Cursul 8

CCIA II 1
10.10.2 Schemele staţiilor de epurare
10.10.2.1 Schemă de epurare mecano-biologică cu bazine cu nămol activat
Schema va cuprinde următoarele obiecte tehnologice:
- pe linia apei;
- grătare rare;
- grătare dese;
- deznisipatoare;
- debitmetru;
- separatoare de grăsimi;
- decantoare primare;
- deversor;
- bazine cu nămol activat;
- decantoare secundare.
- pe linia nămolului:
- concentrator de nămol;
- staţii de pompare a nămolului SPn1, SPn2;
- construcţii pentru fermentarea nămolului;
- construcţii pentru deshidratarea nămolului.
Nămolul activat din decantorul secundar este trimis prin intermediul staţiei de
pompare a nămolului nr. 2 (SPn2) în amonte de bazinele de aerare ca nămol de recirculare,
iar nămolul în exces este dirijat fie în amontele decantoarelor primare, fie spre
concentratoarele de nămol (variantă).
10.10.2.2 Schemă de epurare mecano-biologică cu filtre biologice
Schema va cuprinde următoarele obiecte tehnologice:
- pe linia apei;
- grătare rare;
- grătare dese;
- deznisipatoare;
- debitmetru;
- separatoare de grăsimi;
- decantoare primare;
- deversor;

- staţie de pompare a apei decantată primar (SPa);
- filtre biologice;
- decantoare secundare;
- staţie de pompare a apei de recirculare – SPar (eventual)
- pe linia nămolului:
- staţii de pompare a nămolului SPn1, SPn2;
- concentrator de nămol;
- construcţii pentru fermentarea nămolului;
- construcţii pentru deshidratarea nămolului.
Nămolul activat din decantorul secundar este pompat amonte de decantoarele primare
(sau, într-o altă variantă, trimis gravitaţional la concentratorul de nămol).
10.10.2.3 Calculul gradului de epurare necesar
Calculul gradului de epurare necesar (sau eficienţa necesară) se determină atât
pentru un singur obiect tehnologic, pentru un grup de obiecte tehnologice cât şi pentru
întreaga staţie de epurare. Gradul de epurare total se calculează cu relaţia:
Ci
− C E
E =
⋅100
(%) , unde:
Ci
Ci – cantitatea de substanţă care intră (influentă) în staţia de epurare (sau într-un
obiect ori grup de obiecte tehnologice);
Ce – cantitatea de substanţă care iese (efluentă) din staţia de epurare (sau dintr-un
obiect ori grup de obiecte tehnologice).
Din punct de vedere al epurării apelor uzate orăşeneşti se determină în mod
obişnuit gradele de epurare privind: suspensiile, CBO5, oxigenul dizolvat, indicatorul pH,
azotul şi fosforul.
La determinarea gradului de epurare necesar privind suspensiile, CBO5 şi oxigenul
dizolvat se ţine seama de capacitatea de auto-epurare a emisarului (râului receptor), de
Legea Apelor nr. 311/2004 şi de prevederile NTPA 001. Valorile limită admisibile ale
principalelor substanţe poluante din apele uzate înainte de evacuarea acestora în emisar
sunt în NTPA 001.
10.10.3 Epurarea mecanică a apelor uzate
Epurarea mecanică a apelor uzate constă în îndepărtarea prin procedee fizice, în
special, a materiilor solide în suspensie separabile prin decantare. Odată cu aceste
substanţe sunt reţinute parţial şi substanţele organice, dar eficienţa treptei mecanice
asupra reducerii acestora este mică (max. 20-30%).
În treapta de epurare mecanică procedeele utilizate au drept scop:
- reţinerea corpurilor şi suspensiilor mari, care se face în grătare, site,
comminutoare;

- reţinerea grăsimilor, realizată în separatoare de grăsimi;
- sedimentarea materialelor solide în suspensie, separabile prin decantare, care
au loc în deznisipatoare, decantoare, fose septice;
- prelucrarea nămolurilor reţinute.
10.10.3.1 Grătare
Sunt amplasate la intrarea apelor uzate în staţia de epurare. Când schema staţiei de
epurare prevede pomparea apelor uzate sosite de la localitate, grătarele vor fi aşezate
amonte de staţia de pompare.
Din punct de vedere al distanţei libere dintre bare (notată cu b), grătarele se pot
clasifica în:
− grătare rare, cu b = 50 – 150 mm;
− grătare dese: curăţire manuală, cu b = 40 – 60 mm;
curăţire mecanică, cu b = 16 – 20 mm.
La staţiile de epurare aferente localităţilor sub 5000 de locuitori se prevăd numai
grătare dese curăţite manual. Pentru localităţi cu mai mult de 5000 locuitori se prevăd
ambele tipuri de grătare.
Curăţirea mecanică a grătarelor dese se prevede atunci când cantităţile de reţineri
depăşesc 0,1 – 0,2 m 3 /zi, respectiv când localitatea deservită de staţia de epurare are mai
mult de 15000 locuitori.
Umiditatea reţinerilor se consideră, în medie, de 80%, iar greutatea specifică de
0,75 – 0,95 tf/m 3 .
Dispozitivele de curăţire mecanică a reţinerilor de pe grătare pot fi automatizate
funcţie de pierderea de sarcină maximă admisă la trecerea apei printre barele grătarului
(max. 20-25 cm). Acest lucru se realizează prin intermediul unor relee de nivel.
Automatizarea poate fi realizată şi prin relee de timp.
Reţinerile sunt evacuate spre a fi îngropate, depozitate, fermentate, compostate cu
gunoaiele menajere, incinerate sau tocate ori fărâmiţate cu ajutorul unor dispozitive
speciale.
Grătarele se amplasează în construcţii închise climatizate şi ventilate
corespunzător pentru a se evita poluarea atmosferică a zonei.
10.10.3.2 Deznisipatoare
Sunt construcţii care reţin particulele minerale grosiere din apele uzate, în special
nisip, cu diametrul granulelor mai mare de 0,20 – 0,25 mm.
Indiferent de tipul deznisipatorului există o serie de prescripţii şi recomandări,
dintre care se menţionează: numărul minim de compartimente: n = 2; dacă este necesar
un singur compartiment (la staţiile de epurare mici) se va prevedea un canal de ocolire.
Mărimea hidraulică pentru reţinerea particulelor de nisip cu diametrul d ≥ 0,2-0,4
mm se va adopta w = 15-45 mm/s; viteza medie de curgere a apei în secţiunea
transversală a deznisipatorului v = 0,1 – 0,3 m/s.
Timpul mediu de trecere al apei prin deznisipator:

T = 30-65 s = L/v = Vol/Qc
În figura 5.3 se indică vederea în plan şi secţiune transversală printr-un
deznisipator.
Cantitatea de nisip ce trebuie evacuată se va considera cn = 8 – 12 m 3
nisip/100000 m 3 apă uzată/zi (debit zilnic maxim).
Nisipul se evacuează din rigolele longitudinale în mod continuu prin intermediul
unor air-lifturi amplasate pe o grindă rulantă cu mişcare longitudinală.
Amestecul de apă şi nisip este trimis într-o rigolă amplasată longitudinal şi
adiacent unuia dintre compartimentele de deznisipare. Rigola are prevăzută în partea
dinspre amonte o zonă cu fund drenant care permite separarea apei de nisip şi
reintroducerea acesteia printr-o conductă în deznisipator.
10.10.3.3 Separatoare de grăsimi
Prevederea separatoarelor de grăsimi în staţiile de epurare a apelor uzate
orăşeneşti este obligatorie în următoarele cazuri:
− când concentraţia grăsimilor din apa uzată exprimată prin substanţele
extractibile în eter de petrol este ≥ 150 mg/dm 3 (se vor avea în vedere şocurile
de încărcare cu grăsimi, previzibile sau accidentale ale influentului staţiei de
epurare);
− când schema tehnologică a staţiei de epurare cuprinde treapta biologică
artificială sau naturală.
Separatoarele de grăsimi trebuie prevăzute cu minim 2 compartimente în
funcţiune. În cazul unor debite de apă uzată sub 50 dm 3 /s, se poate admite un singur
compartiment, cu obligativitatea prevederii unui canal de ocolire.
Separatorul de grăsimi se amplasează între deznisipatoare şi decantoarele primare.
Deznisiparea apelor uzate în amonte de separatoarele de grăsimi este obligatorie.
Principiul fizic de separare al grăsimilor din apele uzate are ca aplicaţii practice
flotaţia artificială.
Flotaţia artificială constă în introducerea în masa de apă uzată a aerului sub formă
de bule fine (sub 1 mm diametru) care aderând la particulele de grăsime formează
împreună cu aceasta ansambluri „bulă-picărură” cu densitatea suficient de redusă pentru a
se ridica singure la suprafaţa apei.
Parametrii tehnologici sunt:
− viteza de ridicare a particulelor de grăsime vr = 8-15 m/h;
− încărcarea superficială us = Q/A ≤ vr, unde A – aria oglinzii apei;
− timpul mediu de trecere t = Vol/Q = L/v ≥ 5-12 min, unde v – viteza de
curgere.
Cantitatea de aer insuflat este în funcţie de debitul de apă care se epurează la un
moment dat, astfel încât pentru obţinerea unei eficienţe ridicate şi constante, este necesară
reglarea debitului de aer insuflat funcţie de mărimea debitului de apă tratat.
Debitul specific de aer ce trebuie insuflat va fi: qaer = 0,5 – 0,6 m 3 aer/m 3 /h de apă
uzată în cazul insuflării aerului prin sisteme flexibile de bule fine.

10.10.3.4 Decantoare primare
Decantoarele primare sunt construcţii descoperite în care se reţin gravimetric
substanţele în suspensie sedimentabile din apele uzate orăşeneşti sau industriale cu
caracteristici similare. Ele sunt amplasate aval de separatoarele de grăsimi.
Substanţele reţinute poartă numele de nămoluri primare. Umiditatea acestor
nămoluri este în marea majoritate a cazurilor 95%.
În aceste nămoluri sunt conţinute şi o parte din substanţele organice din apele
uzate, astfel încât decantoarele primare reţin pe lângă suspensii şi substanţe organice.
Orientativ, eficienţa reţinerii substanţelor în suspensie (es) şi a reducerii
consumului biochimic de oxigen (eCBO5) prin decantare primară:
es = 40 – 60%; eCBO5 = 20 – 25%
Principalii parametri de dimensionare a decantoarelor primare sunt:
− debitul apelor uzate;
− viteza de sedimentare a particulelor (u);
− viteza de curgere a apei prin bazin;
− timpul de decantare (td).
În lipsa unor date experimentale, viteza de sedimentare (u) se va stabili funcţie de
eficienţa dorită în reţinerea suspensiilor (es) şi de concentraţia în suspensii a apelor uzate
(cuz), conform tabelului următor.
Tabelul 10.12 Viteza de sedimentare funcţie de eficienţă şi concentraţia în suspensii
Eficienţa reţinerii suspensiilor în decantor
es [%]
Concentraţia iniţială a suspensiilor (cuz)
[mg/l]
cuz

