publicație lunară de informare tehnicoștiințifică an xix ... · îmbunătățirea colectării...

64
An XIX, nr.3 / 2013, vol. 87 Publicație lunară de informare tehnico-științifică

Upload: others

Post on 11-Sep-2019

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

An XIX, nr.3 / 2013, vol. 87

Publicație lunară de informare tehnico­științifică

Page 2: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan
Page 3: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

CUPRINSCONTENTS

Editorial. Dreptul Apei 3Water rightsM. Duțu

Privind spre viitor să examinăm trecutul 6Looking forward to evaluate the pastV. CIomoș

Implementarea planurilor de management ale 12bazinelor hidrografice în vederea atingerii obiectivelor de mediu ale corpurilor de apă, prinîmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane

Implementation of river basin management plan in order to achive the water bodies objectives throughimprovement, colection and treatmentV. Pintilie

Retehnologizarea rețelelor de distribuți, un mijloc eficient de reducere a consumului de energie 21Water distribution retechnologisation ­ an efficient mean to reduce the energy consumatorA. Mănescu, S. Perju

Potențialul energetic al surselor regenerabile de carebeneficiază Compania de Apă Someș Cluj 30Someș water company renewable energy potentialC. Neamțu, R. Pop

Modelarea matematică a metanogenezei ­ etapa 41determinantă a genezei anaerobe a apelor uzateMethanogenesis mathematical models ­ determiningstep in wastewater anaerobic digestion speedI. Rogoveanu, N. Robescu

Ghid pentru accelerarea transferului rezultatelor 53cercetării către piațăGuidelines to speed­up the transfer of research outputs into the MarketS. Lăcătușu

ROMAQUAIS.S.N. 1453 ‐ 6986ANUL XIX, nr.3 / 2013, vol. 87

EDITOR:ASOCIAȚIA ROMÂNĂ AAPEISplaiul Independenței nr. 202 A,etaj 9, sector 6, BucureștiCod 06002,Tel/Fax: (021) 316.27.88Tel/Fax: (021) 316.27.87E‐mail: [email protected]: www.ara.ro

ROMAQUA:Este o publicație tehnico‐științifică de informare periodică, menită săofere informații tehnice semnificative,idei și opinii ale specialiștilor.

COLEGIUL DE REDACȚIE:Redactor șef:Vladimir RojanschiRedactor șef adjunct:Vasile CiomoșSecretariat de redacție:Gheorghe AnghelLivia Ciaky

COLEGIUL ȘTIINȚIFIC:Aureliu Emil SăndulescuNicolae PaninSergiu CalosTeniu PeitchevAnton AntonIoan BicăAlexandru MănescuIon MirelSandu MarinMargareta Nicolau

Responsabilitatea editării revisteiROMAQUA revine Asociației Române a Apei. Reproducerea integrală sauparțială este permisă cu condițiacitării sursei.

Revista ROMAQUA este indexatăîn bazele de date internaționale

Page 4: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan
Page 5: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

Dreptul apei constituie o zonă deinterferenţă între dreptul internaţio ‐nal, dreptul UE şi dreptul intern, drep‐tul public şi dreptul privat, dreptuleconomic şi dreptul mediului, fiindîntr‐o permanentă căutare a unui ech i li bru rezonabil al intereselor înpre zenţă, în speranţa identificării şipro movării unor soluţii viabile, de du‐rată. Pe parcursul dezvoltării sale, dinperspectiva obiectivelor de mediu, ela parcurs mai multe etape, cu con‐cepţii, strategii şi instrumente de realizare di‐verse, apărând iniţial ca un drept de interdicţii,prohibiţii şi de încadrare a activităţilor umane cuposibil impact ecologic, a evoluat spre adăugareainstrumentelor economico‐fiscale, spre a ajungela generalizarea mijloacelor pieţei. În acestcadru se cuvine dezbătută şi dezvoltată şi temaeditorialului.

Directiva‐cadru nr.2000/60/CE din 23 oc‐tombrie 2000 reprezintă o etapă importantă îndezvoltarea dreptului UE al apei, prin adoptareaunei abordări globale, coerente, integrate şi co‐mune la nivelul statelor membre , promovareaunei noi concepţii asupra regimului acesteia (de‐venită deopotrivă un produs comercial, dar nuunul oarecare şi un patrimoniu comun) şi prinfolosirea instrumentelor şi metodelor adecvatecircumstanţelor trendului mondializării, îngospodărirea durabilă a resurselor de apă. Easemnifică, totodată., şi prin transpunerea îndreptul intern al statelor membre, o primă etapăa „dreptului mondial” al apei, care deschidecalea unor dezvoltări viitoare extraordinare. Înlocul unui puzzle de reglementări comunitarepreexistente, cu evident caracter sectorial, frag‐mentar şi uneori chiar contradictoriu, care ridi‐cau serioase dificultăţi în transpunere şi aplicare,a fost aprobată o directivă‐cadru, în jurul şi în

consonanţă cu care s‐a declanşat procesul de re‐formare şi cristalizare a noului drept europeanal apei. S‐a creat, totodată, posibilitatea pentruţările membre de a coopera în cadrul nouluiparteneriat, bazat pe participarea tuturor păr ‐ţilor interesate pentru protecţia apelor inte‐rioare, a apelor de tranziţie, de coastă şi a apelorsubterane, prin prevenirea poluării la sursă şi sta‐bilirea unui control al surselor de poluare. Printranspunerea sa în dreptul intern al celor 27 deţări membre ale UE şi influenţa externă aferentă,DCA se manifestă ca un puternic factor de mod‐ernizare, uniformizare şi europenizare a dreptu‐lui apei. Este un proces relativ îndelungat,desfăşurat pe etape cu obiective precise, co‐mune, cu inerente discrepanţe şi imperfecţiuni,având ca finalitate atingerea, la 22 decembrie2015, a „stării bune” a calităţii corpurilor de apă.

Regimul juridic general al apei se restruc‐turează astfel în jurul a două noţiuni fundamen‐tale care caracterizează apa: statutul său depatrimoniu (comun, natural) şi, respectiv deobiect al unei gestiuni integrate .

Dreptul apei

3www.romaqua.ronr.3 / 2013

EDITO

RIA

L

Mircea DUŢU,Președinte U.E.B.,

Director general al Institutului deCercetări Juridice al Academiei Române

Page 6: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

4 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

EDIT

OR

IAL

În acest context, receptarea noilor concepţii,principii şi reglementări în România prezintă oserie de particularităţi, care decurg din specifi‐cul tradiţiilor în materie, modul de preluare anoilor reglementări ale UE şi capacitatea de im‐plementare a prevederilor lor .

Ca în cazul oricărei directive U.E., şi cu atâtmai mult în cazul uneia cadru şi de o asemeneaimportanţă DCA a presupus o adevărată reformăa reglementărilor în domeniu .

Legislaţia românească privind apa are o rela‐tiv îndelungată tradiţie, caracterizată printr‐oevoluţie şi perfecţionare continue şi preocupareade a fi în concordanţă cu reglementările în ma‐terie din ţările europene vestice. Astfel, în‐cepând cu prima lege specială în domeniu, Legearegimului apelor din 1924, continuând cu Legeaapelor nr.8/1974, Legea nr.5/1989 privindgospodărirea naţională, protecţia şi asigurareacalităţii apelor şi, în fine, Legea apelor nr.107/1996, reglementarea naţională în domeniu aasimilat şi exprimat, ţinând seama de contextulsocio‐economic intern, o viziune coerentă privindregimul folosirii apelor şi amenajarea lor şi a sta‐bilit structuri administrative de gestionare,supraveghere şi control. La momentul adoptăriisale, în 1996, legea a inclus cele mai moderneconcepte de gospodărire a apelor privind, în spe‐cial, gospodărirea integrată (calitate/cantitate,suprafaţă/subteran) pe bazine hidrografice, in‐formarea şi participarea publicului şi a părţilorinteresate la luarea deciziei în cadrul comi te ‐telor de bazin hidrografic, autorizarea descărcă ‐rilor de ape uzate în mediul acvatic, pla n ifi careaîn domeniul gospodăririi apelor, aplicarea prin‐cipiilor „poluatorul plăteşte” şi „beneficiarulplăteşte”. S‐a avut în vedere mai ales „modelulfrancez de gestiune a apei”.

Legea apelor nr.107/1996 s‐a înscris într‐unasemenea context, în sensul că a reflectat noulstadiu de evoluţie a ţării – perioada tranziţieipost‐1989 ‐ , având ca obiectiv prioritar reinte‐grarea României în orizonturile modelului occi‐dental de dezvoltare. Astfel, noul act normativ areceptat elemente noi în domeniul apei, rezul‐tate din convenţiile internaţionale în materie

ratificate, dar şi din luarea în considerare a re‐glementărilor dreptului comunitar al apei, ader‐area la Uniunea Europeană formulându‐se deja,la acel moment, ca o aspiraţie, dacă nu chiar unobiectiv. Dintr‐o asemenea perspectivă, noul actnormativ a fost conceput ca o lege‐cadru în ma‐terie, prevederile sale vizând regimul juridicgeneral (al tuturor categoriilor de ape), regimulde folosire a apelor şi albiilor, gospodărireaapelor pe bazine hidrografice, controlul activi ‐tăţii de gospodărire a apelor, mecanismul eco‐nomic în domeniu .

Cu asemenea premise generale, transpunereaîn dreptul intern a prevederilor DCA a avut loc cao obligaţie a etapei de preaderare a României laUE prin Legea nr.310 din 28 iunie 2004 pentrumodificarea şi completarea Legii apelor nr.107/1996. Cuprinzând un volum masiv de prevederi,legea de transpunere a modificat reglementărileexistente şi le‐a completat prin inserări de noidispoziţii în legea‐cadru preexistentă, astfelîncât să o facă compatibilă şi să preia în dreptulintern principiile, obiectivele şi mijloacele deacţiune din directiva‐cadru a U.E.. Ulterior,unele ajustări au fost adăugate prin Legeanr.112/2006 de modificare şi completare a Legiiapelor nr.107/1996 mai ales în vederea corelăriicu legislaţia specifică privind situaţiile de ur‐genţă şi pentru o completare şi o mai bună ex‐primare a prevederilor preluate din DCA.

Totodată, în urma declanşării procedurii de in‐fringement împotriva României prin scrisoareaComisiei Europene C (2008) 156 referitoare lapunerea în întârziere pentru neîndeplinireaobligaţiei de transpunere corectă şi completă aDCA, Legea nr.107/1996 a suferit noi modificărişi completări prin Ordonanţa de urgenţă nr.3 din5 februarie 2010. Prin acelaşi act normativ s‐atranspus în legislaţia românească Directiva2007/60/CE a Parlamentului European şi a Con‐siliului din 23 octombrie 2007 privind evaluareaşi gestionarea riscurilor de inundaţii.

Prin transpunerea în legislaţia internă a prev ‐ederilor DCA a fost preluată şi consacrată şi înRomânia concepţia „patrimonializantă”, enun ‐

Page 7: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

5www.romaqua.ronr.3 / 2013

EDITO

RIA

L

ţată în primul considerent al documentului UE:„Apa nu este un produs comercial oarecare, cieste un patrimoniu care trebuie protejat, apăratşi tratat ca atare”, proclamându‐se astfel de‐opotrivă vocaţia sa de valoare economică şispecificul său de patrimoniu comun care reclamăun regim special de protecţie şi conservare.Această nouă dimensiune a statutului apei seadaugă celor consacrate deja de legea apelor din1996, de resursă naturală regenerabilă, vulnera‐bilă şi limitată, element indispensabil pentruviaţă şi pentru societate, materie primă pentruactivităţi productive, sursă de energie şi cale detransport, factor determinant în menţinereaechilibrului ecologic.

Aşadar, pe această cale noţiunea de „patrimo‐niu” pătrunde în dreptul apei, permiţând astfelintegrarea datelor actuale ale ecologiei şi păs‐trarea unei perspective „civiliste”, prin inter‐mediul statutului de res communis . Dinperspectiva legislaţiei speciale, ca dispoziţie deprincipiu: „Apele fac parte din domeniul publical statului”, iar cunoaşterea, punerea în valoareşi utilizarea durabilă a resurselor de apă suntacţiuni de interes general”. Noul Cod civil român(intrat în vigoare la 1 octombrie 2011 (NCCR)marchează şi el o importantă mutaţie în acestcontext, printr‐o nouă definiţie a bunurilor, însensul că abandonează concepţia Codului civilanterior de la 1864, de inspiraţie din Codulfrancez napoleonian (1804) care utiliza criteriulposibilităţii de apropiere şi consideră „bunuri”,lucrurile, corporale sau necorporale, „care con‐stituie obiectul unui drept patrimonial”, ceea ce

înseamnă că bunurile sunt lucruri evaluabile înbani. În aceste condiţii, considerată tradiţionalprin excelenţă un res commune, inapropiabil,captată, tratată şi livrată consumatorilor apadevine un bun, prin preţul său, aferent cheltu‐ielilor, ceea ce înseamnă o anumită punere deacord între legislaţia de mediu şi legislaţia civilă.

Totodată, se cuvine remarcat faptul că apa însine nu face cu adevărat obiectul unui drept deproprietate în sensul dreptului civil, ci rămânemai ales un bun comun. Principalul drept real îndomeniu este dreptul de folosinţă care estesupus în exerciţiul său respectării regimului gen‐eral de gestiune durabilă, protecţie şi conser‐vare, reglementat de legea‐cadru în materie. Eleste supus în exercitarea sa unui regim de servi‐tuţi, restricţii, asigurate pe calea autorizării şiavizării. Dar utilizarea diferitelor categorii deape conferă anumite drepturi exercitate sub con‐trol public. Legislaţia specifică, fără a modificaradical acest statut clasic întăreşte responsabil‐itatea publică în privinţa acestui bun, dar per‐mite integrarea lui în ecuaţia economiei depiaţă.

Reflectând acest nou statut de „produs com‐ercial special” şi de patrimoniu natural comun,cu caracter vital, sub impactul DCA dreptulromân al apei cuprinde, pe de o parte, un ansam‐blu de reglementări privind protecţia, conser‐varea şi utilizarea durabilă a resursei, iar pe dealta, prevederi referitoare la valoarea sa eco‐nomică (principiul tarifării la costul real, apli‐carea strictă a principiului poluatorul‐plăteşte,obligaţia de consultare şi de integrare a utiliza‐torilor în procesul de decizie etc.).

Page 8: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

6 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

In perioada 2010 ‐ 2012, Asociaţia Romană aApei a avut o activitate complexă si fructuosă, înfolosul membrilor săi şi a sectorului pe care îlreprezintă. S‐au realizat o serie de analize pro‐funde ale parcursului realizat de sectorul servici‐ilor publice de alimentare cu apă şi de canalizaredin România în perioada de tranziţie şi schimbăricontinue pe care o traversăm, surprinzându‐seastfel aspectele relevante şi caracteristiciledefinitorii ale evoluţiilor din acest domeniu, atâtdin punct de vedere tehnic, cât si din punct devedere institutional, socio‐economic şi profe‐sional.

Aceste procese, pline de provocări şi cap‐cane, au angrenat specialiştii Asociaţiei noastre,fie ei directori generali, ingineri, economişti, ju‐rişti sau din alte categorii socio‐profesionale,într‐un proces dificil de analiză critica, de elab‐

orare a unor noi modele, reguli şi procedurimenite sa adapteze organizaţiile lor la actualelecerinţe şi să asigure pe mai departe progresulacestui sector important pentru sănătatea popu‐laţiei, pentru nivelul de trai si de civilizaţie alacesteia.

Pentru operatorii serviciilor de apă, putemspune că aceasta perioada a reprezentat sfârşitulunui ciclu de reforme instituţionale şi începutulunui nou ciclu de programare 2014 – 2020.

Pe de altă parte, s‐au făcut paşi importanţiin consolidarea Asociaţiilor de dezvoltare inter‐comunitară (ADI) ‐ condiţie esenţială pentru suc‐cesul procesului de reformă, pentru asigurareaexistenţei unor parteneri contractuali puterniciîn procesul de delegare a serviciilor publice dealimentare cu apă şi canalizare, de elaborare şiasumare a programelor de investiţii necesare

PRIVIND SPRE VIITOR, SĂ EVALUĂM TRECUTUL2010‐2012

Dr. Ec. Vasile CIOMOȘPreședinte ARA

Page 9: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

7www.romaqua.ronr.3 / 2013

modernizării şi extinderii infrastructurii re‐gionale.

