu pantă de
1%, în care sunt plasate pe direcţia longitudinală a canalului, cu o înclinare a axei grătarului
şi transportorului –compactor cu un unghi de 30 – 35º faţă de orizontală [8].
Deznisipator cu sectiune dreptunghiulara cuplat cu deversor proportional:
Deznisipatoarele longitudinale cu secţiune dreptunghiulară şi colectare mecanică/
hidraulică sunt compuse din următoarele componente principale (fig. 4.5 ): compartimentele
de deznisipare (poziţia I), deversorul proporţional (poziţia II), podul rulant de colectare a
nisipului (poziţia III), sistemul de evacuare şi spălare a nisipului (poziţia IV) şi jgheabul
drenant longitudinal pentru deshidratarea nisipului (poziţia V) [8].
59
Compartimentele de deznisipare 1 sunt construite din beton armat şi au, în secţiune
transversală, formă dreptunghiulară. În cazul în care deznisipatorul este prevăzut cu sistem
de colectare mecanică a nisipului, în partea dinspre amonte a compartimentelor de
deznisipare sunt prevăzute başele 2 [8].
La acest tip de deznisipatoare, compartimentele de deznisipare sunt prevăzute cu
deversoare proporţionale care au următoarele funcţiuni: menţinerea unei viteze orizontale
medii constante a curentului de apă uzată prin compartimentele de deznisipare, indiferent de
valoarea debitului; determinarea facilă a valorii debitului curentului de apă care străbate
compartimentul de deznisipare, pe baza unui singur parametru şi anume înălţimea lamei de
apă de pe deversor. Deversorul proporţional este de forma unui ecran 3 în care este
prevăzută o decupare cu un contur de o formă specială [8].
Podul rulant de colectare a nisipului 4 este compus din platforma 5, sistemul de
rulare 6, sistemul de propulsie 7 care asigură deplasarea podului rulant şi, după caz, cu
sistemul 8 de colectare mecanică cu lamă racloare a nisipului sau cu sisteme hidraulice de
colectare – evacuare a nisipului (prin pompare sau prin sifonare) care la deplasarea podului
rulant îl absorb de pe radierul deznisipatorului şi îl transportă şi evacuează hidraulic în
jgheabul drenant de deshidratare a nisipului plasat adiacent deznisipatorului. Un pod rulant
poate deservi simultan unul sau mai multe compartimente de deznisipare. În cazul când
deserveşte simultan mai multe compartimente de deznisipare, podul rulant este echipat cu
sisteme de colectare/colectare – evacuare a nisipului poziţionate corespunzător pentru
fiecare compartiment de deznisipare în parte şi care pot fi comandate independent [8].
În cazul în care compartimentele de deznisipare sunt dotate cu sisteme de colectare
mecanică, nisipul este strâns în başele din amontele compartimentelor de unde este evacuat
prin pompare prin intermediul unor pompe 9 aflate în cămine adiacente başelor şi evacuat
prin sistemele de conducte 10 în jgheaburile de deshidratare 11. În anumite cazuri sunt
prevăzute şi instalaţii de spălare 12 în care, înainte de evacuarea în jgheaburile de
deshidratare, nisipul este spălat în scopul îndepărtării particulelor de natură organică [8].
60
Figura 4.5. Deznisipator longitudinal cu secţiune dreptunghiulară cu colectare mecanică şi
evacuare hidraulică a nisipului [8]
Deversor proportional:
Deversorul proporţional este un dispozitiv de măsură cu sensibilitate ridicată (având
variaţii mari ale înălţimii lamei de apă la variaţii mici de debit) şi prezintă avantajul utilizării
unor dispozitive de măsurare a debitului simple şi necostisitoare [8].
Alt avantaj al acestui tip de deversor, în comparaţie cu canalele Parshall, este că se
elimină aliniamentele lungi de canal aval pe care le necesită canalele Parshall, dar au
dezavantajul important al unei pierderi de sarcină mare, cel puţin egală cu lama de apă de pe
deversor, fiind necesar ca la toate construcţiile din aval să se coboare radierul corespunzător
pierderii de sarcină [8].
Separator de grasimi cu insuflare de aer la joasa presiune:
Separatoarele de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune sunt compuse din
următoarele componente principale (fig. 4.6): bazinul separatorului de grăsimi (poziţia I),
instalaţia de insuflare a aerului (poziţia II) [8].
Figura 4.6 Separator de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune
Bazinul separatorului de grăsimi este construit din beton armat, fiind compus din
două sau mai multe compartimente 1 cu secţiune transversală de formă trapezoidală. Apa
uzată este introdusă în compartimente pe sub ecranele scufundate 2. Compartimentele
separatoarelor de grăsimi sunt împărţite în trei zone (o zonă centrală 3 şi două zone laterale
4) prin intermediul pereţilor separatori 5, care sunt prevăzuţi la partea inferioară, pe toată
lungimea, cu ferestre de trecere a apei. În zona centrală, se insufl
locul în care apa este puternic agitată şi în care se realizează procesul de flotaţie a
grăsimilor. Apa şi grăsimile din partea superioară a zonei centrale pătrund în zonele laterale
prin grătarele 6, realizate din şipci de l
de 20 – 50 mm) şi fixate pe pereţii separatori în zona oglinzii apei, care au scopul disipării
energiei apei agitate din zona centrală la trecerea în zonele laterale. Zonele laterale, în care
apa uzată nu se află sub acţiunea bulelor de aer, sunt zone de liniştire în care grăsimile se
acumulează la suprafaţă sub formă de peliculă. Pe părţile laterale ale zonelor de liniştire sunt
61
Separator de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune
Bazinul separatorului de grăsimi este construit din beton armat, fiind compus din
două sau mai multe compartimente 1 cu secţiune transversală de formă trapezoidală. Apa
uzată este introdusă în compartimente pe sub ecranele scufundate 2. Compartimentele
aratoarelor de grăsimi sunt împărţite în trei zone (o zonă centrală 3 şi două zone laterale
4) prin intermediul pereţilor separatori 5, care sunt prevăzuţi la partea inferioară, pe toată
lungimea, cu ferestre de trecere a apei. În zona centrală, se insuflă aer la joasă presiune, fiind
locul în care apa este puternic agitată şi în care se realizează procesul de flotaţie a
grăsimilor. Apa şi grăsimile din partea superioară a zonei centrale pătrund în zonele laterale
prin grătarele 6, realizate din şipci de lemn, bare de metal sau plastic (cu lumina dintre bare
50 mm) şi fixate pe pereţii separatori în zona oglinzii apei, care au scopul disipării
energiei apei agitate din zona centrală la trecerea în zonele laterale. Zonele laterale, în care
nu se află sub acţiunea bulelor de aer, sunt zone de liniştire în care grăsimile se
acumulează la suprafaţă sub formă de peliculă. Pe părţile laterale ale zonelor de liniştire sunt
Separator de grăsimi cu insuflare de aer la joasă presiune [8]
Bazinul separatorului de grăsimi este construit din beton armat, fiind compus din
două sau mai multe compartimente 1 cu secţiune transversală de formă trapezoidală. Apa
uzată este introdusă în compartimente pe sub ecranele scufundate 2. Compartimentele
aratoarelor de grăsimi sunt împărţite în trei zone (o zonă centrală 3 şi două zone laterale
4) prin intermediul pereţilor separatori 5, care sunt prevăzuţi la partea inferioară, pe toată
ă aer la joasă presiune, fiind
locul în care apa este puternic agitată şi în care se realizează procesul de flotaţie a
grăsimilor. Apa şi grăsimile din partea superioară a zonei centrale pătrund în zonele laterale
emn, bare de metal sau plastic (cu lumina dintre bare
50 mm) şi fixate pe pereţii separatori în zona oglinzii apei, care au scopul disipării
energiei apei agitate din zona centrală la trecerea în zonele laterale. Zonele laterale, în care
nu se află sub acţiunea bulelor de aer, sunt zone de liniştire în care grăsimile se
acumulează la suprafaţă sub formă de peliculă. Pe părţile laterale ale zonelor de liniştire sunt
62
prevăzute jgheaburile de colectare a grăsimilor 7, în care grăsimile sunt evacuate prin
deversare în urma realizării unui remuu pozitiv în compartimente sau ca urmare a închiderii
gradate a stăvilarelor din aval 8 aferente compartimentelor respective [8].
Pentru colectarea uniformă a grăsimilor, se recomandă ca în lungul pereţilor
deversanţi ai jgheaburilor de colectare a grăsimilor să fie prevăzute lame deversante
metalice sau din material plastic cu dinţi triunghiulari sau trapezoidali, reglabile pe verticală
[8].
Apa separată de grăsimi iese din compartimente pe sub ecranele scufundate 9.
În scopul eventualei izolări a compartimentelor, pentru intervenţii în caz de avarii
sau revizii, pe canalul/conducta de admisie a apei 10 a fiecărui compartiment este prevăzut
stăvilarul (din amonte) 11 [8].
Dispozitivul 12 de insuflare a aerului comprimat de joasă presiune (0,5 – 0,7 atm.) în
apă este plasat în partea inferioară a zonelor centrale ale compartimentelor, asigurând
introducerea în apă a aerului sub formă de bule fine (cu diametrul între 1- 3 mm) [8].
Insuflarea aerului în apă poate fi realizată cu următoarele tipuri de dispozitive:
a – plăci poroase de tip Arcuda, acoperite cu două straturi de pietriş sortat, stratul
inferior de 10 cm grosime din pietriş cu granule de 15 – 30 mm, iar stratul superior de 5 cm
grosime din pietriş cu granule de 7 – 15 mm;
b – blocuri „M” acoperite cu două straturi de pietriş sortat, identice cu cele recomandate
la soluţia precedentă;
c – plăci poroase din sticlă sinterizată cu diametrul porilor de 200 – 400 μm;
d – difuzoare, tuburi sau panouri cu membrană elastică perforată [8].
În cazul dispozitivelor de insuflare a aerului de tipurile a, b şi c aerul comprimat este
furnizat prin conductele perforate de distribuţie 13, amplasate în canivourile longitudinale
14.
Dispozitivele de insuflare a aerului de tipul d, acestea sunt plasate direct pe radierul
zonei active a compartimentelor. Pentru obţinerea unei eficienţe optime de colectare a
grăsimilor insuflarea aerului trebuie să fie continuă [8].
Decantor primar radial:
Alcătuirea decantoarelor radiale a fost derivată de la decantoarele orizontale, rotind
secţiunea lor longitudinală în jurul unui ax vertical ce trece prin peretele amonte; deci sunt
63
decantoare de tip orizontal [8].
Decantoarele radiale sunt bazine de beton armat, având forma circulară în plan, în
care apa introdusă printr-un tub central este distribuită radial şi curge spre periferia
bazinului, unde deversează într-un canal periferic de colectare; de aici, apa este condusă la
prelucrări ulterioare sau evacuată în emisar [8].