Sunt bazine cu formă circulară în plan, în care apa este admisă central prin
intermediul unei conducte care debuşează la 20-30 cm sub planul de apă şi este evacuată
printr-o rigolă perimetrală.
Curgerea apei se face orizontal şi radial, de la centru spre periferie. Din conducta
de acces, apa iese pe sub un cilindru central semiscufundat, cu muchia de jos la nivelul
părţii inferioare a peretelui exterior al decantorului sau după unele recomandări ale
literaturii de specialitate la 0,90 – 1,80 m sub planul de apă.
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 prin intermediul a două roţi dotate cu
bandaje de poliuretan pe peretele exterior al bazinului.
Podul raclor este prevăzut cu o serie de montanţi prevăzuţi la partea inferioară cu
lame racloare care curăţă nămolul de pe radier şi îl conduc către conul central care
constituie pâlnia de colectare a nămolului.
Radierul decantorului are o pantă de 6-8% spre centru, iar radierul pâlniei de
nămol o pantă de 2:1.
Diametrul maxim al decantoarelor radiale este cuprins între 16 şi 50 m, iar
adâncimea utilă hu între 1,2 şi 4,0 m.
Viteza periferică a podului raclor variază între 10 şi 60 mm/s, realizând 1-2 rotiri
complete pe oră.
Evacuarea nămolului se poate face continuu în cazul unor cantităţi mari, sau la
intervale cuprinse între 0,5 h şi 6 h, prin conducte cu Dn 200 mm prin care viteza
nămolului să fie minim 1,5 m/s.

elaţii:
Figura 10.10. Secţiuni caracteristice decantor orizontal-radial
Dimensionarea decantoarelor orizontal-radiale se face utilizând următoarele
− Volumul decantorului: Vd = Qc x td [m 3 ];
− Secţiunea orizontală: A0 = Qc/us [m 2 ];
− Adâncimea utilă a spaţiului de decantare: hu = u x td [m].
us şi u conform tabelului 10.12.
Decantoare cu etaj
Sunt utilizate pentru localităţi sub 20000 locuitori sau debite Quz zi max ≤ 100 l/s,
Decantoarele cu etaj constau din construcţii cu forma în plan circulară sau pătrată,
care au rolul atât de decantare a apei cât şi de fermentare a nămolului reţinut.
Decantarea se face în jgheaburi longitudinale cu secţiunea transversală de forma
indicată în figura 10.11. Fermentarea se realizează în zona situată sub jgheaburi de formă
cilindrică şi la partea inferioară tronconică, fermentarea fiind ca tip anaerobă şi criofilă
(la temperatura mediului ambiant).
Dimensiunile recomandate pentru jgheaburi sunt:
b = 1,0 – 2.50 m şi hu = 2,0 m; b = 3,0 m şi hu = 2,30 m

Înclinarea faţă de orizontală a pereţilor jgheabului este α = 50 0 . Pentru elementele
date şi cu notaţiile din figura 10.11a rezultă: h2 = 0,6b [m]; h1 = hu – 0,6b [m]
Figura 10.11.a Jgheaburi longitudinale decantoare
cu etaj
Diametrul unei unităţi de decantare D se consideră între 5,0 şi 12,0 m, în calcule
lungimea jgheabului luându-se egală cu diametrul de mai sus (Lj = D).
Suprafaţa luciului de apă neocupată de jgheaburi (aria liberă A1) trebuie să fie
peste 20% din suprafaţa orizontală totală a unităţii de decantare.
La partea inferioară a jgheaburilor se lasă prin construcţie o fantă de circa 15-20
cm lăţime, pereţii fiind petrecuţi pe o distanţă tot de 15 cm. Nămolul depus în jgheaburi
curge prin această fantă în zona inferioară de colectare şi fermentare.
Admisia şi evacuarea apei în jgheaburi se face peste pereţii frontali prevăzuţi cu
plăcuţe deversoare metalice cu dinţi triunghiulari, reglabile pe verticală.
Adâncimea totală a decantorului rezultă în general peste 6 m, limitându-se însa
din considerente constructive la 8-10 m. Funcţie de natura terenului de fundaţie şi de
prezenţa apei subterane ele pot fi constituite sub formă de cuvă sau cheson, utilizându-se
în ambele cazuri ca material de construcţie betonul armat.
În tabelul 10.13 se indică volumul şi debitul capabil al unei unităţi de decantare
prevăzute cu două jgheaburi având diametrele D cuprinse între 5 şi 12 m (pentru td = 1,5
h).
Tabelul 10.13. Volumul şi debitul capabil al decantoarelor cu etaj
Vj = 2S1L1; Lj = D; q = Vj/td; td = 1,5 h; S = b(h1+0,3b); h1 = hu – 0,6b
b S1
[m] [m2 2S1
] [m2 Volum Diametrul unităţii de decantare D [m]
jgheab
] Debit
capabil
5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 12,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1,00 1,70 3,40
Vj [m3 ]
q1 [l/s]
17,00
3,15
20,40
3,78
23,80
4,41
27,20
5,03
30,60
5,66
34,00
6,30
40,80
7,55
1,50 2,325 4,65
Vj [m3 ]
q1 [l/s]
23,30
4,30
27,90
5,16
32,50
6,00
37,20
6,90
41,80
7,75
46,50
8,62
55,80
10,35
2,00 2,80 5,60
Vj [m3 ]
q1 [l/s]
28,00
5,20
33,60
6,22
39,20
7,25
44,80
8,30
50,40
9,33
56,00
10,40
67,20
12,50
2,50 3,12 6,24
Vj [m3 ]
q1 [l/s]
31,20
5,80
37,50
6,95
43,60
8,07
50,00
9,25
56,10
10,40
62,40
11,50
75,00
13,90
3,00 4,20 8,40
Vj [m3 ]
q1 [l/s]
42,00
7,80
50,40
9,33
58,80
10,90
67,20
12,50
75,50
14,00
84,00
15,50
100,00
18,50