Procesul de integrare in UE, de globalizare aproblemelor de mediu, de creştere a cerinţelorde informare si a capacitatii de reacţie rapidă laschimbările care apar, au facut ca şi ARA să seangajeze într‐un proces de repoziţionare în ra‐port cu celelalte structuri asociative (IWA, IAWD,EUREAU), cu parten erii sociali, dar şi cu autori‐taţile naţionale si comunitare, prin creşterearolului jucat în Bazinul Dunare – Marea Neagră şiprin amplificarea efortului său la fundamentareadeciziilor cu referire la viitorul serviciilor de apă.Astfel, a fost convenit un Program de actiuni siinitiative care se realizează sub coordonarea Di‐rectorului regional IWA. In acest context, execu‐tivul Asociaţiei şi‐a asumat sarcini suplimentareşi a participat la pregatirea unor proiecte cu im‐pact regional şi finanţare internaţionala (Euro‐pean Benchmarking Cooperation System,Cooperare transfrontalieră bilaterală şi multilat‐erală, Programe de reducere a pierderilor deapă, întarirea rolului WssTP, etc).

In această perioadă s‐au semnat mai multeprotocoale şi acorduri de cooperare naţionale(ANRSC) şi internaţionale (OWAV, BWA, KOTRA,KEITI, KWWA), având ca scop mai buna realizarea intereselor comune privind creşterea calitaţiiserviciilor de alimentare cu apă şi de canalizare,promovarea unei legislaţii moderne, care să asig‐ure funcţionarea mai bună a pieţei şi evi‐denţierea mai clară a rezultatelor obţinute. Auavut loc reuniuni dedicate sărbătoririi a 100 deani de la inaugurarea sistemelor centralizate dealimentare cu apă potabilă si canalizare înBistriţa, Satu Mare, Turda şi Timişoara şi 120 deani de alimentare cu apa în Cluj.

Operatorii regionali de apă au organizat reuni‐uni cu ocazia finalizării şi dării în functiune aunor obiective importante de investiţii : staţiilede epurare din Constanţa, Craiova, Timişoara,Turnu Severin, Bucureşti, Brăila, Giurgiu, Slatina,Calaraşi ; statiile de tratare a apei din CâmpiaTurzii, Călaraşi ; conducta de aducţiune Gherla‐Dej.

S‐au obţinut aprobări ale Comisiei Europenepentru proiectele strategice de investitii fi‐nanţate din POS Mediu, pentru modernizarea şiextinderea sistemelor de alimentare cu apă şicanalizare.

Patronatul Apei a desfaşurat o activitate con‐certata de îmbunatăţire a cadrului instituţionalşi a dialogului social cu autorităţile administraţieipublice centrale şi locale, precum şi cu sindi‐catele reprezentative din domeniul sau de activ‐itate. De asemenea, a contribuit substanţial laîmbunatăţirea activitaţii Comisiilor de Speciali‐tate.

Page 10: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

8 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Pe planul realizărilor tehnico‐ştiinţifice, CTSsi Grupurile sale de lucru s‐au implicat în modconcret în organizarea de manifestări (confe ‐rinţe, simpozioane, workşhop‐uri, mese rotunde,etc.) contribuind astfel la diseminarea informaţi‐ilor tehnico‐stiinţifice de ultimă oră.

Astfel, in fiecare an, sub coordonarea ştiinţi‐fică a unor prestigioase cadre didactice ale uni‐versităţilor tehnice de specialitate, au fostorganizate, independent sau în colaborare cualte organizaţii, manifestări de înaltă ţinuta şti‐inţifică, schimburi de păreri cu privire latehnologiile de vârf din sectorul serviciilor de al‐imentare cu apă şi de canalizare.

In planul diseminarii informaţiilor cu privire la

noi echipamante şi tehnologii specifice sectoru‐

lui, Comisia de specialitate a organizat în fiecare

an EXPOAPA, manifestare internaţională cu car‐

acter regional, considerată o reuşită deplină,

atât prin suprafaţa de expunere, prin numarul si

provenienţa participanţilor, cât şi prin calitatea

evenimentelor desfăşurate în paralel, mani‐

festări care au atras reprezentanţii CE, au‐

torităţile centrale şi locale, operatorii de servicii

şi nu în ultimul rând, cercetatori, cadre didactice

universitare, alte persoane cu preocupări în sec‐

torul apei.

Activitatea ştiinţifică şi de pregătire profe‐

sională a înregistrat progrese în ceea ce priveşte

numărul şi valoarea cărţilor şi a lucrărilor de spe‐

cialitate publicate, participarea tinerilor special‐

işti la cursurile de vară ale unor prestigioase

universităti tehnice din regiune, implicarea

membrilor ARA în pregătirea şi implementarea

unor proiecte de cercetare (Water research to

the market, Waterdiss, etc.).

De asemenea, au fost organizate noi ediţii ale

Concursului‐seminar “Detectivii apei pierdute”,

cu participarea unor experţi internaţionali în ac‐

tivitaţile de organizare şi evaluare a rezultatelor.

S‐a reconfirmat încă o dată faptul că acest exer‐

ciţiu profesional este bine‐venit, oferind o ocazie

specială pentru operatorii regionali să prezinte

şi să disemineze cele mai bune practici disponi‐

Page 11: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

9www.romaqua.ronr.3 / 2013

bile din acest domeniu, să

orienteze pregătirea spe‐

cialiştilor şi să stimuleze

dotarea operatorilor cu

echipamente şi tehnologii

de ultimă generaţie.

Activitaţile de comunicares‐au îmbunătăţit substanţialîn perioada ra por tată, re‐vista ROMAQUA găzduindmateriale cu caracter pre‐ponderent tehnico‐ştiinţi ‐fic, ce pot fi vizualizate şidescărcate de pe site‐ulspecializat, site care acăpătat o forma cu totulnoua. Citirea revistei sepoate face acum on‐line.Comunicatele săptămânalebilingve ale Compartimen‐tului de comunicare şiBuletinele Informative lunare ale ARA, IWA, EU‐REAU şi WSSTP au asigurat o imagine comprehen‐siva a noutaţilor din domeniul nostru deactivitate, atât la nivel naţional, cât şi inter‐naţional, punând astfel la dispoziţia membrilorun tablou complet al evenimentelor importante.

Din dorinţa de a ţine la curent mem‐brii ARA cu ultimele noutaţi şi eveni‐mente privitoare la serviciile dealimentare cu apa şi de canalizare ‐ epu‐rare de pe glob, ARA a lansat Newsletter‐ul “Planeta albastra: Apa in lume”, careeste publicat in format electronic sicuprinde mai multe rubrici, printre care:rezultate ale cercetarii, rapoarte si altenoutati. Newsletter‐ul poate fi citit atâtonline, de pe site‐ul ARA, cât şi directpe e‐mail, în urma abonării gratuite pesite.

In vederea imbunătăţirii sistemuluiinformaţional din sectorul alimentării cuapă şi canalizare, Executivul ARA a ad ministrat o serie de site‐uri (www.ara.ro; www.araromaqua.ro; www.araex‐poapa.ro, www.aport.ara.ro; www.apabench.ro; www.patronatulapei.ro;forum. ara.ro; www.apeuzate.ara.ro şi a

contribuit la actualizarea altor site‐uri de interespentru membrii săi (www.iwa.org). Portalul ARAa reuşit să pună la dispoziţia tuturor celor intere‐

saţi o cantitate impresionantade informaţii din domeniu,printr‐o buna structurare amaterialelor si documentelorşi printr‐o permanenta actu‐alizare.

De asemenea, în aceastaperioadă a început şi s‐a deru‐lat prima parte a Proiectului

Page 12: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

10 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

“Benchmarking şi îmbunătătirea performanţeloroperationale şi financiare în sectorul apei dinRomânia”, finantat de Banca Europeana de Re‐constructie si Dezvoltare. Acest proiect de dez‐voltare a capacitaţii instituţionale în domeniuloperarii activelor si creşterii eficienţei în man‐agementul delegat al serviciilor publice, seadresează pentru început, companiilor care auîmprumutat credite pe termen lung de la BERDpentru cofinanţarea pro iectelor din POS Mediu,dar se va extinde la nivelul întregului sector şi vacontribui substanţial la modernizarea proceselorde exploatare a sistemelor de alimentare cu apă,canalizare şi epurare din regiune.

Membri Executivului au participat in mod con‐secvent la şedinţele comisiilor de specialitate aleParlamentului Romaniei care au avut pe ordineade zi proiecte legislative cu impact imediat pen‐tru sectorul apei din România. Cu atât mai multcu cât, în aceasta perioadă au aparut o serie deacte normative care aduc schimbări importanteîn modul de reglementare a sectorului apei şicanalizării: Legea nr. 204/2013 de modificare siaprobare a OUG nr. 13/2008; Legea nr. 62/2011,a dialogului social; Ordonanţa de Urgentă nr.44/2011, privind măsuri economico‐financiare lanivelul unor operatori economici, Ordonanţa deUrgenţă nr. 109/2011, privind guvernanta corpo‐rativă a întreprinderilor publice; Ordinul nr.2266/2012 privind aprobarea modelelor de doc‐umentaţii standardizate aferente procedurilor deatribuire a contractelor de achi ziţie de lucrăripublice.

La nivelul colaborărilor externe s‐a înregistrato îmbunătăţire a prezenţei membrilor ARA lamanifestările internaţionale, mai ales a celor curcaracter regional. De asemenea, s‐au asiguratintervenţii consistente din partea delegaţilor ARAla evenimente importante cum ar fi: şedinţeletrimestriale ale IWA şi EUREAU, Adunarea Gener‐ala a Asociaţiei Internaţionale a Apei, conferinţeşi reuniuni de lucru în sectorul apei.

Aprecierile pozitive făcute în cursul acesteiperioade, de către oficialii unor instituţii şi or‐ganizaţii naţionale şi internaţionale privind rolul,consistenţa şi însemnătatea activitaţii desfăşu‐rate de structurile ARA în cadrul procesului demodernizare a sectorului apei, inclusiv prin re‐gionalizarea operării serviciilor de apă, sunt denatura să motiveze membrii comunitatii noastreîn demersurile lor comune din perioada urmă‐toare.

In ceeace priveşte viaţa internă a organizaţiei,este de menţionat că a fost finalizată cu succesprima etapă a proiectului ‘’Casa Apei ‘’ prinachiziţia unui spaţiu corespunzător imaginii pecare trebuie să o aibă o organizaţie de prestigiu.Au avut loc reuniuni ale tuturor structurilor in‐stituţionalizate ARA in cadrul cărora au fostdezbătute aspecte relevante ale activităţii dinsectorul apei şi au fost luate hotarâri importanteîn vederea bunei desfăşurări a acţiunilor la careARA este organizator şi partener. La nivelul Con‐ducerii Asociaţiei a existat o preocupare perma‐nentă pentru creşterea capacitaţii administrativea Executivului şi satisfacerea exigenţelor din ceîn ce mai mari din partea membrilor.

Page 13: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

11www.romaqua.ronr.3 / 2013

Adunarile Generale anuale şi şedintele CNC

au constituit un prilej de dezbatere a difi‐

cultăţilor înregistrate de către membrii şi modul

cum trebuie acţionat pentru soluţionarea unora

dintre acestea şi limitarea efectelor negative a

celorlalte.

La nivelul Consiliului Director, ca organ oper‐

ativ de conducere, s‐au stabilit acţiunile cele mai

importante de pe agenda structurilor instituţion‐

alizate şi s‐au luat hotărâri privind alocarea

resurselor necesare susţinerii acestora, astfel

încât să poata fi realizate în condiţii cât mai

bune. Presedintele ARA s‐a implicat zilnic în sta‐

bilirea priorităţilor şi coordonarea Aparatului Ex‐

ecutiv, astfel încât acesta să‐şi realizeze sarcinile

curente şi să menţină contactul permanent cu

membrii, cu instituţiile şi organizaţiile par ‐

tenere.

In ceea ce priveşte execuţia Bugetului de ven‐

ituri si cheltuieli, Rapoartele intocmite pe baza

bilanţurilor incheiate la sfârşitul fiecărui an au

indicat că excedentul realizat din activitatea

fără scop patrimonial a fost utilizat în vederea

achiziţionării unui spaţiu pentru Casa Apei nece‐

sar desfaşurării în condiţii mai bune a activi ‐

tăţilor cuprinse în agenda Asociaţiei, iar profitul

net obţinut din activităţile economice a fost

folosit ca rezervă la dispoziţia Conducerii ARA

pentru imbunătăţirea dotarilor existente, în con‐

formitate cu hotărârile Consiliului Director.

De asemenea, au fost continuate eforturile

pentru îmbunătaţirea relaţiilor cu membrii per‐

soane fizice şi juridice, atragerea de noi mem‐

brii, creşterea prestigiului Asociaţiei, atât în

ţara, cât şi în străinătate.

Page 14: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

12 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Implementarea planurilorde management alebazinelor hidrografice în vederea atingerii obiectivelorde mediu ale corpurilor deapă, prin îmbunătăţireacolectării şi epurării apeloruzate urbane

AbstractTaking into account the obligations assumed by

Romania as a Member State of the European Union,the implementation of the European Union direc‐tives in the water field, and in particular the WaterFramework Directive 2000/60/EC and Directive91/271/EEC on urban wastewater treatment, repre‐sent a continuously concern to ensuring compliancewith commitments of the European Union AccessionTreaty as regards the works necessary for waste‐water infrastructure and the reduction of pollutionwith organic substances, nutrients and hazardoussubstances, in the Danube basin and the Black Sea.

The River Basin Management Plans developed bythe National Administration "Romanian Waters" con‐tain the measures necessary for achieving the envi‐ronmental objectives of water bodies such us thebasic measures and supplementary/additional meas‐ures for agglomerations and other specific sectors.The implementation of basic measures ensures awastewater quality as required by legislation inforce while the supplementary measures demandmore stringent limits for plant effluents discharges.Meantime the pollutants load limits of the effluents

from wastewater treatment plants discharged into

water resources should be respected. This could bedone by implementing the joint programmes estab‐lished with water management authorities which arein line with the provision of the Water FrameworkDirective and the River Basin Management Plansadopted though the Governamental Decision no.80/2011 on approval of the National ManagementPlan for the part of international river district ofDanube river which is contained on the Romanianterritory.

It should be emphasized the fact that the meas‐ures to achieve the compliance requirements onsewage networks and treatment plants according tothe provisions of Directive 91/271/EEC concerningurban wastewater have to be correlated with the re‐quirements of the Water Framework Directive andother relevant national legislation on water protec‐tion.

Key words: obligations, compliance, necessaryinfrastructure works, measures, river basin manage‐ment plans, environmental objectives

Dr. ing.Vasile PINTILIEDirector General al Administraţiei

Naţionale „Apele Române”[email protected]

Page 15: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

Pentru a veni în întâmpinarea tuturor prob‐lemelor legate de apă, Comisia Europeană a con‐siderat necesară elaborarea unei noi politici,comune, unitare şi coerente, care să ţină seamade toate aspectele, atât cele referitoare la nece‐sităţile omului, cât şi cele de care depinde exis‐tenţa ecosistemelor. Problemele din ce în ce maistringente privind poluarea şi afectarea ecosis‐temelor acvatice au determinat Uniunea Euro‐peană să susţină protecţia apelor ca fiind oprioritate majoră, elaborând în acest sens după5 ani de dezbateri, Directiva Parlamentului şiConsiliului European 2000/60/EC privind sta‐bilirea unui cadru de politică comunitară îndomeniul apei, care stabileşte pentru primadată, un cadru pentru protecţia tuturor apelorde suprafaţă şi subterane, a apelor tranzitorii şia apelor costiere. Scopul general al DirectiveiCadru Apă este atingerea în anul 2015 a unei„stări bune” a corpurilor de apă din Europa, asig‐urarea gospodăriri durabile cantitative şi calita‐tive a apelor, precum şi asigurarea unor condiţiide viaţă similare din punct de vedere al mediuluiacvatic pentru toţi cetăţenii Europei. DirectivaCadru Apă a fost transpusă în legislaţia naţionalăprin Legea Apelor 107/1996 modificată şi com‐pletată prin Legea 310/2004, Legea 112/2006 şiOUG 3/2010.