Conducta de intrare a apei brute se montează într-un canal acoperit cu dale din beton
prin ridicarea cărora canalul devine vizitabil; operaţia poate fi făcută numai când decantorul
este golit de apă. Conducta de nămol se recomandă să fie de asemenea montată într-un canal
acoperit. Când pământul de fundaţie este macroporic sensibil la înmuiere se recomandă ca
atit conducta de intrare a apei brute cât şi conducta de nămol să se monteze în canale
permanent vizibile. Deşi adâncimea decantoarelor radiale se poate reduce până hi 2,50 -3 m,
în terenuri cu ape freatice la mică adâncime se pot ivi dificultăţi de construcţie [8].
Intrarea apei în cilindrul central trebuie să se facă pe la mijlocul înălţimii medii a
decantorului. Pentru distribuţia uniformă a apei se folosesc diferite sisteme ca : difuzoare,
deschideri verticale în care caz se agaţă de podul rulant un grătar care să provoace liniştirea
şi difuzarea mai rară a apei uzate [8].
Deversorul periferic trebuie să aibă buza orizontală, netedă să fie prevăzută cu dinţi
sau preferabil cu tăieturi triunghiulare pentru a obţine o rertitie uniformă pe toată
circumferinţa. Canalul periferic are fundul în pantă şi este dimensional la o viteză a apei de
circa 0,6 m/s [8].
Figura 4.7. Decantor primar radial [6]
64
Nămolul depus pe fund este împins cu ajutorul unor răzuitoare spre camera de nămol
în interiorul căreia se află dispozitivul de evacuare; acesta se compune dintr-o conducta prin
care nămolul ajunge la un cămin situat lângă decantor unde este transportat la fermentare
sau alte prelucrări [8].
Răzuitoarele sunt mişcate cu ajutorul unui pod mobil de care sunt prinse şi care
pivotează în jurul unui ax fixat pe tubul central. Mişcarea podului cu turaţia 2-3rot/h este
asigurată de un cărucior cu motor electric fixat pe pod [8].
4.2.2. Epurarea biologică
Bazin cu namol activ cu aerare pneumatica:
Bazinul cu nămol activat este alcătuit din: compartimente de aerare, conducte şi
jgheaburi de admisie şi de evacuare a apei şi nămolului activat, sisteme de aerare, sisteme de
reglaj şi de menţinere constantă a nivelului apei (în cazul aerării mecanice).
Aerarea apei este un procedeu utilizat pentru epurarea biologică a apelor uzate
menajere şi orăşeneşti aplicabil la orice debit. Aerarea apei constă în realizare unui amestec
de apă uzată şi nămol activ, care este agitat si aerat. Nămolul activat se prezintă sub forma
unor flocoane mari pe care plutesc şi pe care au loc procesele biologice, analog celor de pe
peliculele ce se formează pe granulele stratului filtrant din filtrele biologice [8].
Aerarea cu nămol activat constituie procedeul superior pentru epurarea biologică a
apelor uzate, datorită siguranţei în stabilirea gradului de epurare a apelor , randamentului
sporit în timpul iernii, timpului de punere în exploatare mai scurt (circa 15 zile) faţă de
filtrele biologice şi absenţei absolute a mirosului şi a muştelor [8].
Distributia apei şi nămolului la bazinele de aerare se face prin jgheaburi sau prin
conducte, prevăzute cu dispozitive de închidere şi reglare, corespunzătoare debitelor
necesare [8].
Bazinele cu nămol activat sunt folosite la epurarea apelor uzate orăşeneşti sau
industriale cu caracteristici similare, în scopul micşorarii, în principal, a cantitaţilor de
substanţe organice şi de materii totale în suspensie. Bazinele cu nămol activat sunt
construcţii descoperite, ce realizează o eficienţă, privind reducerea substanţelor organice, de
60-98% [8].
65
Figura 4.8. Bazin cu nămol activ, cu aerare pneumatică cu bule fine [17]
Decantor secundar longitudinal:
Decantorul secundar este alcătuit din: compartimentele de decantare cu sistemele de
admisie, de distribuţie şi de colectare a apei, precum şi dispozitive de curăţire şi de evacuare
a nămolului, canalele şi conductele aferente (admisia apei, evacuarea apei decantate,
evacuarea nămolului, golirea decantorului şi, după caz, evacuarea materiilor plutitoare).
Timpul de retenţie a apei în decantor corespunde debitului de calcul, şi este de minim
1,5 ore. Evacuarea nămolului se recomandă să se facă continuu, dar dacă nu este posibil
intervalul de timp dintre două evacuari nu trebuie să depăşească patru ore [8].
Figura 4.9. Decantor secundar longitudinal [8]
Staţia de pompare nămol brut
Este o construcţie cu dimensiuni de 5x5m, iar pe verticală este pe trei nivele : bazinul
de recepţie, camera vanelor si sala motoarelor. Staţia are rolul de a pompa nămolul brut
colectat din decantoarele primare, precum şi grăsimile din separatorul de grăsimi în
metantancuri .
66
Staţia de pompare este echipată cu următoarele utilaje :
- pompe submersibile – Q = 25 l/s = 90 mc/h, H =15 mcA, P= 6,5 kW;- un ventilator centrifugal – Q =1500mc/h, H = 45 mcA, P =1,1 kW, n = 3000
rot/min;- un ventilator axial – Q=1500mc/h, P=0,8Kw, n =1500 rot/min;
Refularea nămolului în metantancuri se realizează printr-o conductă Dn =200
mm [18].
67
CAPITOLUL 5. Calculul principalilor parametrii constructivi,
funcţionali şi energetici pentru staţia de epurare a apei şi pentru
transportorul compactor
5.1.Stabilirea debitelor caracteristice de apă uzată ale localităţii
Pe teritoriul localităţii cu 50 000 de locuitori îşi desfăşoară activitatea:
Fabrica de bere
- producţie: 6 3/zi
- personal: 180, dintre care: 10 – birouri; 60 – grupa I; 50 – grupa II; 60 – grupa VI a
- clădiri: 18
- Volumul: 23000 3m
Fabrica de �esut
- producţie: 10 t/zi
- personal: 200 oameni, dintre care: 20 – birouri; 70 – grupa I; 50 – grupa II; 30 – grupa III
a; 30 - grupa IV a
- clădiri: 11
- Volumul max: 19000 3m
Crescătorie de taurine
- 600 de capete, dintre care: 230 – vaci cu lapte; 120 – junici 18 – 27 luni; 75 - viţei 0 – 6
luni; 75 – tineret bovin 6 – 18 luni; 100 – tineret bovin la îngrăşat 6 – 24 luni
- personal: 85 oameni, dintre care: 5 – birouri; 30-grupa I, 50 – grupa II.
- clădiri: 24
- Volumul max : 10000 3m
Combinat agricol de ra�e
- 60000 capete, dintre care: 23000 – raţe adulte; 37000 – boboci;
- personal: 65, dintre care: 5 – birouri; 20 – grupa I; 40 – grupa II
- clădiri: 10
- Volumul max: 9000 3m
68
Staţia de epurare are în componenţă următoarele echipamente tehnologice: instalatie
de sitare cu gratar cilindric fix, deznisipator cu sectiune dreptiunghiulara cuplat cu deversor
proportional, separator de grasimi cu insuflare de aer la joasa presiune, decantor primar
radial, bazin cu namol activ cu aerare pneumatica, decantor secundar radial.
5.1.1. Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului şi cerinţei de apă de
alimentare din zona rezidenţială a centrului populat
Debitul zilnic mediu [ 3/ ]:
ci
ij
jmedzi QiqiNQ ))()((
1000
1
= 000 ( ) ∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( )∙ ( ) + ( ) + + ( ) + ( ) +
în care:
i – indice referitor la necesarul de apă în funcţie de zonele diferenţiate ale localităţii
după gradul de dotare al clădirilor cu instalaţii de apă caldă şi rece (tabelul 5.1); are valori
între 1-5;
j – indice referitor la categoria de necesar de apă şi anume: apă pentru nevoi
gospodăreşti, apă pentru nevoi publice, apă pentru stropit spaţiile verzi, apă pentru stropit
străzi şi spălat pieţe; j are valori între 1-4;
N(i) – numărul de locuitori care locuiesc în zona i a localităţii;
qj(i) [l/om.zi] – debitul zilnic mediu specific din categoriile j ale necesarului de apă
pentru locuitorii din zona i a localităţii, şi anume:
qg(i) - debitul zilnic mediu specific pentru nevoi gospodăreşti ale populaţiei
(vezi tabelul 5.1);
qp(i) - debitul zilnic mediu specific pentru nevoi publice (tabelul 5.1);
qsv(i) – debitul zilnic mediu pentru stropit spaţiile verzi care se poate aprecia
global ca o ploaie efectivă (25 l/m2) la două săptămâni şi 10 m2 spaţiu
verde/om conducând la o valoare
qsv(i) = 17,9 l/om.zi,
69
qsp(i) – debitul zilnic mediu specific pentru stropit străzi şi spălat pieţe se
poate calcula analitic sau se poate aprecia global la 5% din debitul zilnic
mediu specific pentru nevoi publice qp(i);
Qci [m3/zi] - debitul necesarului de apă pentru combaterea incendiilor;
Kzi - coeficientul de neuniformitate a debitului zilnic (tabelul 5.1);
Ko - coeficientul de variaţie orară care se adoptă pentru fiecare din zonele diferenţiate
ale localităţii după gradul de dotare a clădirilor cu instalaţii de apă caldă şi rece; când nu
sunt alte valori justificate, pot fi adoptate valorile din tabelul 5.2
30% din locuitori se afla în zone în care apa se distribuie prin cişmele amplasate în
curţi
)2(zN = 15000 locuitori
70% din locuitori se afla în zone cu clădiri având instalaţii interioare de apă caldă şi
canalizare, cu preparare centralizată a apei calde (inclusiv cele cu clădiri racordate la
termoficare)
)5(zN = 35000 locuitori [8]
Tabel 5.1. Diferen�ierea zonelor localită�ii [8]
Zone ale localităţii diferenţiate în funcţie de gradul
de dotare al clădirilor cu instalaţii de apă rece şi caldă
qg(i)
[l/omzi]
qp(i)
[l/omzi]Kzi(i)
Zone în care apa se distribuie prin cişmele
amplasate pe străzi40 25 1,3/1,45
Zone în care apa se distribuie prin cişmele
amplasate în curţi80 30 1,2/1,35
Zone cu gospodării având instalaţii interioare de
apă rece şi canalizare140 30 1,2/1,35
Zone cu gospodării având instalaţii interioare de
apă şi canalizare, cu preparare locală a apei calde210 85 1,15/1,30
Zone cu clădiri având instalaţii interioare de apă
caldă şi canalizare, cu preparare centralizată a apei
calde (inclusiv cele cu clădiri racordate la termoficare)
280 100 1,10/1,25
70
Tabel 5.2. Stabilirea Ko [8]
Numărul total de locuitori ai centrului populat (N)
KoNumărul total de locuitori ai centrului populat (N)
Ko
500 2,8 15000 1,351000 2,2 25000 1,301500 2,0 50000 1,253000 1,75 100000 1,207000 1,5 200000 1,15
Necesarul de apă pentru combaterea incendiilor poate fi preluat din hidranţi interiori
sau exteriori clădirilor, iar pentru clădiri speciale (teatre, biblioteci, instituţii, unele spaţii
industriale, etc) pot fi prevăzute sisteme speciale (sprinclere, drencere, etc). Apa pentru
hidranţii interiori şi sistemele speciale trebuie să fie potabilă. La hidranţii exteriori se
foloseşte de regulă apă potabilă din reţea, iar în cazuri speciale pentru combaterea din
exterior se poate folosi şi o altă calitate de apă prin mijloace separate (maşini cisterne
proprii, rezerve de apă, reţele separate, etc) [8]
Numărul de incendii ce pot avea loc simultan: 1incn dintre care:
- 1 in zona rezidenţială
- 1 in zona industrială
- 0 in zona agrozootehnică
Debitul qhe [l/s] al unui hidrant exterior - clădiri cu 1 - 4 etaje pentru o localitate cu
52 000 de locuitori: heq =25 l/s
Tabel 5.3. Numărul de incendii [8]
Numărul locuitorilor din localitate
Numărul ninc de incendii simultane
Debitul qhe [l/s] al unui hidrant exterior
clădiri cu1 – 4 etaje
clădiri cupeste 4 etaje
≤ 5.000 1 5 105.001 – 10.000 1 10 1510.001 – 25.000 2 10 1525.001 – 50.000 2 20 2550.001 – 100.000 2 25 35100.001 – 200.000 2 30 40200.001 – 300.000 3 40 55300.001 – 400.000 3 - 70400.001 – 500.000 3 - 80500.001 – 600.000 3 - 85600.001 – 700.000 3 - 90
71
Debitul Qci [m3/zi] al necesarului de apă pentru combaterea incendiilor, în cazul în
care se folosesc hidranţi exteriori şi nu au fost realizate studii speciale, se poate aprecia cu
relaţia [8]:
heincci qnQ 4,86 = 1728 3m /zi
zim
Qzimed
/35,177701728
)]9,1710005,1280(35000)9,173005,180(15000[1000
1
1,1
2,1
)5(
)2(
zi
zi
K
K
Debitul zilnic maxim [ 3/ ]: = 000 ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) +
= 000 ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( ) ∙ ( )∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) +
în care: ( ) − coeficientul de neuniformitate a debitului zilnic ( vezi tabelul 5.1 );
Toţi ceilalţi coeficienţi sunt la fel ca la .
