1 Prezentare solutie tehnica

Memoriu tehnic

Levigatul se formează în mare parte prin infiltrarea apeiîn masa de deseuri si prin procesul natural de descompunere asubstantelor organice din deseuri, asa numita percolare adeseurilor. Acesta se colectează printr-un sistem de drenare sieste transmis către statia de tratare a levigatului din incintadepozitului. Statia de tratare preia levigatul din sistemul dedrenare, apa uzată din grupurile sanitare si apa din sistemulde drenare a apei de suprafată.

Realizarea statiei de tratare a levigatului are ca scopprotejarea mediului împotriva contaminării cu compusii dinlevigat. Se respectă astfel prevederile Directivei Europene privinddepozitele de deseuri si ale Directivei Cadru a Uniunii Europene privindapa. Conform acestor acte legislative, numai apa rezultată dintratarea levigatului poate fi evacuată dintr-un depozitecologic de deseuri, iar apa rezultata in urma tratariilevigatului cu Statia de Tratare va indeplini normele impuse deNTPA-001 pentru deversare in receptori naturali.

Modulele cu placă sau disc sunt deultimă generaţie şi sunt utilizateîn multe aplicaţii pentru osmozăInversă şi sisteme denanofiltrare. Intenţia principalăa producatorului în dezvoltareaModulului cu Disc Circular (ModulCD) este acea de a obţine o viteză

1

Concentrat Permeat Levigat

STATII DE EPURARE PRINOSMOZA INVERSA

constantă in întregul modul cuajutorul unei pierderi extrem de redusede presiune. În modulul CD a fost realizat un„flux circular” lateral dealimentare.

Ideea principală a acestui flux circular a fost aceea dea atinge o stare de flux definită şi stabilă in fiecare punctal suprafeţei membranei, direcţionând fluxul de alimentareprintr-o stivă de discuri care au între ele perne membranare(Fig. 1) .

Forma CD a modulului (la care s-a ajuns) prezintăurmătoarele avantaje:

Evitarea întoarcerilor inverse fixe frecvente de 180° (încazul modulelor convenţionale cu disc, 2 întoarceri penivel placă)

Flux definit în întreaga stivă de membrane

Viteză definită fără segmente de accelerare sauîncetinire.

Evitarea secţiunilor cu viteză redusă,

Pierderi de presiune la viteze mari diminuate (la toatecomponentele)!

Realizarea tehnică a acestui tip de flux poate fiobţinută prin combinarea discurilor şi a membranelor, care afost patentată de către compania MFT (DE19536560; CEBrevet 96931010. 1-1213; SUA Brevet 5, 925, 247).

2

Fig.1 Circulatia fluidului în Modulul

Fig. 2 Prezentare discuri şi modalitate principală de stivuire atampoanelor membrană între discuri.

Mediul ce urmează a fi separat traversează pernamembranară pe ambele părţi în tăietura dintre suprafaţamembranei şi placa de suport (disc purtător). Devierealichidului fluxului dintr-un nivel la altul are loc pe orampă netedă cu un unghi de înclinaţie de 35°. Prin ghidarealichidului viteza rămâne neschimbată.

Rampa plăcuţelor de suport se potriveşte astfel încâtfluxul este direcţionat fără obstacol de la un disc la altul.Substanţa de impregnare trece de membrană în tamponulmembrană şi este condusă înspre mijlocul modulului.

Fig. 3 Placă CD şi stivuire tampoane membrană

Modulele cu disc, prin construcţia optimizată ca module

3

CD, combină avantajul tehnicii cu canal deschis cu densitatearidicată de împachetare a membranei.

Nivelul de energie necesară este foarte scăzut din cauzavolumului optimizat şi a volumului scăzut de alimentare. Încomparaţie cu celelalte module cu disc, modulele CD evităîntoarcerile ascuţite de 180°, prezintă o viteză continuă afluxului, nu îşi schimbă diametrul canalului şi, prin urmare,prezintă o pierdere extrem de redusă a presiunii prin modul.