În calitate de stat membru al Uniunii Eu‐ropene, România are obligaţia de a îmbunătăţicalitatea factorilor de mediu şi de a îndeplinicerinţele Acquis‐ului comunitar. În acest scop,au fost adoptate o serie de Planuri şi Programede acţiune, atât la nivel naţional, cât şi local,toate în concordanţă cu Documentul de Poziţieal României: Tratatul de Aderare, cap. 22 Mediu.Pentru îndeplinirea cerinţelor stabilite, instru‐mentul de implementare al Directivei Cadru Apă(DCA), reglementat prin Articolul 13 şi Anexa VII,este reprezentat de Planul de Management alBazinului / Spaţiului Hidrografic care, pe bazacunoaşterii stării corpurilor de apă, stabileşte

obiectivele ţintă pe o perioadă de 6 ani şi prop‐une programe de măsuri pentru atingerea aces‐tora. Planurile de management ale bazinelorhidrografice au fost elaborate în anul 2009 decătre Administraţia Naţională „Apele Române”(fig.1), sub coordonarea Ministerului Mediului şiSchimbărilor Climatice, şi au fost aprobate prin

HG nr. 80 din 26 ianuarie 2011 pentru pentruaprobarea Planului naţional de managementaferent porţiunii din bazinul hidrografic inter‐naţional al fluviului Dunărea care este cuprinsăîn teritoriul României. Planul naţional de man‐agement reprezintă sinteza celor 11 Planuri deManagement ale bazinelor/spaţiilor hidro‐grafice, care se elaborează într‐un ciclu de plan‐ificare de 6 ani, fiind un proces care implicăactualizarea continuă a informaţiilor.

Fig.1. Planul Naţional de management.

La nivelul bazinului internaţional al Dunării(fig.2), statele semnatare ale Convenţiei Inter‐naţionale pentru Protecţia Fluviului Dunărea(ICPDR) au elaborat şi aprobat în decembrie2009, pe baza prevederilor art. 13(3) al Direc‐tivei Cadru Apă, Planul de managment al Distric‐

13www.romaqua.ronr.3 / 2013

Page 16: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

14 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

tului Hidrografic al Dunării, plan care cuprinde şiaspecte privind principalele probleme degospodărire a apelor în bazinul Dunării şi în sub‐bazinul Tisei, precum şi programele de măsuriaplicate presiunilor semnificative pentru atin‐gerea obiectivelor de mediu.

În ceea ce priveşte problemele importante de

gospodărirea apelor, atât la nivelul Districtului

Hidrografic al Dunării, cât si la nivel naţional, au

fost identificate 4 categorii majore de probleme:

poluarea cu substanţe organice, poluarea cu nu‐

trienţi, poluarea cu substanţe periculoase şi al‐

terările hidromorfologice, pentru care au fost

stabilite programe de măsuri specifice în vederea

conformării cu obiectivele de mediu. De aseme‐

nea, este important de precizat că măsurile

specifice stabilite la nivel internaţional (prezen‐

tate în Planul de Management al Districtului

Hidrografic al Dunării ‐ partea A) au fost preluate

şi integrate la nivel naţional.

Aglomerările umane se constituie ca sursesemnificative de poluare cu nutrienţi, substanţeorganice şi substanţe periculoase. Toate aglom‐erările umane mai mari de 2.000 locuitoriechivalenţi (l.e.) au fost considerate surse sem‐nificative punctiforme şi difuze (în situaţia încare nu există sisteme de colectare a apeloruzate). Sunt considerate surse punctiforme sem‐nificative de poluare aglomerările umane (iden‐tificate în conformitate cu cerinţele DirectiveiConsiliului 91/271/EEC din 21 mai 1991 privindepurarea apelor uzate urbane, modificată şicompletată de Directiva Comisiei 98/15/EC din27 februarie 1998) ce au peste 2000 locuitoriechivalenţi (l.e.) şi sunt dotate cu sisteme decolectare a apelor uzate cu sau fără staţii deepurare şi care evacuează în resursele de apă;de asemenea, aglomerările <2000 l.e. sunt con‐siderate surse semnificative punctiforme dacă ausisteme centralizate de canalizare. In plus, suntconsiderate surse semnificative de poluare,

Fig. 2. Districtul hidrografic al Dunării.

Page 17: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

15www.romaqua.ronr.3 / 2013

aglomerările umane cu sisteme de canalizareunitare care nu au capacitatea de a colecta şiepura amestecul de ape uzate şi ape pluviale înperioadele cu ploi intense. Din punct de vedereal surselor difuze, au fost luate în considerare şiaglomerările umane cu mai puţin de 2.000 l.e.care nu au sisteme de colectare/epurare înfuncţiune.

În conformitate cu prevederile art. 23 ‐ 25 dinLegea Apelor nr. 107/1996 cu modificările şicompletările ulterioare, Planul Naţional de Man‐agement, ca parte a schemei directoare, trebuiesă conţină „un rezumat al măsurilor necesarepentru a aduce corpurile de apă, în mod progre‐siv, la starea cerută până la termenul limită”. Deasemenea, în art. 43 (18)şi (19) se corelează pro‐gramul de măsuri cu politicile şi strategiile dez‐voltării durabile şi gospodăririi apelor şi sestabileşte termenul de realizare 22 decembrie2009 şi termenul la care programul de măsuridevine operaţional (22 decembrie 2012). „Pro‐gramele de măsuri se revizuiesc, şi dacă estenecesar, se reactualizează până cel târziu la datade 22 decembrie 2015 şi apoi la fiecare 6 ani”.

"Măsurile de bază" sunt cerinţele minime deconformare şi constau din acele măsuri cerute deimplementarea legislaţiei comunitare pentruprotecţia apelor, inclusiv măsurile sub legislaţiaspecificată în Articolul 10 a Directivei Cadru Apăşi în partea A a anexei VI (lista măsurilor de bazăce urmează a fi incluse în programele de măsuri).Aici este inclusă şi Directiva 91/271/CEE privindepurarea apelor uzate urbane. "Măsurile supli‐mentare" sunt acele măsuri identificate şi imple‐mentate în plus faţă de măsurile de bază cuscopul de a atinge obiectivele stabilite în Arti‐colul 4 a Directivei Cadru Apă, şi anume: instru‐mente legislative, instrumente administrative,instrumente economice sau fiscale, controlulemisiilor, controlul captărilor, proiecte de con‐strucţie, proiecte de cercetare, dezvoltare şitestare, etc. În cadrul Planurilor de management

bazinale şi Planului Naţional de Management,Programele de măsuri au fost stabilite la nivelnaţional şi de sub‐bazine hidrografice, cu referirela toate presiunile semnificative. În România pre‐siunile semnificative cele mai importante suntaglomerările umane.

În cadrul Planurilor de Management ale Bazi ‐nelor / Spaţiilor hidrografice, elaborate de cătreAdministraţia Naţională „Apele Române”, suntincluse măsuri de bază (prevăzute în conformi‐tate cu cerinţele Directivei 91/271/CEE privindepurarea apelor uzate) şi măsuri suplimentarepentru aglomerarile umane. Măsurile supli‐mentare asigură atingerea stării bune a apelorîmpreună cu măsurile de bază obligatorii în con‐textul implementării legislaţiei europene îndomeniul apelor, fapt care presupune, după caz,scăderea limitelor poluanţilor evacuaţi de lastaţiile de epurare sub limitele menţionate în HG352/2005. În cadrul anexelor la Planurile de Man‐agement sunt menţionate măsurile aferentefiecărei aglomerări umane având în vedere atâttermenele intermediare de realizare a acestoracât şi termenul final de implementare al Direc‐tivei 91/271/CEE privind epurarea apelor uzateurbane (anul 2018).

În procesul de stabilire a aglomerărilor umaneşi măsurilor aferente au fost luate în considerareMaster Planurile Judeţene aprobate de MinisterulMediului (Autoritatea de Management a POSMediu) la data elaborării finale a planurilor demanagement bazinale (iunie 2009). Astfel, aufost incluse măsurile de bază pentru aglomerărilestabilite în 22 Master Planuri Judeţene şi 10 apli‐caţii pentru fonduri de coeziune transmise laComisia Europeană.

Pe baza inventarierii şi centralizării tuturormăsurilor de la nivelul bazinelor/spaţiilor hidro‐grafice pentru aglomerările umane au rezultatcategoriile de măsuri şi costurile aferente imple‐mentării lor. Stabilirea aglomerărilor umane şicosturile de investiţii necesare pentru imple‐

Page 18: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

16 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

mentarea programului de măsuri aufost estimate pe baza strategiilor şiinformaţiilor disponibile în perioadaelaborării planurilor de managementbazinale (2007 – 2009). De asemenea,datele necesare stabilirii măsurilor aufost estimate pe baza metodologieielaborată de Administraţia Naţională“Apele Române“, denumită “Apli‐carea metodologiei de recuperare acosturilor în domeniul apelor la nivelde bazine/spaţii hidrogra fice”, a pro‐gramelor de etapizare sau proiectelorexistente (pentru acele măsuri finali ‐zate sau prevăzute). Metodologia Administraţiei Naţionale “Apele Ro ‐mâne“ a permis stabilirea măsuriloraplicate aglomerărilor pentru care nuerau finalizate Master PlanurileJudeţene, respectiv evaluarea şi pre‐vizionarea evoluţiei populaţiei echi ‐valente, cerinţelor de apă, volumelorde ape uzate evacuate, emisiilor(evacuarea de poluanţi). Costurile deinvestiţii au fost evaluate pe bazaaplicării metodologiei ANAR şi acostu rilor unitare utilizate la elabo‐rarea Master Planurilor Judeţene,precum şi prin consultarea re pre zen ‐tanţilor gospodăriilor comunale şi aprimăriilor, operatorilor de serviciipublice.

Măsurile de bază pentru aglom‐erările umane deţin principala pon‐dere din totalul cheltuielilor deinvestiţii necesare pentru imple‐mentarea progra mului de măsuri(cca. 82,28% din 20,992 mili ardeEuro) din cadrul Planului Naţional deMa na gement.

Pentru aglomerările cu mai puţinde 2000 l.e., în acest moment nu este

Fig. 3. Alocarea pe cicluri de planificare costurilor de investiţii estimate pentru implementarea programului de măsuri.

Page 19: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

17www.romaqua.ronr.3 / 2013

disponibilă o strategie naţională care să planificetipul măsurilor necesare pentru epurarea apeloruzate. Acestea au fost totuşi estimate în cadrulPlanului de Management pe baza rezultatelor dinMaster Planurile Judeţene aprobate şi pe baza in‐strucţiunilor metodologice elaborate de ANAR.

Măsurile suplimentare aplicate în cazul reduc‐erii poluării de la aglomerările umane au fost sta‐bilite în scopul obţinerii unui efluent al staţiilorde epurare a cărui parametri au valori mai micidecât cele prevăzute în HG 352/2005 (NTPA 011şi NTPA 001) astfel incît să se atingă stărea bunăa apelor. La nivelul bazinelor hidrografice au foststabilite măsuri suplimentare pentru 15 aglo ‐merări umane mai mari de 2.000 l.e.

In cadrul măsurilor planificate, reabilitarea şiconstruirea reţelelor de alimentare şi canalizareprecum şi a staţiilor de epurare reprezintă cca.97% din totalul de cca. 22 miliarde euro costuride investiţii necesare (fig. 4).

Implementarea cerinţelor Directivei 91/271/EEC privind epurarea apelor uzate urbane ocupă

un loc important în cadrul programului de măsuri(art. 11 al DCA), termenele sale de implementareşi măsurile aplicate fiind cruciale pentru atin‐gerea stării bune a apelor.

Directiva 91/271/CEE privind epurarea apeloruzate urbane este baza legală a legislaţiei comu‐nitare în domeniul apelor uzate şi a fost trans‐pusă în întregime în legislaţia românească prinHG nr.188/2002 pentru aprobarea normelorprivind condiţiile de descărcare ale apelor uzateîn mediul acvatic, modificată şi completată cuHG nr. 352/2005. Obiectivul central al directiveieste protecţia mediului faţă de efectele negativeale evacuărilor de ape uzate urbane şi de apeuzate din anumite sectoare industriale (în prin‐cipal prelucrarea şi fabricarea produselor din in‐dustria alimentară).

Angajamentele României în domeniul protec ‐ţiei mediului au fost negociate şi sunt prevăzuteîn Tratatul de Aderare al României la Uniunea Eu‐ropeană (Protocol, Anexa VII), în cadrul căruia,în ceea ce priveşte colectarea şi epurarea apelor

Fig. 4 .Ţinte intermediare de realizare a nivelurilor de colectare şi epurare a încărcarii biodegradabile totală (în l.e.) pentru conformare

Page 20: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

18 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

uzate urbane, se precizează că “prin derogare dela dispoziţiile articolelor 3, 4 şi 5 alineatul (2) dinDirectiva 91/271/CEE, cerinţele privind sis‐temele de colectare şi tratare a apelor urbanereziduale nu se aplică în întregime pe teritoriulRomâniei până la 31 decembrie 2018, în confor‐mitate cu următoarele obiective intermediare(fig. 3):

‐ la 31 decembrie 2013, conformarea cu dis‐poziţiile articolului 3 din directivă trebuie reali ‐zată în aglomerările urbane cu mai mult de10.000 l.e.;

‐ la 31 decembrie 2015, conformarea cu dis‐poziţiile articolului 5 alineatul (2) din directivătrebuie realizată în aglomerările urbane cu maimult de 10.000 l.e. ;

‐ la 31 decembrie 2018, conformarea cu dis‐poziţiile articoleleor 3 şi 4 din directivă trebuierealizată pentru toate aglomerărilemai mici de 10.000 l.e.

România este obligată să asigureextinderea treptată a sistemelorde colectare prevăzute la articolul3, 4 şi 5 în conformitate cu niveluriminime generale de echivalentlocuitori prezentate în figura 3.

Pentru conformarea la cerinţeleDirectivei privind epurarea apeloruzate urbane s‐a obţinut astfel operioadă de tranziţie de 12 ani sicu termene intermediare (2010,2013, 2015), respectiv până lasfârsitul anului 2018. Perioada detranziţie a fost obţinută având în vedere urmă‐toarele aspecte: declararea întregului teritoriual României ca zonă sensibilă, conform art. 5(8),obligativitatea realizării unei epurări avansate anutrienţilor (art. 5 (2, 3) care necesită costuriridicate pentru îndeplinirea condiţiilor de con‐formare; gradul scăzut de dotare şi stareatehnică precară a sistemelor de canalizare şi ainstalaţiilor de epurare a apelor uzate urbane.

Aceste obligaţii au fost prevăzute şi în Planulde implementare a Directivei 91/271/CEE privindepurarea apelor uzate, modificată prin Directiva98/15/CE, unde au fost stabilite activităţile deimplementare şi necesarul dotărilor cu infra‐structura de colectare şi epurare, la nivelnaţional, pe judeţe, pentru fiecare aglomerarecu mai mult de 2000 l.e. şi termenele de confor‐mare. Planurile de conformare pentru judeţe şifiecare aglomerare umană sunt conţinute înAnexa 3 a Planului de implementare al Directivei91/271/CEE privind epurarea apelor uzate ur‐bane în Romania. În stabilirea acestor termene,pe lângă cerinţele Tratatului de Aderare, un altcriteriu folosit a fost conformarea cu prioritatea aglomerarilor în ordinea dimensiunii lor. Prinurmare, aceste termene au un caracter impera‐tiv pentru că procentele ţintă pentru diferiţi anisă fie atinse în ordinea de conformare a aglome ‐

rărilor. Sunt excepţii în ceea ce priveşteaglomeră rile de dimensiuni mai mici de 10.000l.e. care se pot conforma mai devreme decâttermenele propuse, prin conec tarea la o staţiede epurare ce deserveşte altă aglomerare.

Având în vedere că atingerea „stării bune” atuturor corpurilor de apă de suprafaţă şi subter‐ane reprezintă obiectivul principal al DirectiveiCadru Apă şi ţinând cont că în urma evaluărilorrealizate în cadrul Planurilor de Management, un

Page 21: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

19www.romaqua.ronr.3 / 2013

număr de 1241 corpuri de apă nu vor atinge sta ‐rea/potenţialul bun până în anul 2015, necesi‐tatea implementării programelor de măsuri esteevidentă. Articolul 11 alineatul (7) din DirectivaCadru Apă stabileşte că măsurile trebuie să fieoperaţionale în decembrie 2012. Articolul 15alineatul (3) prevede că, în termen de trei ani dela data publicării fiecărui plan de managemental bazinelor hidrografice, statele membre aleUniunii Europene trebuie să înainteze ComisieiEuropene un raport interimar care să descrie pro‐gresele înregistrate în implementarea programu‐lui de măsuri planificat.