Volumul spaţiului de fermentare se determină cu relaţia:
m ⋅ N
Vf = [m
1000
3 ]
unde:
N – numărul de locuitori; m – capacitatea specifică de fermentare conform
tabelului 10.14.
Tabelul 10.14. Capacitatea specifică de fermentare
Temperatura medie
anuală a aerului [ 0 C]
Capacitatea
specifică
m [1/loc.]
0 1 2
7 75 150
8 65 120
10 50 90
Timpul de
fermentare
Tf [zile]
Capacitatea specifică de fermentare m se majorează în unele cazuri astfel:
− cu 20% când temperatura medie anuală a aerului este sub 7 0 C;
− cu 20-50% când numărul locuitorilor este sub 5000;
− cu 50% când decantorul cu etaj constituie treapta de epurare mecanică dintr-o
staţie de epurare mecano-biologică.

Figura 10.11.b. Secţiuni caracteristice decantoare cu etaj
10.10.4 Epurarea biologică a apelor uzate
Epurarea biologică constituie cea de-a doua treaptă de epurare a apelor uzate; în
prezent realizarea ei a devenit necesară în toate staţiile de epurare.
Epurarea biogică se realizează prin construcţii şi instalaţii de epurare biologică
naturală (iazuri de stabilizare) precum şi prin cele de epurare biologică artificială (filtre
biologice, bazine cu nămol activ).
Înaintea epurării biologice, epurarea mecanică este obligatorie; ea are drept scop
îndepărtarea materiilor solide în suspensie decantabile, deoarece treptei a doua de epurare
îi revine, în principal, îndepărtarea materiilor dizolvate şi coloidale.
Procesul de epurare biologică este un proces complex, pentru dezvoltarea lui
intervenind numeroşi factori. Astfel, în momentul când apa uzată întâlneşte o suprafaţă
adecvată, pe o suprafaţă de separaţie dintre apa uzată şi cea de contact se dezvoltă bacterii
şi alte numeroase microorganisme. Acestea dau naştere imediat la membrane biologice
(la filtrele biologice, câmpuri de irigare) şi la flocoane biologice (la bazinele cu nămol
activ), în care se dezvoltă microorganismele unicelulare sau complexe, constituind aşanumita
biomasă; aceasta transformă materiile solide din apa uzată, ia din materiile solide
energia sau hrana necesară membranei sau flocoanelor pentru întreţinerea şi dezvoltarea
lor, transferă înapoi în apa uzată produsele finale ale descompunerii, de exemplu nitraţii,
sulfaţii, bioxidul de carbon şi în final se transformă în materii solide separabile prin
decantare.
Biomasa trebuie să fie alimentată ritmic şi în cantităţi suficiente pentru ca
organismele să dezvolte o activitate maximă. Activitatea microorganismelor este mai
intensă când au cantităţi mai mari de materii organice. Cea mai mare parte a materiilor