zim
Qzi
/195701728
)]9,1710005,1280(1,135000)9,173005,180(2,115000[1000
1
3
max
Debitul orar maxim [ 3/ℎ] :
= 4 ∙ 000 ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) +
= 4∙ 000 ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) + ( )∙ ( ) ∙ ( ) ∙ ( ) + ( ) + ( ) + ( ) +
72
în care: ( ) − coeficientul de variaţie orară care se adoptă pentru fiecare din zonele
diferenţiale ale localităţii după gradul de dotare a clădirilor cu instalaţii de apă caldă şi rece;
când nu sunt alte valori justificate, pot fi adoptate valorile din tabelul 5.2. Pentru valori
intermediare ale numărului de locuitori coeficientul ( ) se calculează prin interpolare
lineară [8].
Calculul coeficientului 0K :
35,1)2(0 K
25000..................1,30
35000....................x
50000..................1,25
28,102,025000
10000
05,0 )5(0 Kxx
hm
Qorar
/1026}1728)9,17
10005,1280(28,11,135000))9,173005,180(35,12,115000[(1000
1{
24
1
3
max
Cerinţa de apă de alimentare pentru zona rezidenţială a centrului populat se exprimă
prin următoare mărimi caracteristice: debitul cerinţei zilnice medii de apă de alimentare Qs zi
med [m3/zi], debitul cerinţei zilnice maxime de apă de alimentare Qs zi max [m3/zi] şi debitul
cerinţei orare maxime de apă de alimentare Qs orar max [m3/h]. Valorile caracteristice ale
cerinţei de apă de alimentare din zona rezidenţială a centrelor populate se determină cu
următoarele relaţii [8]:
zimedSpmedzis QKKQ
maxmax zispzis QKKQ
maxmax orarsPorars QKKQ
în care: Qzi med [m3/zi], Qzi max [m3/zi] şi Qorar max [m3/h] - debitele zilnic mediu, zilnic maxim
şi orar maxim ale necesarului de apă de alimentare pentru centrul populat;
Kp – coeficient prin care se ţine seama de pierderile de apă în aducţiune şi în reţeaua
de distribuţie şi care poate lua valori între 1,08-1,10 în cazul sistemelor care se proiectează şi
73
urmează a fi executate şi valori între 1,10-1,25 în cazul sistemelor existente la care se fac
extinderi sau creşte gradul de confort;
Ks – coeficient prin care se ţine seama de nevoile tehnologice ale sistemului de
alimentare cu apă şi canalizare (spălarea aducţiunilor, a reţelei de distribuţie şi a reţelei de
canalizare; nevoi ale staţiilor de tratare şi epurare, evacuarea zăpezii, etc.), care are valorile:
1,02 în cazul în care întreţinerea sistemului de alimentare care asigură apa potabilă este
uşoară şi 1,05-1,08 în cazul surselor subterane sau de suprafaţă de apă care necesită tratare
în vederea îmbunătăţirii, valoarea coeficientului variind în funcţie de complexitatea tratării
şi de tehnologia de funcţionare a obiectelor componente (în cazuri speciale, pe bază de
justificări tehnice, se pot adopta şi alte valori). Am adoptat valorile coeficienţilor astfel:
PK =1, SK =1,05 [8].
smzimQQ
zimQ
szimedszimed
szimed
/237,0)/(10157.1
/92,205245,1775005,11,1335
3
smzimQQ
zimQ
sziszi
szi
/27.0)/(10157.1
/226001,2026505,11,133
max5
max
3max
smhmQQ
hmQ
sorarsorar
sorar
/33,0)/(10778.2
/9,11893,103005,11,133
max4
max
3max
5.1.2. Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului şi cerinţei de apă de alimentare
din zona industrială a centrului populat
Necesarul de apă de alimentare pentru zona industrială a centrului populat se
exprimă prin următoarele mărimi caracteristice: debitul necesarului zilnic mediu de apă de
alimentare pentru zona industrială QnI zi med [m3/zi], debitul necesarului zilnic maxim de apă
de alimentare pentru zona industrială QnI zi max [m3/zi] şi debitul necesarului orar maxim de
apă de alimentare pentru zona industrială QnI orar max [m3/h].
Relaţiile de calcul al debitelor caracteristice ale necesarului de apă de alimentare din
zona industrială a centrelor populate pentru cazurile uzuale sunt următoarele [8]:
l m m n n
inc
gmgm
tltlmedzinI
I inc
QnU
nUQ 6,3241000
74
incI n n
incl m m
gmgmzi
tltlzinI QnUK
nUQ 6,3241000max
incn ninc
l mI m
gmgmziotItIorarnI Q
nUKKnUQ 6,3
10002424max
în care: l – indice referitor la numărul categoriilor de produse industriale fabricate;
Utl – numărul de unităţi din mărimea caracteristică a categoriei de produse
industriale: tone, m3, bucăţi, etc. (producţie finită, materie primă sau după caz producţie
intermediară) în perioada considerată (în cazul de faţă pe zi);
ntl [m3/unitate caracteristică a categoriei de produse industriale] – necesarul de apă
specific corespunzător unităţilor de capacitate a categoriei de produse industriale. În tabelul
1.4 sunt date orientative despre necesarul specific de apă pentru produse din diferite unităţi
industriale;
mI – indice referitor la numărul de întreprinderi industriale care realizează categorii
de produse;
m – indice referitor la numărul de folosinţe;
gmU – numărul de unităţi din mărimea caracteristică a folosinţei: persoane, clădiri,
schimburi, vehicule, etc. sau combinaţii: persoaneschimburi, vehiculeschimburi, etc. în
perioada considerată (în cazul de faţă pe zi);
gmn [l/unitate sau combinaţii de unităţi caracteristice ale folosinţei] – necesarul
specific de apă corespunzător unităţilor sau combinaţiilor de unităţi ale folosinţe;
Kzi, Ko – coeficienţi de neuniformitate a debitului zilnic, respectiv coeficientul de
variaţie orară;
ninc – indice referitor la numărul de incendii simultane la unităţi industriale;
n – indice referitor la numărul clădirilor din unitatea industrială atinsă de incendiu;
Qinc [l/s] – debitul specific de apă pentru stingerea din exterior a incendiilor din
clădiri, ţinându-se seama de volumul Vn [m3] al clădirii n atinsă de incendiu şi gradul de
rezistenţă la foc al clădirilor; Qinc = 10 l/s [8].