În ceea ce priveşte stadiul realizării măsurilorprevăzute în Programul de măsuri la sfârşitul an‐ului 2012, măsurile pentru asigurarea infrastruc‐turii de apă uzată s‐au concentrat în principal peaglomerările cu mai mult de 10.000 l.e. al cărortermen de conformare cu cerinţele Directivei91/271/CEE privind epurarea apelor uzate ur‐

bane este anul 2015. Astfel, nivelul de colectarecentralizată a încărcării biodegradabile (l.e.)generată de aglomerările urbane a ajuns lasfârşitul anului 2012 la aproximativ 59%, iarnivelul de epurare a apelor uzate la aproape 48%(defalcarea pe judeţe este prezentată în figura5), procentele fiind mai mici decât cele asumateîn Tratatul de Aderare la UE pentru termenul detranziţie intermediar – anul 2010 (61% pentrucolectare, respectiv 51% pentru epurare).

Măsurile planificate se referă la reabilitarea /modernizarea sistemului de colectare şi epurarea apelor uzate, extinderea reţelelor de cana ‐lizare şi construirea de noi staţii de epurare, mă‐suri de management al nămolului, instruireapersonalului şi alte măsuri (studii, monitoring).Astfel, din totalul de 1021 măsuri planificatepentru 649 aglomerări până în anul 2012, s‐au re‐alizat 802 măsuri în 634 aglomerări şi sunt în cursde planificare / realizare alte 1899 măsuri. Cos‐

Fig.5 .Situaţia la nivel de judeţe a colectării şi epurării încărcării biodegradabile dinapele uzate de la aglomerările umane cu mai mult de 2000 l.e. la sfârşitul anului 2012

Page 22: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

20 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

turile de investiţii ale măsurilor realizate au fostde 1,935 miliarde euro, care reprezintă 60,14%din costurile de investiţii planificate în anul 2012(3,217 miliarde euro) şi 25,61% (7,555 miliardeeuro) din cele previzionate pentru anul 2015. Înplus, 45 aglomerări erau conforme din punct devedere al nivelului de colectare şi 9 aglomerăridin punct de vedere al nivelului de epurare. Tre‐buie subliniat faptul că, la stabilirea confor‐mităţii aglomerărilor cu cerinţele Directivei91/271/EEC privind epurarea apelor uzate ur‐bane, se au în vedere concomitent îndeplinireaurmătoarelor cerinţe:

‐ realizarea infrastructurii de colectare şi epu‐rare a apelor uzate la termenele legale stabiliteîn condiţiile Directivei;

‐ tipul de epurare a apelor uzate să fie core‐spunzător cu dimensiunea aglomerării (epuraresecundară în aglomerări cu mai puţin de 10.000l.e. , epurare avansată în aglomerări cu mai multde 10.000 l.e. şi epurare corespunzătoare înaglomerările mai mici de 2.000 l.e);

‐ asigurarea colectării şi epurării apelor uzatede la întreaga aglomerare (nivel de colec ‐tare/epurare de cel puţin 95%);

‐ calitatea apelor uzate evacuate în resurselede apă să fie corespunzătoare legislaţiei în vi ‐goare.

Prin Programul Operaţional Sectorial de Mediu‐ Axa Prioritara 1, Ministerul Mediului a aprobatşi transmis Comisiei Europene pentru finanţare42 proiecte majore pentru extinderea şi modern‐izarea sistemelor de apă uzată pentru toatejudeţele ţării, în valoare de cca. 3,260 miliardeeuro, din care cca. 75% sunt finanţate prin fon‐durile de coeziune şi restul prin co‐finanţare(bugetul de stat, bugetul local, contribuţii aleoperatorilor). Alte fonduri necesare în jurul val‐orii de 1 miliard euro provin de la Bugetul deStat, din surse proprii ale parteneriatelor public‐ private şi alte fonduri europene (Fondul Euro‐pean Agricol pentru Dezvoltare Rurală, ISPA,Banca Mondială, BERD, BEI, etc).

Implementarea Directivei Cadru Apă şi a celor‐lalte directive privind calitatea apei reprezintă

o provocare importantă pentru gospodarii şi op‐eratorii de servicii publice de apă, iar planurilede management ale bazinelor hidrografice, cares‐au realizat în decembrie 2009, şi mai ales im‐plementarea programului de măsuri, constituieprincipalul instrument pentru atingerea stăriibune a apelor.

Bibliografie1. Directiva Parlamentului şi Consiliului

European 2000/60/EC privind stabilirea unuicadru de politică comunitară în domeniulapei, 2000.

2. Directivei Consiliului 91/271/EEC pri vindepurarea apelor uzate urbane, modificată şicompletată de Directiva Comisiei 98/15/EC,1991.

3. Planul de implementare în România aDirectivei 91/271/CEE privind epurareaapelor uzate, modificată prin Directiva98/15/CE, 2005.

4. HG nr. 80 din 26 ianuarie 2011 pentrupentru aprobarea Planului naţional de man‐agement aferent porţiunii din bazinul hidro‐grafic internaţional al fluviului Dunărea careeste cuprinsă în teritoriul României, 2011.

5. Danube River Basin District Manage‐ment Plan, 2009.

6. Interim Report on the Implementationof the Joint Program of Measures in theDRBD, Part A – Basin‐wide overview, ICPDR,2012.

7. Raport interimar privind stadiul imple‐mentarii programului de măsuri în România,Raport 2012 Administraţia Naţională „ApeleRomâne”.

8. Raportul „Stadiul realizării lucrărilorpentru epurarea apelor uzate urbane şi a ca‐pacităţilor în execuţie şi puse în funcţiunepentru aglomerări umane”, AdministraţiaNaţională „Apele Române”, 2012.

Page 23: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

21www.romaqua.ronr.3 / 2013

Abstract. Because of hystorical reasons,distribution networks in Romania, started to bebuilt 130 yars ago, and measuring now over 65000km, have a great leakage, over 30‐50%. The maincauses are: oldest pipe (aver 25% must be reaha‐bilitate), it was built in the heavily condition andflow rate was drasticaly reduced because of me‐tering, population poverty and industrial waterreduction; through the same “ holes” of networksthe water lost is the same but is reported to the2‐3 time les water introduced in the network.Unfortunately with lost water a great quanty ofenergy (needs for water transportation, means0.3‐1.0 kWh/m3) is lost and this quantity couldbe 20‐30%. Using a very simple example a shortdemonstration is done. That means a great parts

of existing networks must suport an importantproces of renovation and rehabilitation.

Key words: network distribution, waterloss, energy consumption, rehabilitation.

un mijloc eficient de reducere a consumului de energie

Retehnologizareareţelelor de distribuţie

Prof. univ. dr. ing. Alexandru MĂNESCU [email protected]

Şef lucr. dr. ing. Sorin [email protected]

Unversitatea Tehnică de ConstrucţiiBucureşti, Departamentul de Inginerie

Hidrotehnică

Page 24: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

22 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

1. IntroducereReţelele de distribuţie din localităţile ţării

noastre au început să fie construite acum peste130 ani, astfel că astăzi pot fi întâlnite materialedin prima etapă de execuţie (de regulă fontăcenuşie/de presiune), precum şi din a doua etapăde dezvoltare, oţelul mai mult neprotejat,azbocimentul (care trebuie înlocuit conform uneicerinţe de protecţie contra cancerului), tuburidin beton armat precomprimat. Abia după anii’95 au început să apară tuburile din PE, fontăductilă, PAFSIN etc. Aceste materiale din care aufost construite reţelele, au îmbătrânit, au fostsuprasolicitate tehnologic şi constructiv (au fostamplasate pe străzi unde pe vremea aceea cir‐culau căruţe iar astăzi pot circula autobetonierede 40‐60 t).Urmarea ,este creşterea alarmantăavariilor şi implicit a pierderilor de apă din reţea.Pierderea de apă produce disconfort căii de ru‐lare, construcţiilor subterane, consumatorului şifurnizorului de apă. În final toate necazurileajung să fie plătite de către consumator, benefi‐ciarul serviciului. În mod corect ar trebui caaceste pierderi să fie ţinute sub control darîncercarea se soldează cu costuri. Când se ajungela costuri se mai constată că de fapt reţeaua aajuns să fie supradimensionată deoarece în timp,mai ales după anul 2000, ca urmare a contor‐izării, a diminuării veniturilor populaţiei, redu ‐cerii cererii de apă pentru industrie etc, au

scăzut debitele transportate prin reţea. Avândaceleaşi orificii în tuburi, îmbinări şi armături, şio presiune mai mare, pierderea de apă exprimatăîn procente a devenit foarte mare (cca.40‐ 60%).O asemenea valoare este insuportabilă pentruconsumator dar şi pentru furnizor deoarece nupoate obţine bani cu împrumut pentru modern‐izare (exploatează un sistem neperformant).Încercarea de reducere a pierderilor prinrepararea avariilor duce la întrebarea, ce estemai ieftin, repararea avariilor sau înlocuirea sis‐temului de conducte ? Dacă refacerea sistemuluide conducte este o soluţie mai bună apare ime‐diat a doua întrebare, la ce diametru se refaceconducta? De aici se poate trage concluzia căeste nevoie de o retehnologizare a reţelei. Ca săse poată realiza acest lucru, trebuie demonstratcă avantajele soluţiei retehnologizate sunt maimari decât necazurile actuale şi viitoare pe oreţea nereabilitată.

2. Dimensiunea problemeiSe reaminteşte că reţeaua poate fi alimentată

cu apă în două moduri(fig 1):gravitaţional prinrezervor de cotă (soluţie mai sigură) sau ali‐mentare directă prin pompare (solutie care poatefi la fel de sigură). Între cele două limite pot exista o mulţime de reţele cu funcţionare com‐binată sau şi reţele funcţionând cu "contra ‐rezervor", soluţie mai rar aplicată.

Fig .1 .Scheme tehnologice de funcţionare a reţelei

Page 25: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

23www.romaqua.ronr.3 / 2013

Dacă se marchează pe aceste scheme liniapiezometrică în cazul funcţionării actuale se con‐stată că în reţea se asigură o presiune mai maredecât cea necesară (cu valoarea Δh) deoarecedebitul este mai mic iar pierderea de apă maimare (dar nu aşa de mare ca să compensezeefectul pierderii de apă). Totodată pompa asigurăo presiune mai mare pe aducţiune deci consumămai multă energie şi produce şi o pierdere maimare de apă.

Pierderea de apă este însoţită şi de pierdereaimplicită de energie. După cum se poate vedeasporul de energie este proporţional cu toată can‐titatea de apă introdusă nu numai cu energia ex‐istentă/înglobată în apa pierdută. După dateledin literatura de specialitate /1/ pierderea deenergie poate fi de ordinul 20‐25% din energianecesară pentru transportul apei. Se mai poateconstata că la pomparea directă o soluţie inter‐mediară (care intră în procesul de retehnolo‐gizare) este înlocuirea pompelor vechi cu altelenoi, performante şi cu turaţie variabilă. Este însăo etapă intermediară, (o dotare cu tehnică mod‐ernă pe un sistem arhaic) dar care mai salveazăceva din costuri până la soluţia definitivă. Lareţeaua cu alimentare din rezervor se poate găsio soluţie de amplasare de vane de control a pre‐siunii; se rezolvă jumătate din problemă – redu ‐cerea presiunii deci reducerea pierderii de apă,nu şi reducerea consumului total de energie.

Ce trebuie să aducă retehnologizarea?‐ Stabilirea noilor valori a diametrelor con‐

ductelor reţelei, funcţie de noua strategie defuncţionare; vor fi înlocuite conductele deazbociment, conductele de oţel neprotejat,conductele de fontă cu grad avansat deuzură; vor apărea conducte noi ca urmare aunei tendinţe de schimbare a sistematizăriilocalităţii.

‐ Schimbarea regimului presiunilor înreţea(fig. 2); se poate o reţea cu o singurăzonă de presiune sau o reţea cu mai multezone de presiune (distribuite alăturat sausuprapus).

‐ Schimbarea modului de alimentare areţelei sau/şi mai mult conducte de legătură,

‐ Stabilirea noilor indicatori de perfor‐manţă, pentru faza finală a lucrărilor.

‐ Stabilirea unei strategii pentru faza detrecere de la starea actuală la starea finalăde lucru; după unele aprecieri [2] în primafază de retehnologizare ar putea intra în dis‐cuţie cca. 15000 km de conducte.

‐ Definirea unei strategii de reabilitare aconductelor, de regulă cu păstrarea traseelor.

‐ Dotarea reţelei cu sisteme de supraveg‐here a presiunii şi calităţii apei.

Fig. 2. Reţea de distribuţie cu zone de presiune

Page 26: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

24 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

3. ExemplificarePentru exemplificare va fi analizată o reţea

simplă de distribuţie. Pe schema respectivă vor

fi aplicate ipoteze de funcţionare în vederea sta‐

bilirii valorilor de apă transportată şi a presiuni ‐

lor necesare în vederea determinării con su mului

de energie.

Pentru variantele adoptate vor fi făcute co‐

mentariile respective. Pentru comparaţie vor fi

păstrate valorile generale de calcul, fig 3. Pentru

uşurinţa comparaţiei se consideră reţeaua în plan

orizontal, la cota zero, iar presiunea minimă la

branşament 20 mCA.

Tot pentru simplificare, reţeaua are formă

liniară; se poate considera că la noduri sunt

legate alte bare.

Debitele de calcul sunt date în tabelul 1, pen‐

tru toate variantele. Se consideră că pentru

reţeaua iniţială toate conductele sunt din

azbociment (1/n = 90), sunt astfel de reţele în

ţară, iar în final conductele din reţeaua nouă vor

fi din polietilenă (PEID, PN 6, 1/n=100); durata

de viaţă este estimată la 50 ani.

Ipoteze de calcul:(1) starea iniţială, debit specific mare (250

l/om/zi), pierdere mare de apă, 40% din debitulde apă introdusă în reţea;

(2) starea inţială a conductelor, funcţionândcu debitele actuale (120 l/om.zi) şi pierderea deapă egală cu valoarea veche de 40% din debituliniţial (în realitate este puţin mai mare deoarecepresiunea în reţea este mai mare; este complicatdar se poate calcula);

(3) starea finală (reţea reabilitată) cu păstra ‐rea schemei actuale dar reducerea consumuluispecific la 120 l/om.zi şi a pierderii de apă la 10%;

(4) varianta finală a reţelei dar cu schim‐barea nodului de alimentare a reţelei noi în nodulcentral (3) în condiţiile reţelei reabilitate laipoteza 3 (aşa numita reţea spaţială); estereţeaua retehnologizată şi reabilitată.

Tariful apei se va considera 4 lei/m3, costulenergiei 0,5 lei/kWh, costul conductei din PEconform unei estimări, durata de viaţă a con‐ductei noi 50 ani, coeficienţii de variaţie orarăko=1,50, kzi=1,30 (se păstrează); nu se ia în cal‐cul incendiul (corecţiile se pot face la calculul deverificare); rezultale calculelor sunt sistemati‐zate în tabelele 1 şi 2 şi figurile 3, 4 si 5.

Varianta bara bara bara bara bara bara

SP‐1 1‐2 2‐3 3‐4 4‐5 5‐6

1 237 210 160 110 60 20

2 159 146 111,3 76,6 41,47 19,9

3 89,4 80,2 61,2 42,2 23,2 7,7

4 89,4* 9,2 28,2 42,2 23,2 7,7

Tabel 1. Debitele de calcul în cele 4 variante, l/s.

*Bara este SP‐3.

Page 27: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

25www.romaqua.ronr.3 / 2013

Tabel 2. Rezultate sintetice asupra calculelor

1 250 40 237 23,7 75 675 337 6,32 3,83 10500 1,53 0,087

2 250 40 159 22 46,6 408 204 4,53 3,83 10500 1,13 0,1053 120 10 89.4 27 32,2 282 141 0,58 1,44 3961 0,14 0,1954 120 10 89,4 27,0 32,2 282 141 0,58 1,44 3961 0,14 0,195

Varianta q l/om/zi kp % Qormax,

l/s Hp m P kW E, 103

kWh/an

CElei/an

106

CostaPa

pierd.106

lei/an

Vol.apa106

m3/an

Qzimed106

m3/an

Vol. apapierd.