minerale necesare în procesul de transformare este adusă de apele uzate; azotul şi fosforul
sunt în general în cantităţi insuficiente şi de aceea este necesar uneori a se recurge la
completarea – alimentarea – artificială a lor. Cerinţele minime de azot şi fosfor sunt
exprimate prin relaţia CBO/N/P = 150/5/1, în apa uzată şi 90/5/1 pentru nămol.
Una din problemele importante ale epurării biologice o constituie oxidarea azotului
organic sau amoniacului, care uneori poate fi atât de avansată încât efluentul staţiei de
epurare să conţină cantităţi de azotaţi peste limitele normale. Prezenţa acestora poate
stimula vegetaţia din emisari într-o asemenea măsură încât echilibrul oxigenului din
aceştia să fie deranjat, prin fenomenul de eutrofizare, care conduce la reducerea
capacităţii de autoepurare a emisarului.
Epurarea biologică depinde de numeroşi factori, dintre care cei mai importanţi sunt:
temperatura, oxigenul, încărcarea organică şi hidraulică, timpul de traversare a instalaţiei
şi diverse organisme.
10.10.4.1 Iazuri de stabilizare
Iazurile de stabilizare (iazurile biologice) sunt bazine deschise construite în
pământ, de cele mai multe ori în depresiuni naturale. Aici se realizează epurarea apelor
uzate brute, folosind în acest scop numai factori naturali care contribuie la epurare.
Oxigenul necesar procesului aerob de epurare ce are loc în iazuri este luat din apa uzată,
compuşii organici (nitraţi, sulfaţi), atmosferă şi urmare fotosintezei algelor din iaz.
La iazurile cu adâncimi mai mari de 1.0 m intervin şi procesele anaerobe, care
acţionează asupra nămolului de pe fund, producând mirosuri neplăcute în vecinătatea
iazurilor.
Dimensiunea iazurilor depinde de gradul de epurare cerut de la acestea, de
calitatea apei uzate, condiţiile climatice (îndeosebi temperatura şi luminozitatea), de
adâncimea iazului.
În tabelul 5.5 sunt daţi câţiva parametrii de dimensionare a iazurilor. Iazurile cu
adâncimi de 0.6 – 1.2 m sunt cele mai frecvente, deşi există iazuri, care au adâncimi chiar
mai mari de 2.0 m.
Tabelul 10.15 Parametrii de dimensionare a iazurilor de stabilizare.
Adâncimea
iazului
(m)
1.5 – 1.2
1.2 – 0.6
sub 0.6
Încărcarea în locuitori
(loc/ha)
250
1000
2000 - 5000
Încărcarea
organică
(gf CBO5/zi, m 2 )
0.6 – 1.0
5.5
11 (iarna)
25 (vara)
Timp de rămânere a
apei în iaz (luni, zile)
luni
circa 30 zile
2 – 10 zile
Pentru menţinerea condiţiilor aerobe în iaz, aceste sunt prevăzute uneori cu staţii
de pompare prentru recircularea apei, până la 1.5 ori debitul influent; altele sunt dotate cu
aeratoare mecanice cu rotor amplasate pe flotori la suprafaţa apei.
Unele iazuri se compartimentează prin diguri (pe care se poate şi circula).
Taluzurile se perează, iar uneori taluzurile se impermeabilizează.
Se recomandă accesul apei în iaz prin mai multe puncte, pentru a evita formarea
de mai multe zone moarte, respectiv zone anaerobe.

Construcţiile pentru evacuarea apei din iaz trebuie astfel proiectate astfel încât să
poată descărca efluentul la diferite niveluri.
Iazurile biologice se execută de multe ori în serie, apa circulând dintr-un
compartiment în altul; ultimul compartiment, unde apa se epurează într-o proporţie mai
avansată, se populează cu peşti.
10.10.4.2 Filtre biologice
Filtrele biologice reprezintă spaţii închise, umplute cu material filtrant traversat de
apa uzată de sus în jos (figura 10.12).
Figura 10.12 Filtru biologic: 1 – grinzi de susţinere a radierului drenant; 2 – radier
compact; 3 – radier de susţinere a stratului filtrant; 4 – stăvilar; 5 – conductă de preaplin;
6 – peretele filtrului biologic; 7 – rigolă periferică; 8 – orificii pentru ventilaţie; 9 –
material filtrant; 10 – distribuitor rotativ.
Filtrele biologice necesită suprafeţe de construcţie mici, dar au dezavantaj faptul
că necesită diferenţe mari de nivel între intrarea şi ieşirea apei (3 – 4 m), diferenţe care în
majoritatea cazurilor determină executarea unei staţii de pompare pentru alimentarea
acestora.
Astfel forma în plan a filtrelor biologice depinde de tipul distribuitorului de apă
uzată ales: dreptunghiulară pentru distribuitoare dute-vino şi circulară pentru cele
rotative.
Pereţii de susţinere a materialului filtrant sunt executaţi din beton armat, cu
grosimi de 20 – 30 cm; pentru dimensiuni mai mici de filtre se renunţă la pereţi,
materialul aşezându-se la taluzul natural. Pereţii au drept rol şi protejarea materialului
filtrant contra frigului, favorizând tirajul necesar ventilării filtrului. Între cele două
radiere pereţii au o serie de deschideri necesare ventilării.
Stratul şi materialul filtrant este caracterizat prin natura, dimensiunile granulelor
şi înălţimea lui. Se poate folosi ca material filtrant zgura de cazane, cocs, rocă spartă de
natură diferită (se preferă scoria bazaltică), cărămidă, inele Rasching, materiale plastice.