Figurile 5 şi 6 compară diferitele tipuri de flux alediferitelor module cu disc:

4

Fig. 4 Structura unui disc-tub cu sandwich de membrane Fig. 5 Flux din

raza viteza decurgere

inclinatie

cursa interna 33mm 0, 80m/s 106%

cursamediana

73mm 0, 79m/s 105%

cursa externa 112mm 0, 67m/s 89%

Fig. 6 Forme flux în diferite tipuri de plăcuţe de disc (purtătoare disc)

În timpul cercetării şi dezvoltării diferitelor modele demodule cu disc, Universitatea Tehnică din Köln a măsuraturmătoarea distribuţie a vitezei în canalul fluxului aldiscului CD laV=1. 200l/h, V=0, 75m/s.

Tabelul 1 Valori inregistrate la analiza de flux

Fig. 7Analiza de flux

Variaţia vitezei la fiecare cursă circulară este redusă

5

(ca. +/-10%)

O altă calitate specială a fluxului circular o

reprezintă fluxul secundar dintr-un inel al tubului (Fig. 8).

Fig. 8 Fluxul secundar

Se obţine o mai bună transportare a materialului cătresuprafaţa membranei, ceea ce duce la o reducere a stratuluilimită (polarizare concentrat). Existenţa acestui fluxsecundar în fluxul modulului CD a fost demonstrată în timpultestării.

6

Avantajele modulelor CD

7

Consum energetic redusConsumul de energie este redus datorita volumului scazut de alimentare la viteze foarte mari de

alimentare si a pierderii reduse de presiune in modul

SigurantaConstructia simpla si clar

structurata a echipamentelor si utilizarea pieselor

standardizate permite un service usor si ofera o

disponibilitate ridicata la functionare

Domeniu larg de aplicabilitate

Datorită pierderii reduse de presiune şi

caracteristicilor excelente ale fluxului, modulul CD poate fi folosit în osmoza inversă şi în aplicaţiile

de nanofiltrare

Comportament bun la curatare

Datorită tehnicii cu canal deschis, există o

hidraulică optimizată de curăţare, astfel încât precipitaţiile de pe

suprafaţa membranei pot fi îndepărtate cu uşurinţă şi

limpezite cu ajutorul lichidelor de curăţare

Viata lunga a membranelor

Efortul mecanic redus chiar sub presiune ridicată şi forţele controlate de

forfecare a filtrării cu flux încrucişat reduc învelişul membranelor

făcându-le rezistente la poluare

Nu se folosesc chimicale

Tehnica membranei realizeaza intr-o maniera

exemplara reducerea chimicalelor din tratarea

apei

Randament ridicatNumai tehnica cu modul disc

si filtrarea in flux incrucisat optimizat permit

un nivel ridicat al recuperarii permeatului din toate materialele membranei

Plan modular, operare simpla

Planul modular face ca unitatea sa poata fi

redimensionata oricand, la nevoie

Schite, diagrame

Fig. 9 Diagrama de flux a statiei de epurare a levigatului prin osmozainversa

Procedeu adoptat

Atunci când deşeurile municipale sunt depozitate în gropiconforme, impactul asupra mediului trebuie limitat la minimum.În ideea aceasta, o atenţie deosebita este acordata tratăriilevigatului, care rezulta in urma percolarii deseurilor. De obicei levigatul are un conţinut ridicat de:

8

- substanţe organice;- compuşi de azot, cum ar fi NH4-N;- metale grele, acizi halogenaţi.

De mai bine de două decenii, tehnica pe bază de osmozăinversă a jucat un rol important în tratarea levigatului de ladepozitele de deşeuri ecologice. Prin acest procedeu toţicontaminanţii din levigat sunt îndepărtaţi. Ca regulă,concentraţia poluanţilor este redusă sub valorile standardelor pentru apapotabilă. Folosirea sistemelor pe bază de osmoză inversă pentrutratarea levigatului prezintă avantaje majore faţă de altetehnologii (operare aproape complet automatizată, evitareaconsumului de chimicale, spatiu necesar mult mai mic decat incazul sistemelor SBR, costuri de operare mai mici, etc.) .

In cadrul proceselor de separare, pe langa proceseleclasice de separare (distilarea, rectificarea, extractia,schimbul ionic, filtrarea, centrifugarea, sedimentarea), auaparut o serie de alte procese, cunoscute ca procese demembrana.