106

m3/an

espkWh/m3

Fig .4. Reprezentarea sintetică a rezultatelor în varianta 3

Fig 3 ‐ Schema de calcul a reţelei şi presiunile rezultate în variantele 1 şi 2

Page 28: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

26 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Fig .5. Rezultatele calculului în varianta 4

VariantaInvestiţia anuală,

lei/an

Costul apei pierdute, 106 lei/an

Costul energiei de pompare,

103 lei/an

Cost total 106 lei / an

1 ­ 6,32 337,5 6,657

2 ­ 4,53 204 4,734

3 0,600 0,578 141 1,32

4 0,600 0,578 141 1,32

Estimarea costurilor, în mod simplificat, este prezentată în tabelul 3.

Tabel 3. Estimare costuri

Nota:

1‐ Costul investiţiei este deformat deoarece este cuprins numai costul reţelei prezentate înfigură; în realitate de nodurile respective pot fi legate multe bare de diametre convenabile.

2‐ Energia de pompare serveşte şi pentru reteaua care nu se vede în schemă dar care poate ex‐ista; din această cauză costul energiei pare disproporţionat.

3‐ În variantele 1 şi 2 nu apar costurile de reparaţii, importante.

Page 29: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

27www.romaqua.ronr.3 / 2013

4. Concluzii a) Compararea valorilor din

tabele reliefează faptul că potfi obţinute economii semnifica‐tive de bani prin retehnologi za ‐re sau şi reabilitare; re abi litareatrebuie făcută ‐ este cea maiimportantă concluzie; desigurcă din cauza simplificărilordiferenţa între valori poate sănu fie aşa de mare.

b) Se poate vedea diferenţamare de consum de energie;numai pentru aceasta şi reabilitarea trebuie fă‐cută; faţă de varianta 2 (funcţionarea actuală areţelei) reducerea costului de energie este decca. 30%. Cum în timp costul de producere a en‐ergiei creşte mereu este greu de spus care va fieconomia reală de consum şi de cost a energiei.În ipoteza creşterii costului energiei cu 1% pe antariful va deveni cu cca 30% mai mare şi deci cos‐turile vor fi cu 30% mai mari.

c) Din cauza că investiţia se raporteză (aici afost considerată în cotă uniformă de repartiţie încei 50 ani) la o durata mare de viaţă efortul parerelativ redus; dificultatea constă în obţinereaacestor fonduri şi recuperarea lor prin tarif. Dacăse admite că reteaua poate avea, în medie olungime de 3m/loc, iar în aplicaţia prezentatăpopulaţia este de cca. 30000 locuitori, rezultă căreţeaua reală poate avea 90 km; la un diametrumediu de 250 mm (pentru calcul), investiţia

poate fi de cca. 30,0 mil.lei investitia toala saucca. 600 mii lei/an; în această sumă nu suntcuprinse costurile armăturilor, căminelor etc.

d) În realitate reabilitarea reţelei implică şireabilitarea celorlalte componente ale sistemului(captare, tratare, rezervoare, aducţiune, staţiide pompare); ca atare economiile obţinute dinaceastă activitate pot fi mult mai mari.

e) Reabilitarea fiecărui sistem este o operaţi‐une particulară deoarece fiecare sistem de ali‐mentare cu apă este un unicat. Deoareceretehnologizarea este o operaţiune complicatăea trebuie începută din timp pentru a da soluţi‐ilor timp ‘să se aşeze’.

f) Exemplul prezentat poate servi pentru con‐turarea ideii de retehnologizare, de abordare aproblemei şi de argumentare că retehnologizareamerită să fie studiată chiar dacă nu se poateaplica integral acum.

Bibliografie[1]. GIZ‐VAZ; Guideline for Water Loss Reduction: A focus on Pressure Management; Mutenz

(CH)‐ Karsruhe (D), 2000.

[2]. Studiu privind îmbătrânirea conductelor realizate din diferite materiale. Studiu al Depar‐tamentului de Inginerie Hidrotehnică, nepublicat. 2013

[3]. Perju S., Mănescu Al., Exploatarea lucrărilor de alimentare cu apă şi canalizare; CONS‐PRESS 3012.

[4]. Mănescu Al., Manual pentru controlul pierderilor de apa din sistemele de alimentare cuapă; Ed EstFalia, Bucureşti 2012.

Page 30: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

28 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Bulgarian Water Association – BWA or‐ganised a Round Table – a discussion on:Good practice in the reduction of unbilledwater and establishment of a permanentWork group for its spread” as well as aCompetition on water leak detection.Both events were held on 3rd and 4th Aprilin Stara Zagora Mineral Baths.

Dobromir Simidchiev – a Deputy Minis‐ter of MRDPW, Ivanka Videnova – a Direc‐tor of Water Supply and SewerageDepartment at MRDPW, Ivan Ivanov ‐ aChairman of BWA, Atanass Paskalev – aDeputy Chairman of BWA, managers ofmore than 20 water companies from thestate and representatives of companies.

Dobromir Simidchiev made a presenta‐tion regarding some European good prac‐tices in water loss reduction. In thediscussion that followed, some of themanagers of the water companies made afew proposals which will be discussed bythe Work group on water loss reduction.Marianna Kuyumdzhieva from MRDPW waselected as a secretary of the Work group.A Competition on water leak detectionwas held on 3rd April in Stara Zagora Mineral Baths. Representatives of 9 water companies tookpart. Burgas Water Company won the first place, followed by Blagoevgrad Water Company andYambol Water Company.

ROUND TABLE AND COMPETITIONON WATER LEAKDETECTION

Page 31: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

29www.romaqua.ronr.3 / 2013

Page 32: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

30 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Abstract. In Romania, themain river hydropower potential isabout 40.000 GWh/year and is cur‐rently exploited at a rate of 48%.Hydro power potential can be ob‐tained in large hydropower plants(>10 MW /hydro facility) or lowpower (<10 MW/hydro facility).

Another green energy sourcemore and more often used is re ‐presented by the environmentalsolution of biogas production andits burning in thermal engines, re‐sulting in both electricity and heatthat can be used for own use orcan be sold to third parties or tothe national system.

This paper is presenting thecase of Tarniţa micro‐hydropowerplant, which was put into opera‐

tion in 2009, downstream the re ‐servoir with the same name, beingowned by S.C. Somes Water Com‐pany S.A. The micro‐hydro powerplant is part of a complex of con‐structions and facilities needed totransport raw water from Tarniţareservoir to Gilău water treatmentplant, representing one of the few in ‐vestments of its kind in our country.

It also presents the process ofelectric and thermal energy pro‐duction through the biogas gene ‐rator at Someşeni wastewatertreat ment plant which is in opera‐tion for over 10 years. The coge ‐neration plant solves two pro blems:the exploitation and environmentalfriendly disposal of sludges fromthe wastewater treatment and ob‐taining significant revenues fromits operation.

This paper tackles severalprac ti cal issues concerning theoperation of the Tarniţa micro ‐hydropower plant and the biogasgenerator from Someşeni waste‐

water treatment plant. The outputcan represent a solid base for man‐agement strategy purposes in orderto ensure peek performance crite‐ria (low consumptions, maximumefficiency etc.).

Are presented both construc‐tive solutions and principles of op‐eration of the two energy recoverysystems as well as the main tech‐nological parameters obtainedfrom the micro‐hydropower plantand biogas generator operation,for a period of 4 years.

KeywordsEnergy potential; Renewable

energy sources; Micro‐hydropowerplants; Biogas generator; Watersupply; Electrical energy

POTENŢIALUL ENERGETIC A SURSELORREGENERABILE DE CAREBENEFICIAZĂ COMPANIADE APĂ SOMEŞ CLUJ

Neamţu Călin, Pop RaduSC Compania de Apă Someş SA,

[email protected]; [email protected]

Page 33: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

31www.romaqua.ronr.3 / 2013

1. INTRODUCERESursele regenerabile de energie (SRE) deţin un

potenţial energetic important şi oferă disponibilităţinelimitate de utilizare pe plan local şi naţional. SRE asi ‐gură creşterea siguranţei în alimentarea cu energie elec ‐trică şi limitarea importului de resurse energetice.

Producerea energiei electrice din surse regenera‐bile, atât în România cât şi în Uniunea Europeană, areun rol deosebit de important în protecţia mediului şiîn industria economiei moderne, prin eliminareaemisiilor de gaze cu efect de seră şi utilizarea unorresurse locale de energie.

România ocupă locul 38 în clasamentul mondial alcelor mai mari consumatori de energie electrică şieste pe primul loc în Europa de Sud‐Est, beneficiindde un total de hidroenergie utilizabilă de 36 TWh/an.

În România, evaluarea balanţei energetice se real‐izează prin luarea în considerare a următoarelor tipuride surse regenerabile de energie: hidroenergia, ener‐gia solară, energia eoliană, biomasa şi energia geot‐ermală.

În condiţiile unei dezvoltări durabile, Compania deApă Someş Cluj a luat iniţiativa de exploatare asurselor regenerabile de energie disponibile în aria deactivitate: hidroenergia, biomasa şi energia solară.

Alimentarea cu apă potabilă a judeţului Cluj, acărui populaţie estimată este la aproximativ 450.000locuitori, se realizează prin captarea apei brute dinlacurile de acumulare Gilău, Someş Cald sau Tarniţa,tratarea apei în staţia Gilău şi distribuţia apei potabileprin conductele de transport şi ulterior, prin reţeauapublică de distribuţie.

Utilizarea sursei de apă brută Tarniţa aduce nu‐meroase avantaje, calitatea apei brute din acest lacfiind mult superioară în comparaţie cu apa brută dinlacul Gilău şi Someşul Cald, conducând în acest modla costuri minime în procesul de potabilizare a apeide la staţia de tratare Gilău.

Odată cu realizarea aducţiunii de apă brută dinlacul de acumulare Tarniţa, Compania de Apă Someşa decis construcţia unei microhidrocentrale (MHC) peaceastă conductă de transport a apei brute, ex‐ploatând potenţialul hidroenergetic rezultat princaptarea apei brute din lacul de acumulare.

Microhidrocentralele reprezintă o modalitate eco‐logică de producere a energiei electrice din surse re‐generabile de energie, fără impact negativ asupramediului, cum se întâmplă în cazul hidrocentralelorde mari dimensiuni, care ridică probleme de manage‐ment al cursurilor de apă şi modificarea mediului în‐conjurător, cu impact asupra florei şi faunei [1].

În general nu există o definiţie valabilă pentru ter‐menul de microhidrocentrală, pe plan internaţionalconsiderându‐se MHC centralele hidroelectrice careau o putere instalată inferioră limitei de 10 MW.

Există mai multe clasificări ale microhidrocen‐tralelor (ex. amenajări pe firul apei, amenajări cuacumulare, de înaltă cădere, de cădere mică etc.),

un caz particular fiind reprezentat de amenajărilehidroenergetice, care au producerea de energie elec‐trică subordonată procesului de captare a apei bruteîn scopul tratării şi alimentării cu apă potabilă a pop‐ulaţiei.

O altă sursă de energie regenerabilă exploatată deCompania de Apă Someş este reprezentată debiogazul rezultat din nămolul şi sedimentele de laepurarea apei din staţia Someşeni. În urma epurăriiapelor uzate rezultă ca produs secundar nămol primarşi nămol activ în exces. Acestea se fermenteazăanaerob în regim mezofil, proces din care rezultăbiogaz.

Biogazul este un amestec de gaze combustibile(metan, bioxid de carbon, monoxid de carbon, hidro‐gen sulfulat şi alte gaze) care se formează prin de‐scompunerea substanţelor organice în mediu umed şilipsă de oxigen.

În Staţia de epurare din Cluj‐Napoca se producebiogaz, acesta fiind stocat într‐un gazometru. Bio ‐gazul este folosit pentru încălzire şi producere decurent electric cu ajutorul unui generator cu biogaz.

Rezervoarele de acumulare şi compensare de apăpotabilă care fac parte din sistemul de distribuţie aapei potabile în zona rurală a judeţului Cluj şi Sălaj,sunt de obicei situate la distanţă mare faţă de surselede energie electrică. Din acest motiv, prin realizareaunor investiţii moderne, Compania de Apă Someş areuşit implementarea unor sisteme solare de produc‐ere a energiei electrice, necesară alimentării echipa‐mentului de măsură a parametrilor tehnologici (nivelapă) şi a tablourilor de automatizare şi transmisie ladistanţă a datelor achiziţionate.

2. PREZENTAREA MICROHIDROCENTRALEI TARNIŢA

Amplasarea obiectivului Microhidrocentrala Tarniţaeste la 300 m aval de centrala CHE Tarniţa, pe malulstâng al râului Someşul Cald, în apropiere de staţia detransformare de la CHE Tarniţa.

Microhidrocentrala Tarniţa (fig.1) este amplasatăpe conducta de aducţiune spre Staţia de tratare de la

Page 34: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

32 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Gilău, lucru care impune căteva condiţii în funcţio ‐narea microhidrocentralei, fiind din punct de vederetehnologic subordonată sistemului de aducţiune.

Captarea apei brute din lacul de acumulare Tarniţase realizează cu ajutorul instalaţiilor de la Turnul deCaptare Tarniţa, situat la 145 m amonte de barajulTarniţa, pe malul stâng al lacului.

Conducta de aducţiune Tarniţa are o lungime de4,2 km şi se racordează la una din prizele de apă ex‐istente la barajul Someşul Cald. A doua priză de apăde la barajul Someş Cald este utilizată pentru prelu‐area apei din lacul Someşul Cald.

Apa brută este transmisă printr‐un sistem de pom‐pare / sifonare (modul de lucru, pompare sau si‐fonare, depinzând de nivelul apei din lacul Tarniţa).De la cota apei la NNR (521,50 mdM) până la cota apeila cota minimă de sifonare în lacul Tarniţa (519,25mdM), sistemul de captare lucrează ca sifon simplu şiapa brută este transmisă spre bazinul de rupere a pre‐siunii / rezervorul de capăt fără ajutorul pompelor.Când nivelul apei scade în lacul Tarniţa sub cota desifonare, atunci pompele ridică apa la cota de la carefenomenul de sifonare poate fi folosit (regim mixt:pompare + sifonare) sau, la cote şi mai scăzute, sis‐temul funcţionează numai în regim de pompare.

Turnul de Captare al apei situat în lacul Tarniţa are

fundaţia la cota 500,50 mdM şi include echipamentelespecifice pentru captarea apei şi pomparea ei pe dea‐supra coronamentului barajului Tarniţa (fig. 2):

‐ 3 pompe pentru aspiraţia apei, instalate la bazaturnului de captare, în compartimente etanşe unulfaţă de altul: Q = 1,5 m3/s, H = 19,5 m;

‐ 1 senzor de nivel ultrasonic, instalat pe o consolă a Tur‐nului de Captare, care măsoară nivelul apei în lac;

‐ 3 senzori hidrostatici de nivel, instalaţi în com‐partimentele pompelor de apă, care măsoară nivelulapei în compartimentul fiecărei pompe şi care repre ‐zintă o condiţie de siguranţă pentru funcţionareapompelor;

‐ 3 aerisitoare, 3 vane electrice pentru izolare şi3 clapete de sens, pe fiecare din cele 3 ramuri detransport a apei brute spre conducta Dn 1100 mm desub podul de acces;

‐ debitmetru ultrasonic pentru măsurarea debitu‐lui de apă brută captat.

Rezervorul de Rupere a Presiunii a fost proiectatca un rezervor de recepţie şi de rupere a presiunii con ducteide sifonare Dn 1600 mm (care face legătura între Tur‐nul de Captare şi Bazinul de Rupere a Presiunii), avândo capacitate activă de compensare de 1000 m3.

Din Rezervorul de Rupere a Presiunii pleacă o con‐ductă de oţel Dn 1200 mm spre Microhidrocentrala

Fig. 2. Schema hidraulică de captare a apei brute din lacul de acumulare Tarniţa

Page 35: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

33www.romaqua.ronr.3 / 2013

Tarniţa iar pentru preaplin şi pentru operaţiile degolire a rezervorului există o conductă Dn 600 mm,prin intermediul căreia apa este debuşată în laculSomeşul Cald.