75
Tabel 5.4. Calculul necesarului specific[8]
Destinaţia clădiriNecesar specific [l/om·zi]
Total apădin care apă caldăde 60C de 45C
Clădiri pentru birouri (pentru un funcţionar pe schimb)
20 5 4
Întreprinderi industriale (pentru un muncitor pe schimb) cu procese tehnologice din grupaIIIIII a) b)IVVVI a) b)
5060607575856075
2025253030402530
2835354343573543
Debitul zilnic mediu [ 3/ ]:
= ∙ + ∙000 + 4 .6 ∙
zim
QnIzimed
/8,15607106,3181241000
753060306050507020201000
60606050506020105,01056
3
Debitul zilnic maxim [ 3/ ]: = ∙ + ∙ ∙000 + 4 .6 ∙
zimQnIzi /8,156101555295,1015,18,915,135 3max
Debitul orar maxim [ 3/ℎ] :
= ∙4 + ∙ ∙ ∙4 ∙ 000 + .6 ∙
76
hmQnIorar /2,65264824
95,108,215,1
24
8,98,215,1
24
35 3max
Valorile debitului cerinţei de apă de alimentare pentru unităţile industriale se
determină cu următoarele tipuri de relaţii, pentru cazurile sistemelor fără recirculare sau
reutilizare a apei, şi anume QsI [m3/s] [8]:
nIzimedPISISIzimed QKKQ
maxmax nIziPISISIzi QKKQ
maxmax nIorarPISISIorar QKKQ
în care: KsI – coeficient care ţine seama de nevoile tehnologice ale sistemului de alimentare
cu apă şi canalizare, care este 1,10 atunci când staţiile de tratare au capacitatea mai mică sau
egală cu 0,5 m3/s;
KpI – coeficient care ţine seama de acoperirea pierderilor în aducţiune şi reţelele de
distribuţie, care se stabileşte prin calcule în funcţie de soluţiile tehnologice şi care se poate
considera maxim 1,05 în lipsa datelor necesare;
smQ
zimQ
SIzimed
SIzimed
/209,0009,1802710157,1
/009,180278,1560705,11,135
3
smQ
zimQ
SIzi
SIzi
/209,04,1803010157,1
/4,180308,1561005,11,135
max
3max
smQ
hmQ
SIorar
SIorar
/209,0291,75310778,2
/291,7532,65205,11,134
max
3max
5.1.3. Determinarea debitelor caracteristice ale necesarului şi cerinţei de apă de
alimentare din zona agrozootehnică a localităţii
Relaţiile de calcul al debitelor caracteristice ale necesarului de apă de alimentare din
zona agrozootehnică a centrelor populate pentru cazurile uzuale sunt următoarele [8]:
incr r
incpZ p
gpgp
o
ZoZopiZo
medzinZ QnUNqK
Q 6,32410001000
Z incp p r r
incgpgpzi
o
ZoZoopiZziZozinZ Q
nUKNqKKQ 6,324
10001000max
77
Z incp p r rinc
gpgpzio
o
ZoZopiZoziZooZoorarnZ Q
nUKKNqKKKQ 6,3
100024100024max
în care: o – indice referitor la categoriile de animale;
qZo [m3/1000animalezi] – necesarul specific total de apă, care ia valori în funcţie de
categoria i de animale şi de tipul sistemului de evacuare a dejecţiilor corespunzător fiecărei
categorii i de animale (tabelul 5.5)
Tabelul 5.5. Necesarul de apă specific [8]
Categorii de animale Necesar de apă specific
qZ o [ m3/1000animalezi]
Evacuarea dejecţiilor
hidraulică mecanică
Porcine
- vieri pentru reproducţie 36 -
- scroafe de montă şi gestaţie 36 -
- scroafe lactante 100 -
- tineret porcin pentru reproducţie 31 -
- porci la îngrăşat 31 -
- tineret porcin în creştere 13 -
Păsări - raţe - 1,50
- boboci - 0,80
NZo – numărul de animale din categoria o;
KpiZo – coeficient care ţine seama de acoperirea pierderilor admisibile de apă în
incinta unităţilor zootehnice în funcţie de categoria de animale (tabelul 5.6);
KziZo – coeficientul de neuniformitate a debitului zilnic care este în funcţie de
categoria o de animale (tabelul 5.6);
KoZo – coeficientul de neuniformitate a debitului orar care este, de asemenea, în
funcţie de categoria o de animale (tabelul 5.6);
pZ – indice referitor la numărul de unităţi agrozootehnice din zona agrozootehnică ;
p – indice referitor la numărul de folosinţe;
78
gmU – numărul de unităţi din mărimea caracteristică a folosinţei: persoane, clădiri,
schimburi, vehicule, etc. sau combinaţii: persoaneschimburi, vehiculeschimburi, etc. în
perioada considerată (în cazul de faţă pe zi);
gmn [l/unitate sau combinaţii de unităţi caracteristice ale folosinţei] – necesarul
specific de apă corespunzător unităţilor sau combinaţiilor de unităţi ale folosinţei (tabelul
5.4) [8];
Tabelul 5.6. Coeficien�i [8]
Debitul zilnic mediu [ 3/ ]:
= ∙ ∙000 + ∙000 + 4 ,6 ∙
zim
QnZzimed
/153,1291000
60405020205
1000
605050302051000
)8,0370005,123000(1
1000
)701006075257590120120230(1,1
3
Debitul zilnic maxim [ 3/ ]:
= ∙ ∙ ∙000 + ∙ ∙000 + 4 ,6 ∙
Categorii de animaleCoeficienţi
KpiZ KziZ KoZ
Porcine 1 1 2 – 2,5Gâşte 1,1 1,1 2
Raţe şi boboci 1 2 2
Celelalte categorii 1,1 1,1 2 – 2,5
79
zimQnZzi /16,2005,315,16,415,11,6421775,511,11,1 3max
Debitul orar maxim [ 3/ℎ] :
= ∙ ∙ ∙ ∙4 ∙ 000 + ∙ ∙ ∙4 ∙ 000+ .6 ∙
hmQnZorar /99,16024
5,38,215,1
24
6,48,215,1
24
1,64221
24
775,5121,11,1 3
max
Valorile caracteristice ale debitului cerinţei de apă de alimentare pentru unităţi
zootehnice se determină pe baza necesarului de apă pentru consumul biologic al animalelor,
consumul tehnologic pentru evacuarea dejecţiilor din hale (în cazul sistemelor de evacuare
hidraulică), spălarea şi dezinfectarea halelor, prepararea hranei, întreţinerea instalaţiilor
tehnologice şi consumul obiectivelor anexe ale halelor de creştere a animalelor (de exemplu:
filtru sanitar, grup de intervenţie), cu următoarele relaţii [8]:
medzinZpZsZmedzisZ QKKQ
maxmax zinZpZsZzisZ QKKQ
maxmax orarnZpZsZorarsZ QKKQ
în care:
QnZ zi med [m3/zi], QnZ zi max [m3/zi], QnZ orar max [m3/h] – valorile caracteristice ale
debitului necesarului de apă de alimentare pentru zona agrozootehnică;
KsZ – coeficient care ţine seama de nevoile tehnologice ale sistemului de alimentare
cu apă şi canalizare (pentru pregătirea soluţiilor de reactivi, spălarea componentelor staţiei
de tratare, spălarea colectoarelor de canalizare), care are valoarea 1,10;
KpZ – coeficient care ţine seama de acoperirea pierderilor în aducţiune şi reţelele de
distribuţie, care se stabileşte prin calcule în funcţie de soluţiile tehnologice şi care se poate
considera maxim 1,05 în lipsa datelor necesare [8];
80
smhmQsmQ
hmQ
smzimQsmQ
zimQ
smzimQsmQ
zimQ
sZorarsZorar
sZorar
sZzisZzi
sZzi
sZzimedsZzimed
sZzimed
33max
43max
3max
33max
53max
3max
3353
3
005,0)/(10778,2)/(
/465,2699,1605,11,1
003,0)/(10157,1)/(
/184,23116,20005,11,1
/002,0)/(10157,1)/(
/171,149153,12905,11,1
5.1.4. Determinarea debitelor caracteristice ale cerin�elor de apă de alimentare a centrului
populat
Valorilor caracteristice ale debitului cerinţei totale de apă de alimentare a centrului
populat, respectiv debitul total zilnic mediu Qs tot zi med [m3/zi, m3/s], debitul total zilnic maxim
Qs tot zi max [m3/zi, m3/s] şi debitul total orar maxim Qs tot orar max [m3/h, m3/s], se determină cu
următoarele relaţii [8]:
medzisZmedzisImedziss QQQQ medzitot
maxmaxmaxmax zitot zisZzisIziss QQQQ
maxmaxmaxmax orartot orarsZorarsIorarss QQQQ
în care: szimedQ [m3/zi, m3/s], Qs zi max [m3/zi, m3/s], Qs orar max [m3/h, m3/s] – debitele
zilnic mediu, zilnic maxim şi orar maxim ale cerinţei de apă de alimentare pentru zona
rezidenţială a centrului populat;
sIzimedQ [m3/zi, m3/s], QsI zi max [m3/zi, m3/s], QsI orar max [m3/h, m3/s] – debitele
zilnic mediu, zilnic maxim şi orar maxim ale cerinţei de apă de alimentare pentru zona
industrială a centrului populat;
sZzimedQ [m3/zi, m3/s], QsZ zi max [m3/zi, m3/s], QsZ orar max [m3/h, m3/s] – debitele
zilnic mediu, zilnic maxim şi orar maxim ale cerinţei de apă de alimentare pentru zona
agrozootehnică a centrului populat [8].
81
smQ
hmQ
smQ
zimQ
smQ
zimQ
stotorar
stotorar
stotzi
stotzi
stotzimed
stotzimed
/545,0195810778,2
/1958623,19291,7539,1189
/465,04086010157,1
/40860184,2314,180302,23406
/432,012,3869510157,1
/12,38695191,143009,1802792,20524
34max
3max
35max
3max
35
3
.
5.1.5 Determinarea debitelor caracteristice de ape uzate evacuate din centrul populat
Valorile caracteristice ale debitului de ape uzate evacuate din centrul urban, respectiv
debitul de ape uzate zilnic mediu Qu zi med [m3/zi, m3/s], debitul de ape uzate zilnic maxim Qu zi
max [m3/zi, m3/s], debitul de ape uzate orar maxim Qu orar max [m3/h, m3/s] şi debitul de ape uzate
orar minim Qu orar min [m3/h, m3/s] se stabilesc în funcţie de valorile caracteristice similare ale
cerinţei totale de apă de alimentare a centrului populat, cu următoarele relaţii [8]:
medzitotsmedziu QQ 8,0
maxmax 8,0 zitotsziu QQ
maxmax 8,0 orartotsoraru QQ
maxmin 24
1ziuoraru QpQ
în care: Qs tot zi med [m3/zi, m3/s], Qs tot zi max [m3/zi, m3/s] şi Qs tot orar max [m3/h, m3/s] sunt
valorile caracteristice ale debitului cerinţei totale zilnice medii, zilnice maxime, respectiv
orare maxime de apă de alimentare ale centrului populat şi unităţilor industriale şi
agrozootehnice aferente;
p – coeficient adimensional în funcţie de numărul de locuitori ai centrului populat
(tabelul 5.7).
Pentru 28.000 de locuitori, p=0,35.
82
Tabelul 5.7. Calculul coeficientului p [8]
Numărul de
locuitori< 1000
1001 -
1000010001- 50000 50001 – 100000 > 100000
P 0,18 0,25 0,35 0,60 0,75
smsmQ
zimQ
medziu
medziu
353
3
358,009,3095610157,1)/(
/09,3095612,386958,0
smsmQ
zimQ
ziu
uzi
353max
3max
378,0224,3333410157,1)/(
224,33334408608,0
smsmQ
hmQ
oraru
oraru
343max
3max
435,0251,157010778,2)/(
/251,157019588,0
smsmQ
hmQ
oraru
oraru
343min
3min
132,0758,47610778,2)/(
/758,476224,3333435,024
1
5.2.Determinarea parametrilor principali ai instalatiei de sitare cu gratar cilindric fix
5.2.1. Determinarea debitelor caracteristice de apă şi reţineri ale grătarului cilindric
fix:
Debitul de calcul (dimensionare) Qc [m3/h] de apă uzată prelucrat de grătar sau sită se
stabileşte în funcţie de procedeul de canalizare utilizat pentru aducerea apei uzate în staţia de
epurare, astfel [8]:
pentru procedeul de canalizare unitar şi mixt:
maxoraruc QzQ
]/[ 31411570,2512 3 hmQc
83
în care: Qu orar max [m3/h] - debitul orar maxim de apă uzată al localităţii deservite de staţia de
epurare;
z - coeficient care ţine seama de neuniformitatea debitului apelor de canalizare
introduse în staţie, cu valori între 2 - 4 ( STAS 1846-90), în condiţii normale având valoarea
2;
Debitul de verificare Qv [m3/h] de apă uzată prelucrat de grătar sau sită, indiferent
de procedeul de canalizare utilizat pentru aducerea apei uzate în staţie, se stabileşte cu
relaţia:
minoraruv QQ
]/[ 758,476 3 hmQv
în care: Qu orar min [m3/h] - debitul orar minim de apă uzată al localităţii deservite de staţia de
epurare.