Procesele de membrană au cunoscut, incepand cu anii '70, odezvoltare spectaculoasa, utilizandu-se la nivel industrial indomenii cumar fi: tratarea apelor reziduale, tehnologiile medicale,industria chimică. Evolutia rapida si diversa a acestortehnologii a fost posibila datorita punerii la punct atehnicilor experimentale de preparare si caracterizare amembranelor.

Un sistem complex format dintr-un solvent in care segasesc dizolvate specii chimice ionice, molecule simacromolecule, agregate moleculare si particule, poate fiseparat in componente prin procese membranare. Datorita gameilargi de utilizari a acestora se evidentiaza cinci importante

9

procese membranare (microfiltrarea, ultrafiltrarea, osmozainversa, dializa si electrodializa) care acopera intreguldomeniu de marimi de particule de separat, egaland inversatilitate sedimentarea in camp centrifugal. Proceselemembranare permit si separarea unor specii chimice dizolvate,deci fracţionarea unor sisteme omogene, asemanandu-se dinacest punct de vedere cu extracţia, distilarea sau schimbulionic.

Dupa cum se observa din tabelul 1, microfiltrarea,ultrafiltrarea, nanofiltrarea şi osmoza inversa au ca forţamotrice diferenta de presiune, acestea numindu-se procese debaromembrana. Procesele de baromembrana ocupa primul loc ingama aplicatiilor industriale. Aceste procese sunt de obiceiincadrate in categoria tehnicilor de filtrare inaintata.Astfel, osmoza inversa este similara unei deshidratari prinhiperfiltrare, ultrafiltrarea seamana cu tehnicile deconcentrare, purificare si fractionare a macromoleculelor saudispersiilor coloidale, iar microfiltrarea este consacrată insepararea suspensiilor. Practic fiecare proces membranar sepoate constitui intr-o alternativa viabila pentru alte procesede separare.

Tabelul 2 Caracteristici ale filtrelor cu membrane

Microfiltrare

Ultrafiltrare Nanofiltrare

Hiperfiltrare (Osmozainversa)

10

Tip membranaSimetrica

microporoasa(0, 1-10 mm)

Asimetricamicroporoasa

(0, 01-0, 1 mm)

Asimetrica custrat activ

Asimetrica custrat activ

Forta motricePresiune

hidrostatica(0, 1-1bar)

Presiunehidrostatica(0, 5-5bar)

Presiune (10-30-60 bar)

Presiune (20-200 bar)

Mecanism deseparare

Curgerecapilara siadsorbtie

Curgerecapilara

Curgerecapilara sisolubilizare-

difuziune

Solubilizare-difuziune

Retineresuspensii DA DA DA DA

Retinerebacterii DA DA DA DA

Retinerevirusuri NU DA DA DA

Fractionareamestecuriorganice

NU NU DA DA

Retinere ionimultivalenti NU NU DA DA

Retinere ionidivalenti NU NU DA DA

Retinere ionimonovalenti NU NU PARTIAL DA

Separaresaruri dinsolutii

NU NU NU DA

Separaremicrosolvitidin solutii

NU NU NU DA

Solutia tehnica exemplificata consta intr-o statiemodulara de osmoza inversa in 3 trepte, cu ocapacitate totala de 170 mc/zi.

11

Fig. 10 Statie-container cu module de osmoza inversa

Fig. 11 Interiorul unui container cu instalatia de osmoza inversa

12

Fluxul tehnologicStaţia este construita în funcţie de cerinţele clientului.

Datorita construcţiei modulare volumul tratat poate fi crescut.Daca se cere aceasta staţie poate fi dotata cu o a doua treaptade permeat (in cazul în care concentraţiile poluanţilorlevigatului sunt mai mari decât cei puşi la dispoziţie pentruaceasta oferta) sau cu o treapta suplimentara de concentrat(pentru a creste producţia de permeat şi pentru a reducecantitatea de concentrat) .

1: Pre-filtrarea levigatuluiPrefiltrarea se face cu ajutorul unui filtru nisip

multistrat spălat în contra-curent urmata de filtrarea cuajutorul unor filtre cartuş. Presiunea necesara pentru a treceprin aceste filtre este asigurata de o pompa centrifugala depresiune. Levigatul sau permeatul pot fi folosite la spălareafiltrului cu nisip. Spălarea filtrului cu nisip este pornitaautomat la căderi de presiune, ori ciclic, la un anumitinterval de timp (ajustabil), spălarea putând fi pornita şimanual.