Microhidrocentrala Tarniţa (fig.3) are o capacitateinstalată de 1,6 MW, fiind compusă din echipamentehidromecanice şi electrice, constând în principal dindouă turbine hidraulice Francis orizontale FO 140/690care antrenează două generatoare asincrone orizon‐tale GA 100/55‐8. Unitatea produce în medie 6250MWh/an şi beneficiază de sistemul certificatelorverzi, a căror tranzacţionare se face în regim con‐curenţial, pe baza contractelor bilaterale între produ ‐cătorii de energie din surse regenerabile şi fur ni zoriiconsumatorilor finali de energie electrică [2].

Cantitatea de energie produsă de Microhidrocen‐trala Tarniţa depinde de doi factori:

‐ presiunea din conducta forţată de transport aapei brute: cu cât este mai mare, cu atât energia pro‐dusă este mai mare;

‐ debitul de apă care trece prin turbine: energiaprodusă este direct proporţională cu cantitatea deapă care trece prin turbine.

În funcţionarea Microhidrocentralei este necesarăasigurarea unei presiuni de serviciu disponibile în aval(0,45 bar), lucru care are un efect pozitiv în func ‐

ţionarea instalaţiei, prin eliminarea posibilităţiiapariţiei fenomenului de cavitaţie la turbine. Aceastăpresiune asigură şi transportul optim al apei brute princonducta de aducţiue spre staţia de tratare Gilău.

Componentele principale ale MicrohidrocentraleiTarniţa sunt reprezentate de:

‐ Acumularea: este reprezentată de lacul de acu‐mulare Tarniţa, care constituie o formă de stocare aenergiei potenţiale disponibile;

‐ Circuitul hidraulic: include Turnul de Captare aapei brute, Conducta de sifonare, Rezervorul de Ru‐pere a Presiunii de încărcare a conductei forţate şiConducta forţată;

‐ Turbinele hidraulice: reprezintă componenteleactive ale Microhidrocentralei, care realizează con‐versia energiei apei în energie mecanică;

‐ Generatoarele electrice: energia mecanică pro‐dusă de turbinele hidraulice este transmisă genera‐toarelor electrice de joasă tensiune, care realizeazăconversia energie mecanică → energie electrică;

‐ Staţia de transformare: utilizată pentru ridicarea ten ‐siunii electrice de 400 V la tensiunea corespunzătoaretransportului prin reţeaua electrică locală: 20 kV.

Turbinele hidraulice FO 140/690 utilizate pentruexploatarea potenţialului hidroenergetic al amena‐jării de mică putere Tarniţa, se caracterizează prin:

Fig.3. Microhidrocentrala Tarniţa şi instalaţiile de selecţie a surselor de apă brută: Tarniţa sau Someşul Cald.

Page 36: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

34 www.romaqua.ro nr.3 / 201334 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

‐ tip turbină: Francis orizontală;‐ diametru caracteristic rotor: D1 = 690 mm;‐ turaţia nominală: n = 750 rpm;‐ debit nominal: Qn = 1,5 m³/s.Generatoarele asincrone, de tip GA 100/55‐8 sunt

de tip asincrone, trifazate, cu arborele orizontal cu‐plat la arborele turbinelor Francis. Generatoarele GA100/55‐8 au următoarele caracteristici tehnice prin‐cipale:

‐ putere nominală: 800 kW;‐ putere în amenajare: 324÷772 KW, în funcţie de

încărcare;‐ tensiune nominală: 400 V;‐ frecvenţa nominală: 50 Hz;‐ factor de putere nominal: 0,86;‐ factor de putere în amenajare: 0,72÷0,86, în

funcţie de încărcare;‐ curent nominal: 345 A;‐ curent în amenajare: 651÷1300 A, în funcţie de

încărcare;‐ turaţia nominală sincronă: 750 rpm;‐ turaţia de ambalare: 1336 rpm, în concordanţă

cu turbina;‐ randament: 95,1 %.

Pentru cota maximă a apei 518,00 mdM în rezer‐vorul de încărcare a conductei forţate, conducta deapă brută pe tronsonul Tarniţa – Baraj Someşul Calddispune în punctul de amplasare al Microhidrocen‐tralei de o cădere brută maximă de 64,20 mCA (518,00– 453,80 mdM presiune de serviciu aval).

Pentru cota minimă a apei 515,00 mdM în rezer‐vorul de încărcare a conductei forţate (1 metru pesteradierul rezervorului), se dispune în punctul de am‐plasare al Microhidrocentralei de o cădere brută min‐imă de 61,20 mCA (515,00 – 453,80 mdM presiune deserviciu aval).

Presiunea statică absolută în punctul de amplasareal Microhidrocentralei este de 77,50 mCA (518,50 –441,00 mdM cotă ax conductă).

Instalaţia de automatizare a MicrohidrocentraleiTarniţa controlează procesul de pornire, cuplare lareţea, debitare energie în reţeaua electrică naţionalăde 20 kV, compensarea automată a factorului de put‐ere, oprirea normală sau de avarie a microhidroagre‐gatelor.

3. PREZENTAREA GENERATORULUICU BIOGAZ

Motorul generatorului cu biogaz este de tip cuaprindere prin scânteie, motor de tip TBG 616 V16K,n = 1500 rot/min, cu putere electrică de 626 kW, put‐ere calorică de ieşire de 834 kW şi putere calorică laintrare de 1711 kW.

Aşezarea cilindrilor este de tip 16 în V, la o încli‐naţie de 60°. Pentru admisie şi evacuare, producă‐torul a ales soluţia utilizării a câte 4 supape pecilindru, două pentru admisie şi două pentru evac‐

uare. Acestea sunt acţionate prin intermediul unui sin‐gur ax cu came.

Alimentarea cu combustibil a motorului este de tipturbo, o parte din presiunea dată de gazele arse fiindutilizată la antrenarea turbinei. Înainte de introduce ‐rea combustibilului în galeria de admisie, acesta esterăcit prin intermediul unui schimbător de căldură ceutilizează apa ca agent de răcire. Acest tip de ali‐mentare cu combustibil este asemănător cu sistemulturbo intercooler utilizat la unele motoare diesel.

Amestecul de aer şi gaz are loc în amestecătorulde gaze de tip Venturi. Avantajul utilizării unui aseme‐nea sistem este că raportul cantitativ dintre gaz şi aerrămâne acelaşi chiar dacă există schimbări majore deflux.

Lubrefierea motorului se face prin intermediulunei pompe mecanice cu reductor ce asigură ali‐mentarea motorului cu cantitatea de ulei necesară.Presiunea de ulei este reglată de o supapă de controla presiunii.

Răcirea motorului este alcătuită dintr‐un circuitprimar de răcire a apei ce trece prin motor, răcireaacestui circuit realizându‐se prin intermediul a încădouă circuite. Primul preia căldura degajată de cir‐cuitul primar de răcire prin intermediul unui schim‐bător de căldură, iar agentul termic încălzit este răcitîn unitatea de răcire exterioară. Cel de‐al doile sistempreia căldura degajată de agentul primar de răcireprin intermediul unui schimbător de căldură şiîncălzeşte agentul termic secundar, care prin inter‐mediul unei reţele de conducte ajunge în sistemul deîncălzire centrală a staţiei de epurare.

O altă sursă de energie termică este dată de gazelearse rezultate din funcţionarea motorului. Pentru val‐orificarea acestei surse, pe conducta de evacuare agazelor arse s‐a amplasat un al treilea schimbător decăldură ce preia căldura degajată de acestea. Astfelexistă dublul avantaj de a nu evacua în atmosferăgazele la o temperatură de peste 450 °C şi totodatăutilizarea apei încălzite în circuitul de încălzire cen‐trală. Gazele arse sunt evacuate în atmosferă la otemperatură de cca. 110°C.

Generatorul electric poate produce în regim defuncţionare la capacitate maximă cca. 620 kW energieelectrică. Energia termică produsă de motor este decca. 900 kW. Consumul maxim de biogaz este de 5m3/min.

Actualmente consumul este de cca. 200 m3/h (3,3m3/min) la putere de 420 kWh, el având putere de620 kWh, şi funcţionează cca. 12‐14 h pe zi.

Atunci când este nevoie de energie termică în cir‐cuitul de încălzire centrală, se deschid vanele de peconductele de tur şi retur care fac legătura cu sis‐temul de încălzire centrală. Acest sistem fiind pref‐erenţial în sistemul de răcire al motorului, automatse închide electrovana unităţii de răcire externă a mo‐torului şi toată căldura generată de motor este trans‐ferată sistemului de încălzire a apei pentru încălzire.

Page 37: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

35www.romaqua.ronr.3 / 2013 35www.romaqua.ronr.3 / 2013

În cazul în care nu avem nevoie de energie termicăpentru încălzire se obturează traseul apei de încălzireprin închiderea vanelor de pe conductele de tur şi deretur ale sistemului de încălzire a apei. Răcirea mo‐torului se va face prin intermediul unităţii exterioarede răcire.

4. PANOURI SOLAREPentru monitorizarea nivelelor de apă în rezer‐

voarele de apă potabilă din localităţile Luna,Săvădisla, Finişel, Pata, Corpadea din judeţul Cluj şidin localităţile Cuceu şi Valea Mitii din judeţul Sălăj,au fost realizate sisteme automate de măsură localăa nivelelor de apă şi transmisie a acestora la distanţăspre dispeceratul central al Companiei de Apă Someş.

Având în vedere distanţa îndepărtată faţă desursele de energie, sistemele automate de măsurarea nivelelor de apă au fost alimentate cu energie elec‐trică cu ajutorul unui echipament de conversie a en‐ergiei solare în energie electrică.

Sistemul de producere a energiei electrice din en‐ergie solară este compus din trei entităţi principale:panoul fotovoltaic, acumulatorul şi regulatorul detensiune de 12 V. Panoul fotovoltaic are capacitateade furnizare a 12 W, putere necesară alimentăriitabloului de automatizare care preia semnalul denivel din rezervor şi îl transmite la distanţă spre dis‐peceratul central, prin protocol GPRS.

5. PARAMETRI TEHNOLOGICI OBŢINUŢI ÎN URMA EXPLOATĂRIIMICROHIDROCENTRALEI TARNIŢAŞI A GENERATORULUI CU BIOGAZDE LA STAŢIA DE EPURARESOMEŞENI

5.1. Debite medii lunare de apă brută şi con‐sumul anual estimat de biogaz

Debitele medii lunare şi anuale de apă brută cap‐tată din Acumularea Tarniţa şi vehiculate de Micro‐hidrocentrală pe o perioadă de 4 ani sunt prezentateîn tabelul 1 iar în figura 4 sunt reprezentate graficaceste date.

Pentru perioada ultimilor 4 ani, consumul anual es‐timat de biogaz al generatorului de la staţia de epu‐rare Someşeni este prezentat în tabelul 2 iarreprezentarea grafică a acestuia, conform figurii 5.

5.2. Numărul orelor de funcţioare a hidroagre‐gatelor şi a generatorului de biogaz

În tabelul 3 sunt prezentate orele de funcţionareale celor doua hidroagregate din componenţa Micro‐hidrocentralei Tarniţa, în perioada 2009‐2012. Deasemenea sunt prezentate orele de funcţionare a gen‐eratorului cu biogaz din staţia de epurare Someşeni.

Fig. 4. Panouri fotovoltaice utilizate pentru transformarea energiei solare în energie electrică, necesară alimentării sistemelor locale de măsurare a nivelelor

în rezervoarele de apă potabilă

Page 38: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

36 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Luna / Anul 2009 2010 2011 2012

I – 4.252.503 4.491.160 4.165.624

II – 2.480.278 3.787.428 4.017.760

III – 4.395.910 4.426.060 4.157.168

IV – 4.292.335 4.304.788 4.179.792

V – 4.349.097 4.499.536 4.314.102

VI – 4.307.894 4.216.232 3.956.170

VII – 3.188.352 4.365.152 3.862.152

VIII – 3.555.868 4.314.450 2.874.328

IX – 3.869.444 4.184.164 3.541.856

X – 2.603.192 3.962.570 3.354.224

XI 2.469.111 1.177.323 3.997.096 3.342.064

XII 2.689.047 4.349.477 3.834.456 4.379.360

Total 5.158.158 42.821.673 50.383.092 46.144.600

Tabelul 1. Debite medii lunare vehiculate de Microhidrocentrala Tarniţa [m3]

Fig. 4. Variaţia debitelor medii lunare în perioada 2009­2012

Page 39: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

37www.romaqua.ronr.3 / 2013

Anul 2009 2010 2011 2012

Cantitate biogaz 299.372,5 117.524 198.968,5 35.380

Tabelul 2.Consumul anual estimat de biogaz [m3]

Tabelul 3. Numărul orelor de funcţionare a hidroagregatelor

Anul

Microhidrocentrala TarniţaStaţia epurare

Someşeni

HA1 HA2Simultaneitate:

HA1+HA2Generator biogaz

[ore][%] dintotal an

[ore][%] dintotal an

[ore][%] dintotal an

[ore][%] dintotal an

2009 1367 15,6 1608 18,36 1365,5 76,88 – –

2010 7402 84,49 7439 84,92 7328 83,65 – –

2011 8320 94,97 8396 95,84 7469,31 85,26 1290 14,72

2012 8301 94,76 8261 94,3 8110,64 92,33 275 3,13

Mediaanuală

6347 72,45 6426 73,35 6068,36 84,53 782,5 8,93

Fig. 5. Variaţia consumului anual de biogaz la Staţia de epurare în perioada 2009­2012

Page 40: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

38 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

5.3 Puteri zilnice înregistrate pentru hidroagre‐gatele de la MHC Tarniţa

În figura 6 sunt prezentate puterile înregistrate zil‐nic pentru anul 2012, acestea fiind evidenţiate pentrufiecare hidroagregat şi pe total Microhidrocentrală.

5.4 Energii anuale debitate de microhidrocen‐trală şi de generatorul cu biogaz

Tabelul 4 prezintă producţiile de energie anualepentru perioada 2009‐2012, obţinute atât în urma ex‐ploatării microhidrocentralei Tarniţa, cât şi în urmaexploatării generatorului cu biogaz de la staţia deepurare Someşeni. În figura 7 se reprezintă grafic pro‐ducţiile de energie anuale pentru cele două facilităţi.

Fig. 6. Puterile orare înregistrate la hidroagregate în perioada 2009­2012

AnulEnergie debitată [MWh/an]

Microhidrocentrala Tarniţa Staţia epurare Someşeni

2009 1304,7 603,89

2010 6124,5 228,15

2011 7044 397,94

2012 6270 70,76

Media 5185,92 325,19

Tabelul 4.Energii anuale produse din surse regenerabile.

Page 41: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

39www.romaqua.ronr.3 / 2013

6. INTERPRETARE REZULTATE ŞI CONCLUZII

Parametrii tehnologici înregistraţi la microhidro‐centrala Tarniţa permit enunţarea unor concluzii im‐portante:

‐ pentru perioada 2010÷2012, energia medie pro‐dusă de Microhidrocentrală, de la punerea în funcţi‐une şi până în prezent este de 6479,5 MWh/an (cca.85% din energia de proiect). Principala cauză a nere‐alizării energiei de proiect este consumul de apănecesar pentru Staţia de tratare a apei Gilău.

‐ pe baza datelor obţinute din exploatare s‐autrasat curbele de regim şi curbele de durată ale put‐erilor orare, de la punerea în funcţiune a Microhidro‐centralei şi până în prezent. Acestea sunt prezentateîn figura 8.

Prin analiza acestor date se pot desprinde urmă‐toarele:

‐ HA1 a funcţionat în medie 91,4% (evaluare pen‐tru anii 2010÷2012), iar HA2 cca. 91,68% (evaluarepentru anii 2010÷2012) din timpul unui an;

‐ cele două hidroagregate au funcţionat simultancca. 87,08% din timpul unui an (evaluare pentru anii2010÷2012);

‐ ambele hidroagregate funcţionează la puteri subPi, HA1 ajungând la o putere maximă de 540 kW, iarHA2 la o putere maximă de 580 kW;

‐ ambele hidroagregate funcţionează la încărcărireduse, deşi ele pot genera mai multă energie elec‐trică, cu condiţia unui consum mai mare de apă brutăla Staţia de tratare Gilău.