Cantitatea specifică a [l/om an] de reţineri pe suprafaţa activă a grătarului sau sitei
variază în funcţie de distanţa e [mm] dintre barele grătarului. Pe baza datelor experimentale
din lucrare , a fost stabilită prin regresie o relaţie orientativă de calcul a cantităţii specifice a
şi anume [8]:
5,1
61665,3181351289,1
ea
22,8146
61665,3181351289,1
5,1a
în care: e = 10 [mm] – distanţa dintre barele grătarului.
Debitul volumic zilnic Qvr zi [m3/zi] de impurităţi reţinute de către grătar sau sită, cu
umiditatea de 80%, se stabileşte cu relaţia [8]:
3651000
kNa
Q izivr
]/[ 501,123651000
45000022,814 3 zimQ zivr
în care: Ni = 50000 – numărul de locuitori ai localităţii deservite de staţia de epurare;
k = 4 – coeficient de variaţie zilnică a debitului de substanţe reţinute pe grătare sau site, care ia valori între 2 – 5.
84
Debitul masic zilnic Qmr zi [kg/zi] de impurităţi reţinute de către grătar sau sită, cu
umiditatea de 80%, este dat de relaţia [8]:
zivrrzimr QQ
]/[ 85,10625501,12850 zikgQ zimr
în care: r =850[kg/m3] – densitatea reţinerilor cu umiditate de 80%, care ia valori între 750-
950 kg/m3.
Masa zilnică mru zi [kg/zi] de substanţă uscată din reţineri, cu umiditatea 0, se
stabileşte cu relaţia [8]:
zimrziru Qw
m
100
100
]/[ 17,212585,10625100
80100zikgm ziru
în care: w =80 [%] – umiditatea reţinerilor, care se consideră că are valoarea 80%.
Volumul zilnic V ru zi [m3/zi] de substanţă uscată din reţineri, cu umiditate 0, se
stabileşte cu relaţia [8]:
ru
ziru
ziru
mV
]/[ 180,11800
17,2125 3 zimV ziru
în care: ru =1800[kg/m3] – densitatea substanţei uscate din reţineri, cu umiditate 0, cu valori
de 1600-2000 kg/m3.
85
5.3.Determinarea parametrilor principali ai echipamentului de sitare cu grătar
cilindric fix şi transportor compactor
5.3.1 Determinarea parametrilor dimensionali, cinematici, dinamici şi energetici ai
echipamentului de sitare cu grătar cilindric fix şi transportor compactor
Distanţa [mm] dintre barele grătarului este un parametru dimensional care se alege în
funcţie de dimensiunile impurităţilor care se doresc a fi reţinute din apa uzată. La această
categorie de echipamente, distanţa dintre barele grătarului poate lua valori între 1 – 10 mm, în
practică existând modele de grătare cu distanţa dintre bare de 6 mm sau de 10 mm [8].
e = 6 mm
Dimensiunile profilului barelor, grosimea s şi lăţimea l sunt parametri care se aleg atât
din raţiuni constructive cât şi de rezistenţă a construcţiei. În mod uzual la construcţia grătarelor
cilindrice fixe se folosesc bare cu secţiune dreptunghiulară (fig. 5.1) având grosimea s [mm]
între 4 – 8 mm şi lăţimea l [mm] cu valoarea uzuală 5s [8].
Figura 5.1. Dispunerea şi profilul barelor grătarului fix [8]
s = 6 mm;
30655 sl mm
Raportul t dintre suprafaţa de trecere a apei prin grătar şi suprafaţa totală a
grătarului se poate stabili ţinând seama că grătarul cilindric este format dintr-un număr n de
bare cilindrice dispuse paralel în lungul axei sale care formează n – 1 fante între ele. Dacă
86
numărul de bare din care este format grătarul este mare, se poate aprecia că n ≈ n – 1, raportul
t putându-se stabili cu bună aproximaţie prin următoarea relaţie [8]:
se
et
5,066
6
t
Raportul s dintre suprafaţa frontală a barelor grătarului (care se opun trecerii apei) şi
suprafaţa totală a grătarului se poate stabili din aceleaşi considerente cu următoarea relaţie [8]:
se
ss
5,066
6
s
Diametrul grătarului Dg [mm] este un parametru dimensional (fig. 5.2) care se
stabileşte în funcţie de debitul de calcul Qc [m3/h] de apă uzată care trece prin grătar şi de
distanţa e [mm] dintre barele grătarului. Pe baza nomogramelor prezentate în documentaţia de
însoţire a modelelor de echipamente de sitare cu grătar cilindric fix şi încărcare frontală s-au
stabilit prin regresie expresii ale diametrului grătarului în funcţie de debitul de apă uzată şi de
distanţa dintre barele grătarului, astfel [8]:
pentru e = 6 mm:
Dg = 45,150039 + 33,123859 cQ
Dg = 45,150039 + 33,123859 3141 = 1901,56 mm
Determinând-se valoarea diametrului Dg al grătarului, se va alege din şirul
tipodimensional de diametre în care se fabrică grătarele fixe pentru echipamentele de sitare
prezentate, şi anume: 600 mm, 780 mm, 1000 mm, 1200 mm, 1400 mm, 1600 mm, 1800 mm,
87
2000 mm, 2200 mm, 2400 mm, 2700 mm şi 3000 mm, valoarea lui Dg imediat superioară celei
calculate.
În acest caz, staţia de epurare va fi dotată cu un singur echipament activ de sitare, la
care diametrul Dg al grătarului are valoarea corespunzătoare preluată din şirul
tipodimensional de diametre şi un echipament de sitare identic de rezervă. În algoritmul de
calcul se vor introduce debitele de calcul Qc*, Qv
* , Qvr*
zi , Qmr*
zi , mru*
zi , Vru*
zi care au valori
egale cu debitele caracteristice Qc ,Qv , Qvr zi , Qmr zi , mru zi , Vru zi .
Dg = 2000 mm
b bB
H
hc
Dg
Figura 5.2. Schema de poziţionare a grătarului cilindric în canal (vedere frontală) [8]
În urma rulării softului specializat şi obţinerii valorii unghilui β, care nu corespunde
cerinţelor (valoarea unghiului obţinut este sub 30°) se reconsideră valoarea diametrului Dg al
grătarului mergându-se spre valori mai mici ale acestuia (corespunzătoare şirului
tipodimensional prezentat anterior). Astfel se ajunge la valoare diametrului Dg = 1600 mm.
Lăţimea B [mm] a canalului (din beton) în care se montează grătarul fix cu încărcare
frontală (vezi figura 2.13) se determină cu relaţia [8]:
B = Dg + 2(l+b)
B = 1600 + 2(30+100) = 1860 mm
88
în care: b = 100 mm – spaţiul de siguranţă dintre suprafaţa exterioară a grătarului cilindric şi
peretele lateral al canalului, care poate lua valori între 50 – 100 mm (fig. 5.2); pentru ca în
timpul funcţionării prin spaţiile de siguranţă să nu treacă impurităţi grosiere sau să nu apară
aglomerări de impurităţi grosiere, în zona acestora se vor prevedea deflectoare fixate pe pereţii
laterali ai canalului pentru dirijarea impurităţilor în interiorul grătarului.
Înălţimea hc [mm] a curentului de apă uzată din canal corespunzătoare debitului de
calcul (fig. 5.2), se determină cu relaţia [8]:
c
cc vB
Qh
*
78,277
362,5868,01860
314178,277
ch mm
în care: vc = 0,8 [m/s] – viteza medie a curentului de apă din canalul în care este montat
grătarul cilindric fix, în amonte de acesta, cu valori recomandate între 0,7 – 0,9 m/s.
Înălţimea H [mm] a canalului în care se găseşte grătarul cilindric (fig. 5.3), se
determină cu relaţia [8]:
362,1086500362,586 H mm
Unghiului β [º] de înclinare a grătarului faţă de orizontală se stabileşte pe baza
respectării simultane a următoarelor condiţii (fig. 5.3):
- atunci când prin grătarul cilindric trece debitul Qc* [m3/zi] de apă uzată, suprafaţa
liberă a apei în canalul în care se găseşte acesta, aflată la înălţimea hc [mm] faţă de radier,
trebuie să treacă prin capătul posterior al suprafeţei active a grătarului;
- suprafaţa apei din canal, aflată la înălţimea hc corespunzătoare debitului de calcul Qc*
să intersecteze suprafaţa circulară frontală a grătarului sub centrul acestuia;
500 chH
89
- la ieşirea apei printre barele grătarului, să nu se depăşească viteza limita admisibilă
vs [m/s] de trecere care are valori între 1 - 1,3 m/s
Dg
Lg
larc
Hs
hc
Figura 5.3. Schema de poziţionare a grătarelor cilindrice cu încărcare frontal
Din punct de vedere matematic, din prima condiţie rezultă:
sinc
g
hL
Din a doua condiţie rezultă:
2cosgc
s
DhH
Din a treia condiţie rezultă:
s
zivrc
tg v
A
360024
*
*
în care: Atg – suprafaţa de trecere a apei prin grătarul cilindric;
Qc* – debitul de calcul de apă uzată care trece prin grătar;
Qvr*zi – debitul volumic zilnic de reţineri pe grătar;
vs – viteza limită admisibilă de trecere a apei printre barele grătarului.
90
Suprafaţa Atg de trecere a apei prin grătarul cilindric arată sub formă desfăşurată ca un
triunghi curbiliniu (fig 5.4) şi poate fi determinată cu bună precizie cu relaţia:
2garc
ttg
LlA
în care: t – raportul dintre suprafaţa de trecere a apei şi suprafaţa totală;
larc – lungimea arcului de pe suprafaţa frontală a grătarului aflat sub apă;
Lg – lungimea grătarului.
larcLg
Figura. 5.4 Aria suprafeţei de trecere a apei prin grătarul cilindric [8]
Lungimea larc a arcului de pe suprafaţa frontală a grătarului aflat sub apă se determină
cu relaţia [8]:
22
g
arc
Dl
în care: Dg – diametrul grătarului;
( - 2γ) – unghiul la centru al arcului cu lungimea larc.