Materialul filtrant trebuie să îndeplinească o serie de condiţii: să reziste la variaţiile de
temperatură şi de compoziţie a apelor uzate; granulele să aibă o suprafaţă cât mai poroasă
şi rugoasă (deci suprafaţă de contact mare); să fie rezistente la acţiunea mecanică a
stratului superior; să fie lipsite de substanţe care ar putea degrada fauna bacteriană; să
aibă o constituţie uniformă; să nu conţină părţi fine şi să nu fie acoperit cu pământ; să nu
fie aşezat prin presare în filtru. Dimensiunea părţilor constitutive ale materialului filtrant
variază într-o gamă nu prea largă; la partea superioară a filtrului se aşează un strat de
repartiţie cu înălţimea de 0.20 m având granule de dimensiuni cuprinse între 20 şi 30 mm;
la mijloc se amplasează un strat de lucru cu dimensiunea de 1.60 m şi dimensiuni ale
granulelor de 30 – 50 mm; stratul de susţinere la partea inferioară are granule de 50 – 70
mm şi înălţime de 0.20 m.
Parametrii biologici pentru filtrele biologice sunt:
- încărcarea hidraulică: 100 – 200 g CBO5/m 3 mat. filtr. zi;
- încărcare hidraulică: 2.5 m 3 apă uzată/ m 3 filtr. zi;
- încărcare locuitori: 5 – 10 loc/m 3 .
10.10.4.3 Bazine cu nămol activat
Epurarea apelor uzate în bazinele cu nămol activat are loc în prezenţa unui
amestec de nămol activ cu apă uzată, agitat în permanenţă şi aerat. Din punctul de vedere
al eficienţei la aerare, bazinele cu nămol activ sunt mult mai flexibile în comparaţie cu
filtrele biologice de asemenea, acestea nu produc în jurul lor miros neplăcut şi nu
constituie un mediu propice pentru dezvoltarea muştelor.
Bazinele de nămol activ nu necesită diferenţe mari de nivel între intrarea şi ieşirea
apelor din ele (în comparaţie cu filtrele biologice), au nevoie însă de puteri importante
pentru furnizarea aerului necesar procesului de epurare.
Construcţiile şi instalaţiile trebuie să corespundă următoarelor funcţiuni esenţiale:
să transfere cât mai bine apelor uzate şi nămolului activ oxigenul necesar procesului de
epurare; să faciliteze circulaţia flocoanelor în apa uzată şi să creeze un contact cât mai
intim între apa uzată şi flocoane; să împiedice sedimentarea flocoanelor.
La aerarea pneumatică, oxigenul necesar procesului este rezultatul transferului ce
se realizează în bazine, ca urmare a insuflării de aer comprimat; de asemenea, o parte din
oxigen este luată din aer pe la suprafaţa apei din bazin.
Bazinele cu aerare pneumatică. Acestea sunt construcţii din beton armat monolit,
în care aerarea, respectiv aportul de oxigen se face prin intermediul aerului comprimat.
Bulele de aer realizate ca urmare a introducerii aerului la nivelul inferior al bazinului
după dimensionarea lor: bule fine, cu diametre de 1.0 – 1.5 mm, obţinute prin difuzarea
aerului comprimat prin intermediul difuzoarelor poroase.

Figura 10.13. Bazine de aerare pneumatică: a, b – cu difuzoare poroase; c –
domuri poroase.
Tabelul 10.16 Parametrii tehnologici la bazinele de nămol activ.
Parametru UM
Epurare cu
stabilizare
a
nămolului
Epurare
cu
nitrificar
e
Epurare pentru
evacuarea în emisar a
unui CBO5
< 20
mg/dm 3
Încărcarea organică a
bazinului Iob
kg CBO5/m3 de bazin
şi zi
0,25 0,5 1,0 2,0
Încărcarea hidraulică
a bazinului Ih
m3 apă uzată/m3 bazin
şi zi
0,83 2,5 5,0 10,8
Concentraţia în
materii solide, în
suspensie, uscate, în
g/m
greutate a
amestecului din bazin
C
3 5,0 3,3 3,3 3,0
% 0,5 0,33 0,33 0,33
Procentul de nămol
de recirculare Pnr
% 100 100 100 100
Oxigen necesar On kg O2/m3 bazin şi zi 0,47 0,79 1,12 1,44
Timpul de aerare Ta ore - 4 2 1
Vârsta nămolului Vn zile 25 9 4 2
10.10.4.4 Decantoare secundare
< 30
mg/dm 3
Decantoarele secundare constituie o componentă importantă a treptei de epurare
biologică; ele au drept scop să reţină nămolul – materiile solide în suspensie separabile
prin decantare (membrană biologică sau flocoanele de nămol activ, evacuate o dată cu

apa uzată din filtrele biologice, respectiv din bazinele de nămol activ). Nămolul din
decantoarele secundare are un conţinut mare de apă, este puternic floculat, este uşor şi
intră repede în descompunere; dacă rămâne un timp mai îndelungat în decantoarele
secundare, bule mici de azot, care se formează prin procesul de reducţie, îl aduc la
suprafaţă şi astfel nu mai poate fi evacuat.
Dacă la filtrele biologice evacuarea nămolului este necesară mai mult sau mai
puţin continuu, la bazinele de nămol activ acestă operaţie trebuie să se facă în mod
obligatoriu continuu, pentru a asigura cantitatea şi calitatea corespunzătoare de nămol în
bazine, de care depinde eficienţa epurării.
Decantoarele secundare aşezate după bazinele de nămol activ, se dimensionează:
- încărcare superficială pentru decantoare secundare 1.5 – 3.0 m/h;
- încărcarea deversorului peste care se evacuează apa uzată decantată
secundar, 200 – 250 m 3 /zi, m;
- la stabilirea volumului de decantare trebuie să se ţină seama de debitul de
calcul, la care se adaugă debitul de nămol de recirculare.
La determinarea suprafeţei orizontale a decantorului, în scopul stabilirii încărcării
superficiale, trebuie să se scadă suprafaţa de sub jgheabul de colectare a apei decantate.
La decantoarele secundare radiale sau longitudinale, se recomandă ca raportul
dintre lungime (sau diametru) şi adâncimea apei la perete să fie de circa 7:1, respectiv
circa 10:1.
10.10.5 Tratarea nămolurilor
Tratarea nămolurilor are ca scop mineralizarea substantelor organice pentru:
- eliminarea acţiunii agresive asupra mediului;
- reducerea volumelor;
- posibilitatea de depozitare şi valorificare.
Tabelul 10.13 Cantităţi de nămol din staţiile de epurare.
Tipul instalaţiilor Materii solide totale
(gf/loc, zi) (%)
Epurarea mecanică
Nămol din decantoare
evacuat direct sub apă
Idem, evacuat din bazinul de
recepţie al staţiei de
pompare, unde s-a separat
parţial de apă
Nămol fermentat umed
Nămol fermentat în aer liber
54
54
34
34
2.5
5
13
45
Umiditatea
(%)
97.5
95.0
87.0
55.0
Cantitatea de
nămol
(dm 3 /loc, zi)
2.16
1.08
0.26
0.13