Filtrele cartuş (filtre fine) sunt instalate după filtrulcu nisip şi asigura protecţia optima a treptei de levigat.Acestea se schimba când are loc o cădere de presiune la nivelullor mai mare de 2 bari. Necesitatea schimbării lor estespecificata şi pe panoul de comanda.

Ca regula, valoarea pH-ului levigatului trebuie sa fieajustata intre 6-6,5 pentru a se evita precipitări necontrolatein sistem.

2: Separarea amoniaculuiSepararea amoniacului se realizeaza prin stripare in modulul

aferent. Levigatul este introdus in stripper prin parteasuperioara, iar prin partea bazala este introdus aer, careextrage amoniacul din levigat. Aerul cu amoniac este evacuat

13

prin partea superioara a turnului de stripare, trece prin baiade acid sulfuric, care retine amoniacul din aer, iar aerul estereutilizat in proces.

3: Treapta de levigat (RO1 sau prima treapta de osmozainversa)

După pre-filtrare si separarea amoniacului, levigatul estepompat în linia de distribuţie, cu ajutorul unei pompe depresiune. La capătul liniei de distribuţie (după blocul demodule) este montata o valva de control a presiunii.

Blocul de module este conectat în serie cu linia dedistribuţie. O pompa centrifugala liniara asigura debitulnecesar în interiorul modulelor. Concentratul ieşit din moduleeste trimis în treapta de concentrat (RO3) pentru reducereavolumului acestuia, iar permeatul este trimis în treapta a doua(RO2) pentru o noua filtrare..

Cantitatea de levigat tratat poate fi adaptata. Daca estenecesar, staţia poate fi operata discontinuu sau poate fioprita pentru o perioada de timp.

4: Treapta de permeat (RO2 sau a doua treapta de osmozainversa)

O treapta de permeat este ceruta atunci cand calitateapermeatului obţinut la treapta de levigat nu îndeplineştecondiţiile de evacuare. Permeatul de la treapta întâi estefiltrat încă odată. Permeatul de la prima treapta estealimentat direct în treapta RO2. O pompa de presiune asiguraalimentarea modulelor. Procesul se desfasoara similar celui dintreapta RO1.

5: Treapta de concentrat (RO3 sau a treia treapta de osmozainversa)

14

Aceasta treapta are rolul reducerii volumului de concentratcare va fi recirculat pe depozitul de deseuri. Apa rezultataeste recirculata in sistemul de epurare.

6: Sistemul de spălare a staţiei. Substanţele organice şi anorganice din apa de alimentare

sunt depuse in timp pe suprafeţele membranelor (descrise ca“depuneri şi cruste”) . Prin curăţarea circuitului acestesedimentări sunt spălate şi îndepărtate. Colmatarea membranelornu poate fi evitata. Membranele pot fi deteriorate de agenţi deoxidare (de exemplu clor liber (Cl2) , ozon (O3) , etc. ) . Înapă acestea sunt în mod normal neutralizate de către altesubstanţe organice. Agenţii de oxidare sunt utilizaţi uneoripentru sistemele de ţevi pentru a evita depunerile şi pentrueliminarea bacteriilor.

Pentru a spăla modulele se folosesc două tipuri de agenţide spălare:

- Cleaner acid - Pentru inlaturarea sedimentelorsi adepunerilor organice;

- Cleaner bazic - Pentru a indeparta depunerile de fier.

Spalarea statiei poate fi programata a se efectua periodic laanumite intervale de timp sau poate fi operata manual, infunctie de necesitati, daca operatorul constata necesitateaacestei operatii.

15

16

2 Organizare

Activitatea 1 – Instalarea statiei de epurare

Descrierea activitatii

Descarcarea containerului si a materialelor constituenteale statiei de epurare

Montarea tuturor modulelor si a celorlalte componente alestatiei de epurare în container

Efectuarea racordurilor

Bransarea sistemului electric la reteaua de distributie aenergiei electrice

Punerea in functiune a statiei

Durata activitatii

Montarea statiei va dura maxim 5 zile, iar punerea infunctiune se va face la doua saptamani dupa montare de catre oechipa de specialisti ai furnizorului.