Unghiul γ se poate determina cu relaţia:
2
2arcsing
s
g
D
HD
91
Din egalitatea relaţiilor, prin exprimarea Ls, larc şi γ în funcţie de hc, Dg şi β, prin
prelucrare se obţine următoarea ecuaţie în β care poate fi rezolvată prin metode numerice cu
ajutorul softului specializat. De menţionat, pentru omogenitate, parametrii de tip lungime au
unitatea de măsură [m], parametrii de tip viteză au unitatea de măsură [m/s], parametrii
unghiulari au unitatea de măsură [rad], iar parametrii de tip debit în unităţile caracteristice
definite anterior şi anume: Qc* [m3/h] şi Qvr
*zi [m3/zi] [8].
scgt
zivr
cg
c
vhD
QQD
h
2456,555sin
cos
21arcsin
2
*
*
βg = 0,605 rad
βg = 34,684°
Lungimea Lg [mm] se stabileşte după ce a fost determinată o valoare corespunzătoare a
unghiului β de înclinare a grătarului faţă de orizontală cu următoarea relaţie [8]:
sinc
g
hL
359,1031684,34sin
362,586gL mm
Numărul nb de bare ale grătarului cilindric se poate determina cu următoarea relaţie [8]:
es
esLn rfg
b
8466
618359,1031
bn
84bn
în care: srf = 18 mm – grosimea ramei frontale a grătarului cu valori de (23)·s.
92
Turaţia n [rot/min] a greblei de curăţare a grătarului se impune atât din raţiuni
constructive ale grătarului cât şi corespunzător unei funcţionări normale a transportoarelor-
compactoare cu care variantele de grătare frontale sunt dotate. Limitele de variaţie ale turaţiei n
pot fi 3 – 15 rot/min.
Am ales n = 3 rot/min.
Timpul tg [s] în care grebla de curăţare realizează o rotaţie se determină cu relaţia
[8]:
ntg
60
203
60gt s
Determinarea puterii de acţionare a greblei de curăţare a grătarului cilindric fix se
face pe baza modelului dinamic prezentat în figura 5.5, în care se impun următoarele ipoteze
suplimentare:
- în model se consideră greutatea greblei şi a materialului antrenat de aceasta, ca o
forţă unică, notată cu Ggm [N], aplicată în centru de masă, care se găseşte la o distanţă
neglijabilă de grebla propriu-zisă;
- se va considera neglijabilă greutatea braţului de antrenare a greblei în raport cu
greutatea Ggm a greblei şi a materialului antrenat şi nu va fi luată în considerare la calculul
puterii de antrenare a greblei;
- se va considera un coeficient de frecare global gm al greblei şi materialului
antrenat de greblă pe suprafaţa activă a grătarului, putând fi aproximată cu valoarea
coeficientului de frecare dintre greblă şi suprafaţa activă a grătarului cilindric (oţel/oţel) de
0,9 – 0,11[8].
Figura 5.5 Modelul dinamic al funcţionării greblei de curăţare a grătarului cilindric fix [8]
G gmsin
G gmcos
G gm
n
D g
93
Greutatea Ggm [N] a greblei şi a materialului antrenat de aceasta se poate determina
cu relaţia [8]:
mggm GGG
895,95208,912815,40 gmG N
în care: Gg [N] – greutatea greblei;
Gm [N] – greutatea materialului antrenat.
Greutatea greblei se determină în funcţie de forma şi dimensiunile acesteia, precum
şi de natura materialului din care este confecţionată. Astfel, dacă pe baza dimensiunilor sale
poate fi determinat volumul Vg [m3] al greblei şi se consideră că toate elementele greblei
sunt din oţel, atunci greutatea greblei se poate determina cu relaţia [8]:
gVG OLgg
815,4081,9785000053,0 gG N
în care: Vg = 0.00053 [m3] – volumul greblei;
ρOL [kg/m3] – densitatea oţelului care are valoarea 7850 kg/m3;
g [m/s2] – acceleraţia gravitaţională care are valoarea 9,81 m/s2.
Greutatea materialului antrenat de grebla de raclare se determină în funcţie de
cantitatea de materiale reţinute de grătar în perioada în care mecanismul de curăţare este
oprit. Considerând că materialul antrenat de greblă conţine 80% apă, atunci greutatea sa
poate fi determinată cu relaţia [8]:
24
* gtQG oprzimr
m
013,130324
81,93,010626
mG N
94
în care: topr = 0,3 h – perioada de timp dintre două funcţionări succesive ale greblei de
curăţare a grătarului, a cărei valoare este în funcţie de gradul de îmbâcsire a suprafeţei active
a grătarului precum şi de modul de reglare a instalaţiei de automatizare care comandă
funcţionarea sistemului de curăţare a grătarului cilindric.
Forţa Fr [N] de rezistenţă la deplasarea greblei şi materialului antrenat pe suprafaţa
activă a grătarului cilindric (fig. 5.5) se poate determina cu relaţia [8]:
sincos gmgmgmr GGF
în care: α – unghiul curent al poziţiei greblei în timpul unei rotaţii a acesteia; se consideră ca
origine pentru valoarea unghiului α (α=0), unghiul corespunzător poziţiei greblei în partea
inferioară a suprafeţei active a grătarului cilindric pe axa de simetrie (fig. 5.5).
gm = 0,1 - coeficientul global de frecare al greblei si materialului antrenat de
aceasta cu suprafata activã a grãtarului, care poate avea valori între 0,9 - 0,11.
Din expresia de mai sus se observă că, în timpul unei rotaţii a greblei, valoarea forţei
Fr este variabilă în funcţie de unghiul α. Pentru determinarea puterii necesare acţionării
greblei de curăţare, trebuie determinată valoarea maximă Fr max a forţei Fr pentru care trebuie
dimensionat sistemul de acţionare a greblei. Intuitiv, se observă că valoarea Fr max a forţei
rezistente Fr se găseşte în intervalul de variaţie a unghiului α între 0 - . Unghiul αmax pentru
care forţa de rezistenţă ia valoarea Fr max se determină prin rezolvarea ecuaţiei obţinute prin
anularea derivatei a I-a în funcţie de α a expresiei şi anume [8]:
0cossin)sincos(
gmgmgm
gmgmgm GGd
GGd
În intervalul 0 - , soluţia acestei ecuaţii în α este:
gm 1
max
95
Corespunzător valorii αmax rezultă valoarea forţei Fr max şi anume [8]:
gmgmgmgmr arctgarctgGF
1
sin1
cosmax
647,9571,0
1sin
1,0
1cos1,0895,952max
arctgarctgFr N
Momentul Mr max [Nm] rezistent maxim la acţionarea greblei se determină cu relaţia:
2000max
maxgr
r
DFM
117,7662000
1600647,957max
rM Nm
Puterea Pgc [W] de acţionare a greblei de curăţare a grătarului cilindric se
determină cu relaţia [8]:
nMP rgcf max30
56,2403117,76630
gcfP W
5.4.Debitele caracteristice şi parametrii dimensionali, cinematici, dinamici şi energetici
ai transportorului-compactor
5.4.1. Debitele caracteristice ale transportorului-compactor
Debitul volumic Qv alim [m3/s] de alimentare a transportorului-compactor este debitul
volumic zilnic Qvr*
zi [m3/zi] de materiale reţinute cu umiditate 80%, preluat de la
mecanismul de curăţare a grătarului sau sitei. Din cauza modificării unităţii de măsură a
debitului se utilizează o relaţie de transformare, şi anume [8]:
96
*5lim 10157,1 zivrav QQ
55lim 1046,14501,1210157,1 avQ m3/s
Debitul masic Qm alim [kg/s] de alimentare a transportorului-compactor cu materiale
reţinute pe grătare sau site cu umiditatea de 80% se determină cu relaţia [8]:
limlim avram QQ
11,01046,14800 5lim
amQ m/s
în care: r = 800 [kg/m3] – densitatea reţinerilor cu umiditate de 80% care are valori între 750
950 kg/m3.
Debitele de alimentare volumic Qv alim [m3/s] şi masic Qm alim [kg/s] de materiale
reţinute cu umiditatea de 80% se constituie ca mărimi de intrare în procesul de lucru al
transportorului - compactor.
Masa specifică mssur [kg/s] de substanţă uscată (cu umiditate 0) a reţinerilor se
calculează cu relaţia [8]:
100
100 1lim
wQm amssur
2102,2100
8010011,0
ssurm m/s
în care: w1 [%] – umiditatea reţinerilor care sunt introduse în transportorul-compactor, cu
valoarea uzuală de 80%.
În timpul procesului de lucru al transportorului-compactor se impune ca materialul să
fie deshidratat până la o valoare a conţinutului de substanţă uscată de cca. 40% (deci având o
umiditate de 60%). Având în vedere că în timpul procesului de deshidratare, cantitatea de
substanţă uscată se păstrează, se poate scrie expresia debitului masic Qmdc [kg/s] de material
deshidratat şi compactat [8]:
97
ssurmdc mw
Q
2100
100
2105,5022,060100
100
mdcQ kg/s
în care: w2 [%] – umiditatea reţinerilor în stare deshidratată şi compactată, cu valoarea uzuală
de 60%.
Debitul volumic Qvdc [m3/s] de material deshidratat şi compactat se determină cu
relaţia [8]:
apă
ssurmdc
sur
ssurvdc
mQmQ
5105222,41000
022,0055,0
1800
022,0
vdcQ m3/s
în care: sur – densitatea reţinerilor în stare uscată care are o valoare de 1600 2000 kg/m3 [5];
apă – densitatea apei care are valoare de 1000 kg/m3.
Debitele volumic Qvdc [m3/s] şi masic Qmdc [kg/s] de materiale compactate cu umiditate
de 60% se constituie ca debite de evacuare ale transportorului-compactor, deci sunt mărimi de
ieşire din procesul de lucru al acestuia.
Coeficientul de variaţie a volumului în timpul procesului de compactare se calculează
cu relaţia [8]:
vdc
av
Q
Q lim
1975,3105222,4
1046,145
5
98
Debitele volumic Qv apă [m3/s] şi masic Qm apă [kg/s] de apă obţinută prin compactare-
deshidratare se poate calcula cu relaţiile [8]:
vdcavapăv QQQ lim555 1093.910522,41046,14 apăvQ m3/s
mdcamapăm QQQ lim 06,005,011,0 apămQ m/s
5.4.2. Parametrii dimensionali, cinematici, dinamici şi energetici ai transportorului-
compactor
Diametrul melcului D [mm] (care se consideră practic egal cu diametrul jgheabului)
este un parametru care se impune din punct de vedere constructiv (fig. 5.6), având valori
uzuale între 200 - 400 mm. Se menţionează faptul că diametrele melcului şi jgheabului au
valoare constantă în toate zonele transportorului compactor (de alimentare, transport,
compactare şi evacuare) [8].
D= 250[mm]
Lungimea activă L [mm] a transportorului-compactor (fig. 5.6) este, de asemenea,
un parametru care se impune din punct de vedere constructiv având valori uzuale între 3500
- 6000 mm. Lungimile zonelor caracteristice se aleg astfel: lungimea zonei de alimentare LA
[mm] se impune în corelaţie cu dimensiunile şi poziţia mecanismului de evacuare a
reţinerilor care echipează grătarul sau sita din agregat; lungimea zonei de alimentare şi zonei
de transport considerate împreună LA + LT [mm] reprezintă 60 70% din lungimea totală L
a transportorului-compactor; lungimea zonei de compactare LC [mm] reprezintă 2530%
din lungimea totală a transportorului, iar lungimea zonei de evacuare LE [mm] poate fi
considerată egală cu diametrul D al melcului (din motive de continuitate a secţiunii). La
transportoarele-compactoare cu lungimi mari (peste 4000 mm), melcul poate fi format din 2
tronsoane susţinute într-un lagăr intermediar fixat de partea superioară a jgheabului [8].