Epurare mecano-biologică
Filtre biologice
Nămol din decantoare
secundare
Nămol din decantoare
secundare şi primare
amestecat
Idem, fermentat
Idem, fermentat şi uscat în
aer liber
Bazine cu nămol activ
Nămol din decantoarele
secundare
Idem, după 0.5 ore de
decantare
Nămol din decantoare
secundare şi primare
amestecat
Idem, fermentat
Idem, fermentat şi uscat în
aer liber
NOTA: a – mică; b – mare.
a b a b a b
13
67
43
43
31
31
85
55
55
20
74
48
48
25
25
79
52
52
10.10.5.1 Fermentarea nămolurilor
8
5.5
10
45
0.7
1.5
4.5
7
45
5
5
10
45
1.5
2
4.5
10
45
92 - 95
94.5 - 95
90 - 90
55 - 55
99.3 – 97.5
98.5 - 98
95-5 – 95.5
93 - 90
55 - 55
0.16
1.22
0.43
0.17
4.43
2.07
1.87
0.79
0.23
0.40
1.48
0.48
0.19
1.67
1.25
1.75
0.52
Înainte de fermentare, pentru a micşora volumul de nămol, respectiv volumului
bazinului de fermentare a nămolului, se procedează la îngroşarea nămolului în aşa
numitele îngroşătoare sau concentratoare de nămol. Pentru depăşirea perioadei de
fermentare acidă a nămolului, în care reducerea materiilor organice şi producţia de gaz
sunt nesemnificative se poate intervenii numai prin metode artificiale.
Fermentarea metanică poate fi atinsă într-un timp scurt de la începutul procesului
(40 – 60 zile), dacă în bazinele de fermentare se introduce la început nămol fermentat
provenit de la o altă instalaţie (circa 15 – 20 dm 3 /loc), iar nămolul nefermentat se
introduce numai în limitele în care pH-ul de fermentare se menţine în jur de 7.0; în locul
nămolului fermentat se pot introduce frunze uscate. Tratarea nămolului în aceste condiţii
se numeşte inocularea sau însămânţarea nămolului.
Procesul de fermentare a nămolului este influenţat de numeroşi factori, dintre care
în primul rând, se menţionează temperatura; aceasta, la rândul ei, influenţează timpul de
fermentare şi cantitatea de gaz. Ţinând seama de temperatura de fermentare a nămolului,
se deosebesc trei zone de fermentare: temperaturi înalte (50 – 60 o C), în care acţionează
organismele termofile; temperaturi moderate (medie 30 – 35 o C) în care acţionează
organismele mezofile; temperaturi joase (sub 15 o C), în care acţionează organismele
criofile. Fermentarea nămolurilor în staţiile de epurare se realizează întotdeauna în zona
temperaturilor moderate. Temperatura optimă de lucru în zona mezofilă este de 30 –
35 o C, în care scop nămolul este încălzit în bazinele de fermentare.
0.22

Bazine de fermentare a nămolului
Bazine de fermentare cu fermentare continuă (figura 10.14)
Figura 10.14. Bazin închis de fermentare a nămolului (mare încărcare): 1 –
amestecător; 2 – conductă pentru introducerea nămolului; 3 – conductă pentru
îndepărtarea din bazin a nămolului plutitor; 4 – conductă pentru evacuarea nămolului
fermentat; 5 – conductă pentru evacuarea nămolului de pe fundul bazinului; 6 – conductă
pentru evacuarea nămolului plutitor; 7 – conductă pentru evacuarea supernatantului; 8 –
deversor; 9 – conductă pentru captarea nămolului; 10 – schimbător de căldură; 11 –
captator de gaz; 12 – conductă de gaz; 13 – cazan de încălzire; 14 – pompă de nămol; 15
– gură de vizitare; 16 – preaplin.
Aceste bazine sunt caracterizate prin omogenizarea conţinutului lor şi prin aceea
că sunt încălzite. Amestecul, respectiv omogenizarea, se realizează prin: pomparea
nămolului de pe radier la partea superioară a bazinului; introducerea gazului de nămol la
radierul bazinului; intensificarea formării de gaze pe unitatea de secţiune, în care scop se
practică îngroşarea nămolului (în îngroşătoare de nămol) şi se folosesc bazine mai adânci;
amestecarea nămolului cu dispozitive de diferite tipuri; nămolul este adăugat şi evacuat în
mod continuu sau în şarje cât mai dese şi de lungă durată, pentru a se realiza o bună
inoculare şi fermentare rapidă.