Resurse umane si materiale necesare activitatii

In afara de specialistii furnizorului sunt necesari doimecanici si un electrician.

Beneficiarul are responsabilitatea:- sa asigure rezervorul sau bazinul de colectare a

levigatului- sa asigure platforma pentru container

17

- sa realizeze împământarea containerului- sa asigure suficient levigat pentru punerea în funcţiune- sa asigure o putere instalata de 200 KW- consumabile pentru punerea în funcţiune (acid, soda,

cleanere, etc. ) - pregătirea traseelor pentru ţevile de alimentare a

staţiei- sa asigure tensiunea electrica de alimentare a staţiei- sa realizeze împământarea staţiei

18

3 Graficul fizic de executie

Toate elementele statiei de epurare a levigatului sunt livrateca atare, nefiind necesare decat lucrari de asamblare,conectare si bransare. Aceste lucrari vor dura maxim 5 zile,dupa cum urmeaza:

Operatiaziua1

ziua2

ziua3

ziua4

ziua5

Descarcarea containeruluiDescarcarea celorlalte componenteEfectuarea instructajului echipei locale          Amplasarea containerului si fixarea acestuiaImpamantarea containeruluiMontarea sasiurilor          Montarea modulelor si a pompelorMontarea filtrelor si a altor subansambleEfectuarea racordurilorInstalarea dozatoarelor de cleanere, acid si soda          Conectarea senzorilor si a sondelor la sistemul central de colectare, prelucrare si stocare a datelorEfectuarea legaturilor electrice de alimentare a subsistemelorRacordarea la reteaua de apaRacordarea la reteaua de energie electrica          

Nota: 5 zile reprezinta perioada maxima de executie, dar nuobligatorie. Lucrarile pot sa dureze mai putin, in functie deritmul de munca si de bunul mers al activitatilor.

19

4 Strategia de operare a statiei de epurare

Pentru exploatarea statiei de epurare este nevoie de un singuroperator pe schimb, acesta necesitand cunostinte mecanice sielectrice (electromecanic) . Operatorii trebuie sa fieinstruiti in ceea ce priveste operarea statiei de catrespecialistii MFT. Prezenta permanenta a operatorului in perimetrul statiei deepurare nu este absolut necesara, aceasta putand fi actionatasi de la distanta. De asemenea, statia poate transmiteoperatorului erorile care apar astfel incat acesta sa fieinstiintat instant de orice functionare defectuoasa. In caz deprobleme majore, statia se opreste automat. Monitorizarea

Instalaţiile de monitorizare vor fi montate în containerdotat cu sisteme de monitorizare SCADA. Supervisory Control And DataAcquisition, adică Monitorizare, Control şi Achiziţii de Date,reprezintă o ramură a automatizarii aflată într-o continuă şirapidă dezvoltare. Cu ajutorul acestei tehnologii se poteconomisi bani, timp şi forţă de muncă. SCADA este, deci, unsistem de colectare şi analiză de date în timp real şi estefolosit pentru monitorizarea şi controlul centralelor sauechipamentelor industriale. Acest sistem se caracterizează prinadunare de informaţii (de exemplu, detecţie de scurgere la oconductă) , transmiterea lor înapoi la serverul central,generarea de alerte referitoare la problemele apărute,executarea procedurilor de analiză şi control necesaresituaţiei respective (de exemplu, determinarea nivelului critica problemei identificate), precum şi afişarea informaţiilorîntr-o formă organizată. Odată ce s-a implementat un sistem

20

SCADA, operaţiile pot fi monitorizate şi controlate, iarsistemul produce informaţii de maximizare a profitului.Deoarece SCADA este centrul declanşării, transmiterii şi adistribuţiei de operaţii, toţi cei care folosesc informaţiilesistemului pot beneficia de o vedere de ansamblu aamplasamentului, instalarea şi funcţionarea sistemului.