L =5000 mm
LA =1500 mm
LA + LT =3250 mm
LC =1500 mm
LE =250mm
99
Unghiul β de înclinare faţă de orizontală a transportorului-compactor (fig. 5.6) se
alege astfel încât să se obţină o lumină minimă la gura de evacuare hg min = 1400 mm, punându-
se condiţia ca valoarea unghiului să nu depăşească 35. [8]
β =34,684°
pC
ZONA D
E
EVACUARE
LTL
Dd
LA
pT
ZONA D
E
ALIMENTARE
ZONA D
E
TRANSPORT
ZONA D
E
COMPACTARE
LC
hg
LE
n
Figura 5.6. Schema de principiu a transportorului-compactor [8]
Pasul spirei melcului pT [mm] din zona de alimentare şi transport (fig 5.6) se obţine
plecându-se de la formula debitului volumic Qve [m3/s] transportat de un transportor elicoidal,
şi anume [8]:
cvAQve 610
în care: A [mm2] - aria secţiunii transversale a jgheabului transportorului elicoidal;
v [m/s] – viteza de avans a materialului;
– coeficient de umplere a secţiunii jgheabului;
c – coeficient care ţine seama de înclinarea transportorului.
100
Aplicată în cazul zonelor de alimentare şi transport ale transportorului-compactor şi
explicitată, relaţia devine [8]:
cnpdDQ oTav )(1031.1 2211lim
în care: Qv alim [m3/s] – debitul volumic de alimentare cu materiale reţinute;
D= 250 [mm] – diametrul jgheabului (melcului);
d= 50 [mm] – diametrul arborelui melcului (se poate considera d/D=0,15...0,25);
pT [mm] – pasul spirei melcului din zona de alimentare şi transport;
n= 4 [rot/min] – turaţia melcului care poate lua valori de 3 20 rot/min în cazul
transportoarelor-compactoare care lucrează în agregat cu grătarele şi sitele uzuale;
o =0.2 – coeficientul de umplere a secţiunii jgheabului în zona de alimentare şi
transport, care pentru reţineri cu umiditate de 80% poate fi 0,1 0,35;
c – coeficientul care ţine seama de înclinarea transportorului cu melc a cărui valoare
poate fi determinată cu următoarea relaţie obţinută prin regresie pe baza datelor experimentale
din lucrarea [8]:
027280093,09909083,0
1c
0,516684,34027280093,09909083,0
1
c
în care - unghiul de înclinare faţă de orizontală a transportorului-compactor.
Din relaţia se poate determina relaţia pasului pT[mm] al transportorului-compactor, în
zonele de alimentare şi transport, astfel [8]:
cndD
Qp
o
av
T
22
lim101063358,7
][415,869 516,02,0350250
1046,141063358,722
510
mmpT
101
Pasul spirei melcului pc [mm] din zona de compactare (fig. 5.6) este variabil, în sensul
diminuării sale pe toată lungimea zonei, de aceea se vor defini în continuare: pasul pC int[mm] al
spirei melcului la intrarea în zona de compactare, pasul pC ieş [mm] al spirei melcului la ieşirea
din zona de compactare şi pasul pC m [mm] mediu al spirei melcului în zona de compactare,
care se determină cu următoarele relaţii [8]:
mmpp TC 869,415int
cndD
Qp
av
ieşC
22
lim101063358,7
][ 27,03516.0077,3350250
1046,141063358,722
510
mmpCies
Pasul pC m [mm] mediu al spirei melcului în zona de compactare depinde de modul de
variaţie a pasului spirei melcului în lungul zonei de compactare. Dacă se consideră că variaţia
spirei melcului este liniară, atunci pasul pC ml [mm] mediu al spirei melcului în zona de
compactare se determină cu relaţia [8]:
2int ieşCC
Cml
ppp
][ 221,4492
03,27869,415mmpCml
În zona de compactare definită prin lungimea LC [mm], materialul este aglomerat din
cauza micşorării continue a pasului melcului, dar începe să fie efectiv presat şi deshidratat de-
abia din momentul în care spaţiul din interiorul jgheabului se umple complet cu material [8].
Poziţia secţiunii în care materialul a umplut complet jgheabul faţă de intrarea în zona de
compactare este definită prin distanţa LC1 [mm], parametru care caracterizează de altfel şi
lungimea zonei în care materialul este aglomerat fără a fi însă presat şi deshidratat [8].
În cazul în care se consideră o variaţie liniară a pasului melcului pe lungimea zonei de
compactare, pentru determinarea valorii lungimii LC1 [mm] şi a valorii pasului melcului ppres
[mm] în zona în care jgheabul s-a umplut complet, se utilizează modelul din figura 5.7 în care
sunt reprezentate epurele de variaţieale pasului melcului şi coeficientului de variaţie a secţiunii
în zona de compactare a materialului [8].
102
pC ies
p = ppres
LC1
LC
pT
Figura 5.7. Epurele de variaţie ale pasului şi coeficientului de umplere a secţiunii jgheabului în
zona de compactare a transportorului-compactor [8]
În model se consideră cunoscute valorile pasului melcului şi coeficientului de umplere a
secţiunii la intrarea şi ieşirea din zona de compactare, precum şi faptul că în secţiunea de
umplere completă a jgheabului, definită prin lungimea LC1, coeficientul de umplere a secţiunii
capătă valoarea 1.
Pe baza epurei din figura 5.7 şi utilizând teoremele triunghiurilor asemenea se pot scrie
relaţiile [8]:
C
C
ieşCT
presT
L
L
pp
pp1
C
C
C
CC
o L
L
L
LL 11 11
Prelucrând, rezultă relaţiile lungimii LC1 [mm] şi a pasului ppres [mm] şi anume [8]:
o
oCC LL
1
1
][ 417,1012,0077,3
2,0115001 mmLC
ieşCTo
oTpres pppp
1
][ 307,74527,03869,4152,0077,3
2,01415,869 mmppres
103
Pasul mediu pC1 ml [mm] pe lungimea LC1, în cazul în care variaţia pasului în zona de
compactare este liniară, se determină cu relaţia [8]:
21
presT
mlC
ppp
][ 807,3612
745,307869,4151 mmp mlC
Viteza de avans a materialului în zonele de alimentare şi transport vT [m/s] se
determină cu relaţia [8]:
60000
npv T
T
]/[ 0,020760000
3869,415smvT
Viteza de avans a materialului în zona de compactare vc [m/s] este variabilă, valorile
caracteristice ale acestui parametru fiind: viteza vC int [m/s] de intrare a materialului în zona de
compactare, viteza vC ieş [m/s] de ieşire a materialului în zona de compactare, viteza vCm [m/s]
medie a materialului în zona de compactare, care se calculează cu următoarele relaţii [8]:
]/[ 0207,060000
intint smv
npv T
CC
60000
npv
ieşC
ieşC
]/[ 0,001360000
327,03smv ieşC
60000
npv Cml
Cml
]/[ 0,01160000
3221,449smvCml
Viteza vC1 ml [m/s] medie de avans a materialului în zona definită de lungimea LC1 se
determină cu relaţia [8]:
600001
npv
pres
mlC
]/[ 0,015
60000
3307,7451 smv mlC
104
În relaţii diferitele valori ale pasului melcului sunt exprimate în [mm], iar valorile
turaţiei melcului în [rot/min].
Timpul în care materialul parcurge zona de alimentare şi transport tAT [s] se determină
cu relaţia [8]:
T
TAAT v
LLt
1000
][ 004,1570207,01000
3250st AT
Timpul tCl [s] în care materialul parcurge zona de compactare, în cazul în care variaţia
pasului melcului este liniară, se determină cu relaţia [8]:
Cml
CCl v
Lt
1000
][ 363,1360,0111000
1500stCl
Timpul tC1l [s] în care materialul parcurge zona definită de lungimea LC1 , în cazul în
care variaţia pasului melcului este liniară, se determină cu relaţia [8]:
mlC
ClC v
Lt
1
11 1000
][ 27,8060,0151000
417,1011 st lC
În relaţii lungimile zonelor sunt exprimate în [mm], iar vitezele de avans ale
materialului în [m/s].
Masa mTAT [kg] maximă de material transportată în zonele de alimentare şi transport
ale transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:
ATamTAT tQm lim
][ 12,56157,0040,11 kgmTAT
105
Masa mTC1 [kg] maximă de material transportată în zona compactare definită de
lungimea LC1, în cazul în care variaţia pasului melcului este liniară, se determină cu relaţia [8]:
lCamTC tQm 1lim1
][ 2,224806,2711,01 kgmTC
Greutatea GTAT [N] maximă a materialului transportat în zonele de alimentare şi
transport ale transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:
gmG TATTAT
][ 123,13681,956,12 NGTAT
Greutatea GTC1 [N] maximă a materialului transportat în zona de compactare
definită de LC1, în cazul în care variaţia pasului melcului este liniară, se determină cu relaţia
[8]:
gmG TCTC 11
][ 21,81781,9224,21 NGTC
Forţa FTAT [N] rezistentă la transportul materialului în zonele de alimentare şi
transport ale transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:
00 sincos TATTATATTAT GGwF
][ 952,221)689,34sin(136,123)689,34cos(136,1235,1 NFTAT
în care: wAT =1,5 – coeficient de rezistenţă la înaintare a materialului prin zonele de
alimentare şi transport ale transportorului-compactor, care ţine seama de frecarea
materialului cu pereţii jgheabului şi suprafaţa melcului, frecarea internă a materialului în
urma deformării masei de material în timpul transportului şi a îndesării materialului în
dreptul lagărelor intermediare; în cazul impurităţilor grosiere, cu umiditate 80%, prelucrate
de către transportorul-compactor, coeficientul wAT de rezistenţă la înaintare poate lua valori
între 1,2 – 2.
5672,00 [rad]- unghiul de referinta al inclinarii axei transportorului fata de orizontală.
106
Forţa FTC1 [N] de rezistenţă la transportul materialului de către transportorului-
compactor se determină cu relaţia [8]:
sincos 1111 TCTCCTC GGwF
][ 294,48)689,34sin(817,21)689,34cos(817,2121 NFTC
în care: wC1 = 2– coeficient de rezistenţă la înaintare a materialului prin zona de compactare
a transportorului-compactor, caracterizată de lungimea LC1, care ţine seama de aceeaşi
factori ca şi în cazul transportului materialului în zonele de alimentare şi transport şi, în plus,
de rezistenţa materialului la îndesare din cauza micşorării pasului melcului în zona de
compactare, în cazul impurităţilor grosiere cu umiditate 80%, prelucrate de transportorul-
compactor, coeficientul wC1 de rezistenţă la înaintare poate lua valori între 1,8 – 2,5.