Datorită calităţii apreciabile a apei brute din laculde acumulare Tarniţa, lipsită de suspensii solide în apaturbinată, încă nu s‐au constatat uzuri a rotoarelorturbinelor.

Gradul ridicat de automatizare a Microhidrocen‐tralei şi funcţionarea corespunzătoare a instalaţiilorde ungere şi răcire prin controlul temperaturii lagă ‐

Fig. 7. Energii anuale produse de MHC Tarniţa şi generatorul cu biogaz din staţia de epurare Someşeni în perioada 2009­2012

Page 42: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

40 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

relor, conduce la o funcţionare optimă a hidroagre‐gatelor, evitând uzurile premature ale lagărelor şiopririle frecvente ale grupurilor.

BIBLIOGRAFIE[1] ANRE. Departamentul reglementare în dome‐

niul eficienţei energetice, „Raport de monitorizare asistemului de promovare a E‐SRE în anul 2011”, iunie2012, pg. 12.

[2] HG 1535/2003, „Strategia de valorificare asurselor regenerabile de energie”, decembrie 2003.

[3] http://max‐machine.biz, „MAX Nature Ma‐chine. Green energy is genuinely reliable and power‐ful”, 2011.

[4] Iulian Florescu, „Maşini hidraulice”, EdituraAlma Mater Bacău, 2007, pg. 18.

[5] Pătraşcu Adrian, Apostol Ionuţ, Zamfir Ion,„Accesul la energie curată. Studii de caz”, Terra Mile‐niul III, Bucureşti, iunie 2007, pg. 19.

[6] Popa Bogdan, Paraschivescu Adina Violeta,„Introducere în utilizarea energiei apelor”, EdituraPolitehnica Press Bucureşti, 2007, pg. 66÷84.

[7] Prişcu Radu, „Construcţii hidrotehnice. Vol.II”, Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti, 1974,pg. 425.

[8] Teodorita Al Seadi, Dominik Rutz, HeinzPrassl, Michael Köttner, Tobias Finsterwalder, SilkeVolk, Rainer Janssen, Augustin Ofiţeru, Mihai Ada ‐mescu, Florian Bodescu, Dan Ionescu, „Biogazul – ghidpractic”, octombrie 2008, pg. 12.

[9] Vînătoru Matei, „Conducerea automată apro ceselor industriale”, Editura Universitaria Cra ‐iova, 2005, pg. 52.

Fig. 8.. Curbele de regim şi curbele de durată a puterile orare înregistrate la MHC Tarniţa în perioada 2009­2012

Page 43: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

41www.romaqua.ronr.3 / 2013

Abstract. Empirical approach to anaerobic digestionof wastewater has proved insufficient when the targetwas to increase process efficiency (obtained from the in‐creasing amount of biogas output) which resulted in theneed for construction, calibration and validation of math‐ematical models and then to be able to describe relation‐ships between microorganisms involved in the process andprovide information about the various components ofplant size (volume, retention times, response speed).Mathematical models of purification, although many rec‐ognized as being extremely powerful, don't cover all as‐pects of treatment and are perfectible containinginformation incomplete exploited or even wrong ad‐dressed. Differential models (classical) are relatively sim‐ple mathematical structures, generated by variousresearchers, base of these models were proposed byMonod bacterial growth equations (1949), the kinetics ofthe order 0, 1 and 2 derived from Briggs‐Haldane equa‐tion and growth slowed of these models can be reducedto two differential equations of material balance type:one defining the circuit of organic substance in a plantand a second one on active mass, ie activated sludge, thusbeing called differential models. Category matrix models(STATE‐OF‐ART) includes four models and their variantsmade by a structure called Task Group on Mathematical Modeling for Design and Operation of Bi‐ological Wastewater Treatment Processes established in the mid‐80s by the International WaterAssociation, in order to gather experts from all related fields cleansing: engineering, biochemistry,biomathematics and so on, and professionals associated with the working group. Models are gener‐ically called ASM(Activated Sludge Model) and a chronological number for their position: ASM No.1, ASM No. 2, modified and improved as ASM No. 2d and No. 3, their main feature is the structuringof information in the form a table or matrix (hence the name of matrix models).

Keywords: anaerobic digestion, biogas, mathematical modeling, microorganisms.

Modelarea matematică a metanogenezei ‐ etapă determinantă a vitezei digestiei anaerobe a apelor uzate

Iuliana Rogoveanu RADOSAVLEVICI,

Dan Niculae ROBESCU

*Department of Hydraulics,Hydraulical Machinery and Envi‐ronmental Engineering, Univer‐sity POLITEHNICA of Bucharest,

313 Splaiul Independentei060042, Bucharest, Romania

([email protected];[email protected])

Page 44: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

42 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

1.MODELELE DIFERENȚIALE (clasice)

Sunt structuri matematice relativ simple, carese bazează pe ecuaţiile creşterii bacteriene pro‐puse de Monod (1949), cinetica de ordinul 0, 1 şi2 derivată din ecuaţia Briggs‐Haldane şi creştereaîncetinită; aceste modele se reduc la două

ecuaţii diferenţiale de tip bilanţ de materiale:una pentru circuitul substanţei organice în insta‐laţie şi o a doua referitoare la nămolul activ (deunde și numele de modele diferenţiale).

Bilanţul de materiale al substanţei organicepentru câteva modele se poate vedea în tabelul 1.

în care: V– volumul instalaţiei, dC/dt– derivata temporală a evoluţiei substanţei organice, Q– debitulsubstanței organice în instalație, C0– concentraţia iniţială a substanţei organice din instalaţie, C–concentraţia substanţei organice din instalaţie, r– raportul de recirculare a nămolului activ, k– con‐stantă de stare, X– concentraţia nămolului activ, Ks– constanta de saturaţie a lui MONOD, μm– vitezaspecifică maximă de creştere a microorganismelor, Y– coeficient de randament al nămolului activ.

Marea parte a modelelor cuprinde doar de‐rivări ale acestor ecuaţii diferenţiale cu scopulde a izola relaţii matematice pentru diverse com‐ponente sau parametri în condiţii staţionare şifoarte puţină informaţie matematică suplimen‐tară. Anumite aspecte ale modelelor nu suntcorect evaluate de către autorii lor, iar struc‐turile matematice prezintă câteva probleme,clasificabile în: subiectivism în interpretare, in‐coerenţă în notare, similitudini şi redundanţe,erori matematice şi derivare incompletă. Dat

fiind că cei implicaţi în domeniu au operat sepa‐rat, rezultatele lor sunt uneori similare, cumenţiunea că, deşi ecuaţiile finale sunt mai multsau mai puţin identice, calea pe care s‐a ajunsla aceste ecuaţii nu este neapărat aceeaşi. Se ob‐servă, astfel, că ecuaţiile finale referitoare laconcentraţia substanţei organice şi a nămoluluiactiv din bazin ale modelelor McKinney, Ecken‐felder şi Goodman şi Englade sunt aproape iden‐tice (ecuaţiile (1.1) – (1.6)):

Tabel 1. Bilanțul de materiale al substanței organice la modelele diferențiale (Ognean și Vaicum, 1987).

Model Acumularea desubstanță organică

Substanțe organice introduse

cu influentul

Substanțe organice evacuate

cu efluentul

Substanțe organiceconsumate în pro‐cesul de epurare

McKinny V∙dC/dt = Q∙C0‐ Q∙C ‐ k∙X∙C∙V

Eckenfelder V∙dC/dt = Q∙C0‐ Q∙C ‐ k∙C∙V

Lawrence și Mc‐Carty V∙dC/dt = Q∙C0‐ Q∙C ‐ k∙V∙(C∙X/Ks+C)

Dohanyos și Chu‐doba V∙dC/dt = Q∙C0‐ Q∙C ‐ k∙X(C/C0)

Gaudy VdC/dt = Q∙(C0+r∙C)‐ Q∙C(1+r)‐ µm∙V∙(C∙X/Ks+C)∙(1/Y)

Page 45: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

43www.romaqua.ronr.3 / 2013

Tabel 2. Ecuațiile finale ale concentrației de substanță organică și de nămol activ, după diverși autori.

Autori Concentrația substanței organ‐ice Concentrația nămolului activ

McKinney C=C0/(k5∙T+1)1.1 M=k6∙C/(1/T+k7) 1.4

Eckenfelder C=C0/(k∙Xv∙T+1)1.2 M=Y∙k∙C/(1/T+b) 1.5

Goodman și Englande C=C0/(k∙T+1)1.3 M=Y∙k1∙Xv∙C/(1/T+b) 1.6

Lawrence și McCarty C=Ks∙(1+b∙Tc)/(µmax∙Tc‐1)1.7

Gaudy C=Ks∙(1+b∙Tc)/((µmax+b)∙Tc‐1)1.8

1.1. Modelarea matematică a in‐hibiției metanogenezei de cătreclorofenoli

Clorofenolii exercită un efect crucial asuprametanogenezei, reducând considerabil atâtpotențialul maxim pentru metan, cât și vitezareacțiilor biochimice (în etapa de metano‐geneză). Cu toate acestea, nu există suficienteinformații asupra mecanismului cineticii în legă‐tură cu toxicitatea clorofenolilor asupra metano‐genezei, care este un aspect cheie pentrucontrolul digestoarelor anaerobe, din cauza sen‐sibilității și potențialului de recuperare a en‐ergiei provenite de la eliberarea metanului.Modelul ASM1 poate fi adaptat la o gamă largă desituații, prin actualizarea sau schimbareadiferitelor ecuații ale modelului. Acest studiu apropus un model general cinetic pentru metano‐geneză, a fost aplicat pentru a prezice inhibareametanogenezei de către clorfenoli și poate fi uti‐lizat pentru actualizarea ASM1. Modelul a fostcalibrat și validat folosind o mare varietate deseturi de date experimentale pentru producțiade metan din nămolul granular, în prezența a:2,4‐diclorofenol (24DCP); 2,4,6‐triclorophenol(246TCP) și pentaclorofenol (PCF). A fost evi‐dențiată o perioadă de lag ca efect al clorofeno‐lilor asupra metanogenezei; în plus, s‐a observatcă efectul inhibitor al PCF a fost mai pronunțatîn metanogeneza acetoclastică față de cea

hidrogenofilă; au fost detectate diferite tipuri deinhibiție non‐competitivă și necompetitivă, cuajutorul 24DCP și 246TCP. S‐au obținut valori aleconstantelor de inhibiție considerabil diferite, înfuncție de clorfenolul folosit. Toxicitatea maimare observată la utilizarea PCP este urmare acaracterulului său hidrofob, evidențiat prin testede adsorbție, utilizînd ca adsorbanți n‐etanolulși apa. În textul care va urma, vor fi utilizate ur‐mătoarele notații și abrevieri (indicii 1 și 2 sereferă la cele două tipuri de metanogeneză: ace‐toclastică și hidrogenofilă):

dM/dt rata de producție a metanului (g CH4/LCOD∙zi);

EC50 se referă la concentrația unui medica‐ment, unui anticorp sau unui toxic, care induceun răspuns la jumătatea distanței între linia debază și maxim, după un timp de expunere spec‐ificat;

EC50m‐ EC50 pentru metanogeneza totală;EC50a‐ EC50 pentru metanogeneza acetoclastică,EC50h‐EC50 pentru metanogeneza hidrogenofilă;

k factor empiric pentru producția de metanafectată de inhibitor;

kB constanta de ordinul 1 pentru producția demetan bazal (zi−1);

Kci constanta de inhibare competitivă (mg/L);Ki constanta de inhibare (mg/L);Kni constanta de inhibiție non‐competitivă

(mg/L);

Page 46: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

44 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Ks constanta de saturație la jumătate (gCH4/L COD);

Ksi constanta de inhibiție ireversibilă (mg/L);logP logaritmul coeficientului de partiție al

n‐octaolului în apă;M producția de metan cumulativă (g CH4/L

COD);m ordin de inhibiție non‐competitivă (adi‐

mensional);Mmax‐ producția maximă cumulativă de metan

pentru un timp infinit de digestie (g CH4/L COD∙zi; n ordinul de inhibiție ireversibilă (adimen‐

sional);ni ordinul de inhibiție (generic, adimen‐

sional);

p ordinul de inhibiție competitivă (adimen‐sional);

rj rata curentă a metanogenezei (g CH4/LCOD∙zi );

Rj rata inițială a metanogenezei (g CH4/LCOD∙zi );

Vmax viteza de producere a metanului, max‐imă (g CH4/L COD∙zi);

SMA activitatea specifică a metanogenelor; μmax este viteza maximă specifică de

creștere (zi‐1); X este concentrația biomasei (g VSS/L); Y X/S este randamentul factorului de biomasă

(g biomasă/g COD ).

Observații: a) Notațiile și abrevierile seregăsesc în lista anterioară; b) Dacă nu existăalte mențiuni, efectele corespund doar concen‐trației maxime de clorofenoli aplicate; c) N/A‐nu se aplică sau datele sunt insuficiente; d)Toate concentrațiile sunt în mg/L

Studiul la care se face referire a propus unmodel general cinetic pentru metanogeneză;acest model a fost aplicat pe datele obținute ex‐perimental într‐o gamă largă de condiții și a avutdrept scop predicția inhibării metanogenezei decătre clorofenoli și ar putea fi aplicată pentru ac‐tualizarea ecuațiilor modelului ASM1 pentrumetanogeneză. Experimentele au fost efectuateîn lot. Deoarece obiectivul principal al acestuistudiu a fost încercarea de a generaliza efecteleinhibitoare ale clorfenolilor pentru metano‐geneză prin aplicarea unui model de cineticăgenerală, experimentele nu au avut nicio legă‐tură între ele. Au fost efectuate un set de 6 ex‐perimente în care singurele condiții care nu aufost variate au fost: temperatura (care a fostmenținută la valoarea de 30± 1°C, specificădomeniului mezofil), pH‐ul inițial (=7) și tipul denămol (granular). Metanul a fost măsurat volu‐metric prin metoda deplasamentului pentrubaloanele de sticlă serice de 250 mL [James șialții, 1990] sau cu ajutorul unui gazometru pen‐

tru digestoarele anaerobe de 2L; producția demetan a fost exprimată în g CH4‐COD/L, avândîn vedere că 1 g COD= 404 mL CH4. Testele aufost efectuate în dublu exemplar, au fost însoțitede perioade în care nu a fost adăugat inhibitorul,prin adsorbție pe nămol anaerobic granulatsteril, în condițiile descrise mai sus. Capacitateade adsorbție a nămolului granular a fost deter‐minată după atingerea echilibrului de adsorbțiepentru fiecare concentrație de clorofenol și afost calculată ca diferență între concentrația declorofenol inițială și concentrația la echilibru,împărțită la greutatea biomasei (mg clorfenol/gVSS). Concentrația clorofenolului a fost cuantifi‐cată prin HPLC‐UV (cromatografie lichidă deînaltă performanță). Celelalte analize au fostefectuate în conformitate cu metodele standard[APHA și alții, 2005]. Valorile CE50 au fostobținute prin analiza calitativă a ratelor mediiale metanogenezei, în conformitate cu o lucrareanterioară [Puyol și alții, 2011].

Ipotezele simplificatoare aduse modeluluisunt:

(a) Creșterea biomasei este neglijabilă în ra‐port cu producția de metan, astfel încât concen‐trația biomasei poate fi considerată constantă întimpul încercărilor biologice;

Page 47: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

45www.romaqua.ronr.3 / 2013

Tabelul 3. Efectele clorofenolilor asupra metanogenezei (D. Puyol și alții, 2012).