Sistemele de monitorizare si control al datelor într-unsistem SCADA sunt realizate de sisteme informatice dedicate. Oastfel de aplicaţie prezintă grafic valorile mărimilorachiziţionate în timp real, iar modificările sunt reflectateautomat şi în interfaţa grafică. Controlul constă înposibilitatea de a da comezi către sistem din interfaţagrafică. Sistemul automatizat isi propune sa gestioneze dinpunct de vedere cantitativ si calitativ toate procesele dincadrul statiei de epurare. Acesta permite o utilizare in modulautomat si/sau in modul manual, in functie de necesitatileutilizatorului. Sistemul de automatizare modularizat estecompus din modulul de management al procesului si modulele deforta necesare actionarii diverselor utilaje.

Unitatea centrala de procesare a datelor reprezintainstrumentul cu ajutorul caruia datele de la senzori sitraductoare sunt preluate, prelucrate si transmise mai departecatre utilizatorul final prin modulul comunicatii. Solutiapropusa dispune de 30 de intrari analogice, gama 0-20 mAsi/sau 0-5V, 30 de intrari digitale si 60 de iesiri digitale,toate in tranzistor sau releu, in functie de solicitarilebeneficiarului. Numarul intrarilor/iesirilor poate varia deasemenea in functie de solicitarile beneficiarului.

Aplicatia software pentru managementul statiilor de epurarereprezinta interfata dintre utilizatorul final si procesultehnologic. Aceasta este tip web enabled, ruleaza prin intranetsi prin internet, putand fi utilizata din orice locatie cuacces la internet. Toate informatiile din proces, scenari delucru, feedback, stari de avarii sunt inregistrate automat in

21

baza de date oferind utilizatorului o imagine clara, corecta siin timp real a intregii statii de epurare.

Documentatia completa a automatului programabil continearhitectura lui, principiile de functionare precum si dateletehnice folosite. Aceasta va fi livrata pe suport de hartie sipe suport media, impreuna cu cele mentionate mai sus.

Spalarea statieiSpalarea statiei poate fi programata a fi efectuata

periodic sau, in caz de nevoie, aceasta poate fi facuta simanual.

Pentru a spăla modulele se folosesc două tipuri de agenţide spălare:

- Cleaner A- Pentru inlaturarea sedimentelor si a depunerilororganice;- Cleaner B- Pentru a indeparta depunerile de fier.

22

5 Coordonarea operarii si monitorizarea Statiei de tratare a levigatului in perioada de notificare a defectelor

Operarea statiei pe perioada de garantie se va face numai decatre personal calificat si care a parcurs toate etapele deinstruire, promovand examenul final. Din statistici, 98% din defectele care pot aparea pot firemediate rapid de personalul de intretinere si exploatare.Defectele care presupun o interventie din partea furnizoruluivor fi anuntate in cel mai scurt timp la una din adresele sautelefoanele de contact oferite in timpul instructajelor. In cazul in care defectul intervenit impiedica desfasurareaproceselor de epurare, statia va vi oprita pana la remediereaacestuia. In acest interval levigatul se acumuleaza in bazinultampon.

23

6 Programul de pregatire a personalului de operare, de mentenanta si administrare aStatiei de epurare a levigatului

Programul de pregatire a personalului de exploatare,mentenanta si administrare a statiei de epurare va fi sustinutde specialisti ai furnizorului si va cuprinde urmatoareleaspecte:

Descrierea sistemului Explicarea configuratiei Detalii legate de diagrama P&I Lucrul cu module CD – montare, demontare, schimbare

membrane Calibrarea pH-ului si a altor parametri Lucrul cu pompe, schimbare elemente de uzura

Instructajul va cuprindeoperareaşi întreţinereasistemuluiînurmătoarele aspecte:

• chimic, pneumatic, mecanic, subsistemeleelectriceşielectroniceşi funcţiile lor;

• proceduri ale sistemului de operare;• caracteristicile sistemului de operare;• limităriale sistemului;

24

• crearea şi modificarea parametrilor prin intermediulsistemului de control central;

• cerinţele de siguranţă;• sistemul de control, lubrifiere, reglare si reparare;• rezolvarea problemelor;• siguranţă în întreţinere.

Toate materialele necesare, documente, personal de instruirecalificat, echipamente de instruire şi similar vor fifurnizate de către antreprenor şi sunt incluse în preţulcontractului.

25