Puterea PT [W] necesară transportării materialului de către transportorul-compactor
se determină cu relaţia [8]:
mlCTCTTATT vFvFP 11
][ 318,5015,0294,480207,0952,221 WPT
Masa mmelc [kg] a melcului transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:
sparbmelc mmm
][ 183,39708,11475,27 kgmmelc
în care: marb [kg] – masa arborelui melcului;
msp [kg] – masa spirei melcului.
Masa marb [kg] a arborelui melcului se poate determina cu următoarea relaţie [8]:
maarbarb Vm
][ 27,47578500035,0 kgmarb
107
în care: Varb [m3] – volumul arborelui melcului care se poate aprecia în funcţie de profilul
din care este confecţionat acesta, şi anume:
Dacă arborele este confecţionat din ţeavă din oţel:
LsdsV ţeavăţeavăarb 1014,3 9
][ 0,0035500055051014,3 39 mVarb
în care: sţeavă = 5 [mm] – grosimea ţevii;
ρma [kg/m3] – densitatea materialului din care este confecţionat arborele; în mod
uzual se foloseşte oţel care are densitatea de 7850 kg/m3.
Masa msp [kg] a spirei melcului se poate determina cu relaţia [8]:
varspctspsp mmm
][ 11,708254,6454,5 kgmsp
în care: msp ct [kg] – masa spirei melcului în zona în care pasul spirei este constant;
msp var [kg] – masa spirei melcului în zona în care pasul spirei este variabil.
Masa msp ct [kg] a spirei melcului în zona în care pasul acesteia este constant se
determină cu relaţia [8]:
T
TAspirămsctsp
p
darctg
LLsdD
m
cos
1
210 9
][ 454,5
415,869
50cos
132502
2
50250785010 9 kg
arctg
m ctsp
108
în care: ρms [kg/m3] – densitatea materialului din care este confecţionată spira melcului; în
mod uzual se foloseşte tablă din oţel care are densitatea de 7850 kg/m3;
sspiră = 2 [mm] – grosimea spirei melcului care are valori uzuale de 1,5 – 3 mm.
L
LA + LT
= =
1
Lcm
msp ct
=
marb
LC
2LC/3
mmelc = marb + msp ct + msp var
msp var
=
2
Figura. 5.8. Determinarea poziţiei centrului de masă al melcului
transportorului-compactor [8]
Masa msp var [kg] a spirei melcului în zona în care pasul acesteia este variabil
depinde de modul de variaţie a pasului spirei melcului în zona de compactare a
transportorului-compactor.
Dacă se consideră că pasul spirei melcului variază liniar pe lungimea zonei de
compactare a transportorului-compactor, atunci masa spirei melcului în această zonă se poate
aprecia cu relaţia [8]:
Cml
Cspirămssp
p
darctg
LsdD
m
cos
1
210 9
var
][ 254,6
221,449
50cos
132502
2
50250785010 9
var kg
arctg
msp
109
Distanţa Lcm [mm] a centrului de masă al melcului transportorului-compactorfaţă de
capătul anterior 1al acestuia se poate determina pe baza schemei din figura 5.8 ţinându-se
seama de următoarele consideraţii:
- centrul de masă al arborelui cu masa marb se găseşte la L/2 faţă de capătul 1 al melcului;
- centrul de masă al spirei melcului, în zona în care pasul acestuia este constant cu masa msp ct,
se găseşte la (LA + LT)/2 faţă de capătul 1 al melcului;
- centrul de masă al spirei melcului în zona în care pasul acestuia este variabil cu masa msp var,
în cazul variaţia spirei melcului este liniară, se găseşte la LA+LT+2LC/3 faţă de capătul 1 al
arborelui.
- conform relaţiilor masa totală a melcului transportorului-compactor este [8]:
mmelc = marb + msp ct + msp var
Distanţa Lcm [mm] se poate calcula cu relaţia [8]:
var
var 3
2
22
spctsparb
CTAsp
TActsparb
cm mmm
LLLm
LLmLm
L
][ 2657,523254,6454,5475,27
3
150023250254,6
2
3250454,5
2
500027,475
mmLcm
Greutatea Gmelc [N] a melcului transportorului-compactor se determină cu relaţia [8]:
gmG melcmelc
][ 385,38481,9183,39 NGmelc
110
Reacţiunile din lagărele melcului transportorului-compactor se determină în cazul
particular în care se consideră că acesta este sprijinit pe două
lagăre care se găsesc în capetele 1 şi 2 (modelul dinamic din figura 5.9.)
L
Lcm
Gmelcsin
Gmelccos
Gmelc
R2n
R1nR1a
2
1
Figura 5.9. Determinarea reacţiunilor din lagărele melcului [8]
transportorului-compactor
Reacţiunile R1n, R1a şi R2n [N] se determină cu relaţiile [8]:
L
GLLR melccm
n
cos)(1
][ 516,1365000
)689,34cos(354,385)2657,5235000(1 NR n
sin1 melca GR
][ 201,688)689,34sin(385,3541 NR a
L
GLR melccm
n
cos2
][ 988,1675000
)689,34cos(385,384523,26572 NR n
111
Momentul Mf1 [Nm] de frecare din lagărul 1 se determină cu relaţia [8]:
)(10 11113
1 axrulaaxrulradrulnradrulf rRrRM
][ 0,287)42,5688,20102,042,5136,51602,0(10 31 NmM f
în care: μrul rad =0,02– coeficient de rezistenţă la rulare între corpurile de rulare şi căile de rulare
ale lagărului 1, pe direcţie radială, care poate lua următoarele valori: 0,08 pentru lagăre de
alunecare; 0,015 pentru lagăre cu rulmenţi cu bile sau cu role; 0,020 pentru lagăre cu rulmenţi
radiali-axiali;
R1n [N] – reacţiunea normală din lagărul 1;
r1 rul rad = 42,5[mm] – raza medie de rulare a lagărului 1, pe direcţie radială;
μrul ax – coeficient de rezistenţă la rulare, pe direcţie axială ale cărui valori pot fi
considerate similare cu cele de la coeficientul de rezistenţă la rulare pe direcţie radială;
R1a [N] – reacţiunea axială in lagărul 1;
r1 rul ax = 42,5[mm]– raza medie de rulare a lagărului 1, pe direcţie axială.
Momentul Mf2 [Nm] de frecare din lagărul 2 se determină cu relaţia [8]:
radrulnradrulf rRM 223
2 10
][ 0,1425,42988,16702,010 32 NmM f
în care: R2n [N] – reacţiunea normală din lagărul 2;
r2 rul rad = 42,5[mm] – raza medie de rulare a lagărului 2, pe direcţie axială.
Puterea PL [W] necesară învingerii frecărilor din lagărele melcului transportorului-
compactor se determină cu relaţia [8]:
3021
nMMP ffL
112
][ 0,13430
3142,0287,0 WPL
în care: n [rot/min] – turaţia melcului.
Puterea PD [W] necesară deshidratării şi compactării materialului prelucrat de
transportorul-compactor este un parametru care se determină prin regresie în funcţie de
diametrul D [mm] al melcului, pe baza datelor de la mai multe tipodimensiuni de transportoare-
compactoare existente în practică, deoarece până în prezent nu a fost întâlnit un model teoretic
în literatura de specialitate consultată [8]:
DPD 610966144,50024558858,0
1
][ 968,103625010966144,50024558858,0
16
WPD
Puterea Ptc [W] necesară acţionării transportorului-compactor se determină cu relaţia
[8]:
DLTtc PPPP
][ 1042,42968,1036134,0318,5 WPtc
113
Concluzii
Apa este un factor important în echilibrele ecologice, iar poluarea acesteia este o
problemă actuală cu consecin�e mai mult sau mai puţin grave asupra populaţiei.
Epurarea apelor uzate are ca obiectiv principal îndepărtarea substanţelor în
suspensie, a substanţelor toxice, microorganismelor, în scopul protecţiei mediului. Epurarea
apelor uzate se realizează în staţii de epurare. Acestea reprezintă ansamblul de construcţii şi
instalaţii, în care apele sunt supuse proceselor tehnologice de epurare, prin care calitatea lor
se modifică, astfel încât să îndeplinească condiţiile prescrise de primire în emisar şi de
îndepărtare a substanţelor reţinute de aceste ape.
O staţie de epurare a apelor poate funcţiona cu una, două sau trei trepte după
provenienţa şi caracteristicile apelor uzate. În lucrarea de fa�ă s-a prezentat o sta�ie de
epurare pentru o localitate cu 50 000 locuitori, în care se dezvoltă diverse industrii. Sta�ia
are două trepte de epurare: mecanică (grătar cilindric fix, sta�ie automată de pompare,
instala�ie compactă de pretratare, decantor primar) �i biologică (bazin de aerare, decantor
secundar, sta�ie de pompare).
În vederea alegerii tipului de transportor, s-au analizat transportoarele cu banda, cu
raclete �i elicoidale, iar ca solu�ie constructivă s-a ales transportorul elicoidal (compactor).
Acesta transportă �i deshidratează materialele re�inute pe grătarul cilindric. Pentru
transportorul discutat s-au efectuat calcule de dimensionare, un desen de ansamblu �i două
desene de execu�ie.
114
Bibliografie
1. Catană Dorin, „Echipamente pentru epurarea apelor”, Edit.Transilvania, 2007
2. Chirilă Elisabeta, „Protec�ia mediului”, Constan�a, 2000
3. Neagoe Gh., ”Depoluarea solurilor �i a apelor subterane”, Edit. Casa Căr�ii de
Stiin�ă, Cluj Napoca , 1997
4. Robesen D. s. a. - Tehnologii, instalatii si echipamente pentru epurarea apei. Ed.Tehnica, Bucuresti, 2000
5. Robescu Dan Robescu Diana - Instalaţii şi ehipamente pentruepurarea apei, Curs Lito, U.P.B., 1995.
6. Executarea şi exploatarea sistemelor de alimentări cu apă şi canalizare a localităţilor – Normativ
7. Victor-Viorel Safta, Magdalena, Laura Toma - Elemente de proiectare a echipamentelor şi instalaţiilor din treapta mecanică a staţiilor de epurare a apelor uzate, Editura Printech, Bucureşti, 2003
8. www.petal.ro9. David Kadislau, Voicu Gheorghe, Rohan Rene, Lisovschi Anca - Sisteme de
transport în agricultură, Îndrumar de proiect, Bucureşti 199210. http://www.om.ugal.ro/om/ro/personal/hm/desc/proiect/ert/transportor.pdf11. Carte de prezentare transport cu raclete12. www. gerom.ro13. www.islaz.ro14. www.tornum.com15. Panaitescu Mariana - Tehnici de epurare ape uzate, Îndrumar de proiectare statie de
epurare, editura Nautica 201116. www.gerom.ro/ro/produse_ro17. Statie de tratare a apelor uzate menajere de tip ADIPUR 6500 ELS -
www.scribd.com