Parametrii tehnologici la bazine de fermentare a nămolului
Tabel 10.14 Parametrii tehnologici la bazinele de fermentare.
Tipul bazinelor de fermentare Timp de
fermentare
(zile)
1. Bazine (rezervoare) de
fermentare de mică
încărcare (neîncălzite)
a) nămol numai de la
epurarea mecanică
b) nămol de la epurarea
mecanică şi filtre biologice
de mică încărcare
c) idem, de mare încărcare
d) nămol, de la epurarea
mecanică şi din bazine de
nămol activ de mică
încărcare*
e) idem, de mare încărcare**
2. Bazine (rezervoare) de
fermentare (încălzite)
a)
b)
c)
d)
e)
la
temperatura
nămolului
de:
6 o C - 150
8 o C - 120
10 o C - 90
La
temperatura
nămolului
de 30 –
35 o C,
25 – 30 zile
Caracteristici şi debite ale gazului de nămol
Capacitatea
specifică m
(dm 3 /loc)
150
180
220
320
220
20
25
30
40
45
Încărcarea organică
Io (kgf materii solide
totale organice/m 3
bazin, zi)
-
-
-
-
-
Bazine mari şi bine
dotate IO=5.
Bazine mijlocii şi
medii dotate, IO=3
Bazine mici şi dotate
modest, IO=2
Gazul de fermentare a nămolului conţine circa 70% metan şi 30% bioxid de
carbon, şi în cantităţi mici, câteva procente de azot, oxigen, hidrogen, hidrogen sulfurat,
vapori de apă.
Debitele de gaz, depind în mare măsură de temperatura de fermentare; cu cât
temperatura este mai mare, cu atât şi cantitatea de gaz este mai mare. Puterea calorică
corespunzătoare gazului metan este cu atât mai mare cu cât cantitatea de materii solide
totale organice este mai mare. În tabelul 10.15 sunt date debitele de gaz şi puterile

calorice respective rezultate în urma fermentării nămolurilor menajere provenite din
diferite trepte de epurare.
Tabelul 10.15 Debite şi puteri calorice ale gazului provenite din bazinele de
fermentare care tratează nămolurile menajere.
Specificări Epurare
mecanică
Materii solide totale organice, gf/loc, zi
Cantităţii de gaz, dm 3 /loc, zi
Idem, dm 3 /kgf materii solide totale
organice
Putere calorică, kcal/loc, zi
Idem, kcal/kgf materii solide totale
organice
37.8
20
500
110
2900
Epurare mecano-biologică
cu
Filtre Bazine cu
biologice nămol activ
50
58
37.5 43.6
760 760
210 245
4200 4200
Cea mai mare parte a gazului rezultat se foloseşte pentru încălzirea nămolului din
bazinele de fermentare, cu apă caldă, abur.
10.10.5.2 Platforme pentru uscarea nămolului
Aceste sunt construcţii executate la suprafaţa solului, caracterizate prin natura
stratului de susţinere. Din acest punct de vedere se deosebesc platforme cu strat de
susţinere impermeabil, executate în cazul solurilor permeabile a căror infectare ar putea
produce prejudicii, şi platforme cu strat de susţinere permeabil. Deshidratarea se
realizează ca urmare a evaporării apei din nămol. Platformele de nămol trebuie aşezate la
distanţe de 500 – 1000 m de locuinţe, deoarece mirosul ce rezultă în timpul deshidratării
este neplăcut.
În figura 10.15 se prezinta o platformă de uscare a nămolului cu garduri
prefabricate şi distribuţia nămolului prin jgheaburi, având lăţimea, b=10 m. Stratul
drenant este constituit dintr-un strat de pietriş peste care este aşezat un strat de nisip,
ambele de grosime 0.20 m. Gardurile prefabricate din beton armat au dimensiuni
241×25×8 cm; jgheaburile prefabricate de descărcare a nămolului de pe platforme au
secţiunea transversală 40 × 40 cm, uneori 30 × 30 cm.

Figura 10.15 Platformă pentru uscarea nămolului: 1 – prefabricat P1; 2 –
prefabricat P2; 3 - placă de beton simplu; 4 – cămin tip C3; 5 – colector de ape drenante
Dn 150; 6 – jgheab de descărcare pe platformă; 7 – jgheab pentru distribuţia nămolului; 8
- şiber; 9 – cămin de vane; 10 – dulap prefabricat; 11 – fundaţia stâlpului din beton; 12 –
pat de balast; 13 – dren din tuburi din beton Dn 150; 14 – strat de piteriş 20 cm; 16 –
beton de pantă.
Tabelul 10.16 Suprafaţa platformelor de uscare.
Specificări Cabtitatea de
nămol
fermentat
1. Nămol de la decantarea primară
2. Nămol de la epurarea mecanobiologică
efectuată în:
- filtre biologice de mică încărcare;
- idem, de mare încărcare
- bazine cu nămol activ de mică
încărcare
- idem, de mare încărcare
(dm3 /loc, zi)
0.26
0.43
0.48
0.79
0.52
Suprafaţa
platformei
(m 3 /loc)
0.05
0.09
0.10
0.16
0.10
10.10.5.3 Deshidratarea nămolurilor prin centrifugare
Încărcarea în
locuitori
(loc/m3 platformă)
20
Deshidratarea prin centrifugare reprezintă o metodă rapidă şi eficientă de
deshidratare.
Centrifugele prezintă o serie de avantaje: maleabilitate în funcţionare (adaptarea
fluxului centrifugei la fluxul uzinei); nu se înfundă sau colmatează; în mod normal nu
necesită spălare; sunt compacte, ocupă spaţiu redus si se pretează uşor la automatizare;
este un sistem închis, curat şi nu produce mirosuri neplăcute; pot funcţiona atât pentru
deshidratarea cât şi pentru îngroşarea nămolului.
11
10
6
10