Compus Tip operație Conc. clorfenol Efectul asuprametanogenezei

Efectul asupra ci‐neticii Referința

CP FBBR 51‐193 Reducerea SMA cu46,7%

Monod cu 2CP casubstrat unic

[M.Bajaj și al.,1998]

CP UASB 40 Reducerea SMA cu16,6% N/A [P.S.Majumder,

S.K.Gupta, 2008]

CP Batch, FB 50‐1200 EC50a= 150 Kni= 86; m= 1 [Y.T.Wang și al. 1991]

CP EC50a= 250 Kni= 97; m= 1

CP EC50a= 550 Kni= 419; m= 1

CP Batch, GB 64‐643 EC50a= 77 N/A [Ennik Maarsen șial., 1998]

CP EC50a= 26 N/A

CP 64‐383 EC50a= 26 N/A

CP FFR 10‐20 Destabilizareabiomasei la

concentrații>100mg/L N/A [U.Bali, F.Sengul,

2005]

4DCP Batch, GB 25‐400 EC50m= 300 Inhibare lineară aSMA

[D.T.Sponza,A.Ulukoy, 2005]

CP Batch, SB 300, 600Inhibarea metano‐

genezei aceto‐clastice

Kni= 157; m= 1 [I.S.Kim și al.1997]

CP Kni= 240; m= 1

CP 50‐300 Kni= 104; m= 1

4DCP RTBR 50‐400 EC50m= 300 Kni= 26; m= 1. [S.Eker, F.Kargi,1997]

46TCP Batch, GB 1‐100EC50a= 41‐79(150C), 52‐90

(370C)EC50h= 52‐91(150C), 66‐103

(370C)N/A [G.Collins și al.,

2005]

46TCP Batch, GB 10‐165 EC50a= 113Inhibarea metano‐

genezei 246TCPeste acumulativă

[D.Puyol și al.,2011]

CP Batch, SB 1‐100 EC50m= 6,8‐76 N/A [G.B.Patel și al.,1991]

CP Batch,

GB 10‐100 EC50a= 410 N/A [Sierra Alvarez șial., 19991]

4DCP 10‐1000 EC50a= 80

6TCP 10‐1000 EC50a= 117

CP 1‐100 EC50a= 8

Page 48: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

46 www.romaqua.ro nr.3 / 201346 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

(b) Epurarea anaerobă se limitează la metano‐geneză, restul de procese interne și externe fiindneglijate în modelele cinetice;

(c) Nu există nici o competență pentru sub‐straturi metanogene microbiene, astfel încâtprocesele de inhibiție pot fi atribuite, exclusiv,concentrației inhibitorului.

Datele colectate de la testele cinetice de‐scrise mai sus au fost folosite pentru a modelaproducția de metan și de a determina, prin ur‐mare, cinetica procesului și parametrii de in‐hibiție. Pentru a cuprinde toate efecteleinhibitoare observate în rezultatele experimen‐tale, a fost propus un model cinetic care explicămetanogeneza (ecuația 1.1.1). Metanogenezapoate fi descrisă printr‐un model pseudo‐Monod,după cum urmează:

1.1.1.

În unele cazuri, creșterea biomasei metano‐gene pot fi considerată ca fiind neglijabilă înceea ce privește producția de metan. Astfel,ecuația (1.1.1) devine:

1.1.2.

în care Vmax este o constantă care descrie vitezamaximă a metanogenezei (g CH4/L COD* zi) unui nă ‐mol anaerob și se referă la parametrii μmax, X șiYX/S.

Într‐un reactor anaerob, metanul poate fi pro‐dus în principal din acetat (metanogeneză ace‐toclastică) sau din hidrogen și hidrogenocarbonat(metanogeneza hidrogenofilă), cele două pro‐cese având loc simultan în timpul digestiei mate ‐riei organice. În reactorul anaerob, me ta no genezaacetoclastică este adesea predominantă, fiindresponsabilă pentru aproximativ 70% din pro‐ducția totală de metan. Deci, producția de

metan poate fi separată în doi termeni de difer‐ențiere a contribuțiilor proceselor acetoclastic șihidrogenofil la metanogeneză, care va conducela:

1.1.3.

în care M1 și M2 sunt producțiile de metan proveninddin procesele acetoclastic, respectiv hidrogenofil(date în g CH4/L COD). Combinarea ecuațiilor (1.1.2)și (1.1.3) conduce la ecuația 1.1.4:

1.1.4.

Procesele de inhibiție sunt de obicei împărțiteîn trei tipuri principale: competitiv, non‐compet‐itiv și necompetitiv. Inhibitorii competitiviafectează constanta de saturație la jumătate, întimp ce cei non‐competitivi modifică viteza max‐imă. Procesele de inhibiție necompetitive aparatunci când ambii parametri sunt afectați deprezența inhibitorilor. Acesta lucru se reflectă înurmătoarele ecuații, care sunt modificări aduseecuației (1.1.2):

1.1.5.

1.1.6.

1.1.7.

în care Kci și Kni sunt constantele de inhibițiecompetitivă și necompetitivă (mg /L), iar și p șim sunt factorii de inhi bi ție competitivă și non‐competitivă (adimensionali). Ecu ația (1.1.7)reprezintă tipul de inhibiție necompetitivă. Înunele cazuri, constantele de inhibiție și factoriipentru acest tip de inhibare sunt considerați a

Page 49: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

47www.romaqua.ronr.3 / 2013 47www.romaqua.ronr.3 / 2013

avea aceleași valori, astfel ecuația (1.1.7) poatefi rescrisă astfel:

1.1.8.

ceea ce reprezintă modelul Andrews. Inhibitoriipot afecta nu numai parametrii cinetici aimetanogenezei, dar, de asemenea, și potențialulmetanogenelor. Acest lucru ar putea fi cauzat dedezactivarea unei părți din biomasa metanogenăsau poate fi atribuit unor procese de inhibițiecare afectează pașii anteriori din digestia anaer‐obă. În ambele cazuri, acest lucru duce la o re‐ducere a producției maxime de metan. Acest tipde inhibare este un proces de inhibare ire‐versibilă sau sinucidere și ar putea duce la desta‐bilizarea nămolurilor anaerobe prin acumulareade acizi organici (propionic, butiric, lactic) sau,în cele din urmă, se poate încheia cu un eșec alîntregului proces. Utilizarea modelului ASM1poate servi pentru detectarea acestui tip de in‐hibare, care ar trebui să se reflecte în variațiapa rametrilor Monod din etapele anaerobe timpu ‐rii. Această abordare de modelare de lungă du‐rată poate fi simplificată modificând doarecu ația (1.1.2), după cum urmează:

1.1.9.

Este bine cunoscut faptul că inhibitorii aunevoie de o perioadă de timp pentru a afectafiecare reacție biochimică; această perioadă estedenumită fază de lag. Au existat mai multe ten‐tative în încercarea de a modela defazajul întimp, aproape toate dintre ele bazându‐se pe onouă variabilă, inclusiv considerând timpul utildrept variabilă independentă. Această abordarecomplică considerabil procesul de modelare șieste destul de laborioasă și dificil de utilizat. Prinurmare, s‐a procedat la separarea producției de

metan în doi termeni, unul dintre ei fiind pro‐ducția de metan afectată de efectul inhibitorasupra biomasei și celălalt reprezentând pro‐ducția de metan înainte de a contacta inhibitorulcu biomasa. Ecuația (1.1.2) poate fi modificatăîn urma aceastei sugestii astfel:

1.1.10.

unde k este un factor empiric cuprins între 0 și 1și reprezintă producția de metan afectată deefectul toxic al inhibitorului. Deci, (1‐ k) reprez‐intă producția de metan înainte ca inhibitorul săfie contactat cu microorganismele din biomasă.În acest fel se evită folosirea unei noi variabileindependente în modelare, care este utilă numaiatunci când se lucrează în afara stării de echili‐bru folosind biomasa ce nu a fost expusă la toxic.După ce inhibitorul și‐a exercitat efectul nociv,această modificare poate fi neglijată. Dacăobiectivul propus este cuprinderea efectelor tu‐turor inhibitorilor asupra stării de echilibru și acelei de neechilibru, un model general poate ficompus prin combinarea ecuațiilor (1.1.4),(1.1.5), (1.1.6), (1.1.7), (1.1.9) și (1.1.10), careconduce la:

1.1.11.

Primul termen al sumei reprezintă contribuțiamecanismului acetoclastic la procesul demetanogeneză iar al doilea este contribuțiamecanismului hidrogenofil.

Page 50: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

48 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

2.MODELELE MATRICIALE Mai multe probleme pot fi discutate în paralel

cu modelele matriciale: în primul rând, ele nusunt o structură matematică radical diferită demodelele diferenţiale, fiecare dintre proceseputând fi descompus şi sintetizat sub forma uneiecuaţii diferenţiale, e drept, mult mai complexădecât cele întâlnite la modelele anterioare; înplus, deşi membrii Task Group au definit patruastfel de modele, ele nu sunt decât variaţiuni aleprimului model, ASM1, cu modificarea număruluide elemente ale sistemului, uneori prin adău‐gare, alteori prin scindare unuia din proceselesau componentele iniţiale [Olosutean și Oprean,2011]; apoi, numărul extrem de mare de infor‐maţii cuprinse în model (ASM2 şi ASM2d aufiecare câte 20 de componente şi 21 de proceseîn matrice), precum şi ordonarea bidimensionalăa acestora pot constitui o piedică în aplicabili‐tatea lui practică, şi necesită personal avândcunoştinţe avansate de matematică sau softurispecializate care să descifreze informaţiilefurnizate de model, ambele determinând costurisuplimentare de exploatare şi nefiind la în‐demâna operatorilor unor staţii de dimensiuni şibugete reduse. Chiar şi calibrarea modelelor pedate specifice provenite din staţiile constituie unproces anevoios cu mai multe faze şi mai mult dezece etape, datorită variaţiei relativ mari a com‐poziţiei şi structurii influentului de la o regiunegeografică la alta, iar modelul final este viabildoar în anumite condiţii restrictive de mediu(referitoare de regulă la un anumit interval depH, temperatură sau prezenţa anumitor ioni).Toate aceste elemente explică necesitateaaplicării acestor sisteme de modelare la staţii dedimensiuni mari, cu personal numeros şi binepregătit şi cu potenţial financiar ridicat, pentrua nu se ajunge la situaţii de funcţionare eronată,din cauza incapacităţii de relaţionare a staţiei cumodelul ales. De altfel, datele din literatura de

specialitate referitoare la aplicarea ASM‐urilor înpractică arată că ele au fost calibrate şi aplicatedoar pe instalaţii mari, de peste 50000 delocuitori echivalenţi.

2.2 Modelulul matematic din ASM1

Diferitele procese încorporate în ASM1 suntdescrise pe scurt în continuare:

• Creșterea aerobică a biomasei heterotrofeXB,H: o fracțiune de substrat ușor biodegradabil(SS) este folosită pentru creșterea biomasei het‐erotrofe iar procesul de oxidare ce dă naștereenergiei necesare conduce la o cerere suplimen‐tară de oxigen. Creșterea este modelată cu aju‐torul cineticii de tip Monod. Amoniacul esteutilizat ca sursă de azot pentru sinteză și încor‐porat în masa de celule. Atât concentrația de SScât și de SO pot fi considerate concentrații delimitare pentru procesul de creștere. Acest pro‐ces este, în general, principalul contributor laproducerea de noi surse de biomasă și eliminareade COD.

• Creșterea anoxică a biomasei heterotrofe(denitrificare): În absența oxigenului organismeleheterotrofe sunt capabile să folosească azotat caacceptor final de electroni cu SS ca substrat. Pro‐cesul va conduce la o producție de biomasă het‐erotrofă și azot (denitrificare). Azotul gazosrezultat este urmarea reducerii nitratului cuschimbarea alcalinitații asociată. Aceeași cinet‐ică de tip Monod, utilizată pentru creșterea aer‐obă este aplicată cu excepția faptului că cineticăexpresia ratei se înmulțește cu un factor de ci‐netică, de forma ηg (<1). Această rată redusă arputea să fie cauzată de o rată de creștere max‐imă mai mică în condiții anoxice fie de faptul cădoar o parte din biomasa heterotrofă este capa‐bilă să funcționeze cu azotatul drept acceptor deelectroni. Amoniacul servește ca sursă de azotpentru sinteza de celule.

• Creșterea aerobică a XB biomasei autotrofe,A (nitrificare): amoniacul este oxidat la azotat

Page 51: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

49www.romaqua.ronr.3 / 2013

printr‐un proces într‐o singură etapă (nitrificare)conducând la producerea biomasei autotrofe șideterminând creșterea cererii de oxigen asociat.Amoniacul este, de asemenea, utilizat ca sursăde azot pentru sinteză și încorporat în masa decelule. Procesul are un efect marcant asupra al‐calinității (atât ca urmare a conversiei amoniac‐ului în biomasă cât și datorită oxidăriiamoniacului la nitrat) și asupra necesarului totalde oxigen. Efectul în formarea de biomasă estemic deoarece randamentul nitrifierii autotrofeeste scăzut. Și de această dată, viteza decreștere este modelată cu ajutorul cineticii detip Monod.

• Descompunerea biomasei heterotrofe: Pro‐cesul este modelat conform ipotezei moarte‐re‐generare, conform căreia organismele ar muri lao anumită viteză iar o porțiune de material esteconsiderată a fi non‐biodegradabilă și se adaugăla fracțiunea de XP. Ceeace rămâne se adaugă lasubstratul lichid de COD greu biodegradabil (XS).Azotul organic asociat cu XS devine disponibil subformă de pulbere de azot organic. Nu existăpierderi de COD implicat în proces și nu este uti‐lizat niciun acceptor de electroni. Se presupunecă procesul se desfășoară cu aceeași viteză, in‐diferent de condiții: aerobe, anoxice sau anaer‐obe.

• Descompunerea biomasei autotrofe: Proce‐sul este modelat în același mod ca și procesulfolosit pentru a descrie descompunerea het‐erotrofelor.

• Amonificare de azot organic solubil: azotulorganic solubil biodegradabil este transformat înamoniac printr‐o reacție de ordinul 1 mediată deactivitatea heterotrofelor.

• Hidroliza substratului organic: substratulușor biodegradabil (XS) existent în masa nămolu‐lui este descompus extracelular, producând unsubstrat ușor biodegradabil (SS) la dispoziția or‐ganismelor de creștere. Procesul este modelat pe

baza cineticii reacției de suprafață, se desfă ‐șoară numai în condiții aerobe și anoxice. Vitezahidrolizei este redusă în condiții anoxice în ra‐port cu condițiile aerobe cu un factor ηh (<1).

• Hidroliza azotului organic înglobat: partic‐ulele organice biodegradabile de azot se descom‐pun în azot organic solubil cu viteza definită dereacția de hidroliză pentru substratul organic,descrisă în paragrafele anterioare.

Alegerea valorilor pentru coeficienții cineticiși stoechiometrici ai unui model matematic estecunoscută sub numele de calibrarea modelului.În cazul modelului cu nămol activ, calibrarea afost realizată în mod tradițional, prin intermediulunor experimente specifice și bine controlate,realizate în instalații pilot și instalații la scară,presupunând condiții constante de exploatare.Cu toate acestea, valorile obținute astfel pot sănu fie în totalitate de încredere, din două motiveprincipale: primul motiv se referă la dificultateaconfigurării și operării unei instalații la scarămică în exact același mod ca și o instalație reală,la scară largă, introducând astfel un risc deschimbare a comportamentului populației de mi‐croorganisme și, de asemenea, condițiile care in‐fluențează valorile parametrilor ce trebuie să fiedeterminate; al doilea motiv este că experi‐mentele și calculele sunt adesea bazate pe pre‐supunerea că valorile coeficienților suntconstante. Deoarece experimentele pot dura maimulte zile sau chiar săptămâni, acestea nu suntefectuate foarte des. Mulți dintre parametri suntvariabili în timp, unii dintre schimbându‐se con‐siderabil într‐un interval relativ scurt de timp.Factori, cum ar fi configurația instalației,condițiile de funcționare, dinamica populației demicroorganisme, gradul de inhibare dat de di‐verși compusi toxici, compoziția apei uzate, tem‐peratura, pH‐ul etc., afectează toate valorileparametrilor procesului. Același tip de problemăapare și este chiar mai accentuat în cazul modi‐

Page 52: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

50 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

ficării caracteristicilor apei uzate. În timp ceparametrii discutați mai inainte își pot modificaîn mod consderabil valorile într‐o perioadă decâteva zile, caracteristicile apelor uzate influ‐ente se pot modifica semnificativ în câteva ore.Faptul că influența compoziției apei uzate asupracomportamentul modelului este de obicei mare,amplifică și mai mult aceste dificultăți. Exam‐inarea parametrilor sensibilității, variabilității șiincertitudinii modelului, dă o indicație foarteprecisă în legătură cu coeficienții de cea maimare importanță pentru determinări. O astfel deinvestigație a fost realizată pentru ASM1. Seafirmă că pentru o instalație performanțele ni‐trificării și denitrificării, modelul prezintă o micăsensibilitate în ceea ce privește COD datorită re‐manenței prelungite în timp. Parametrii caresunt considerați a fi cei mai importanți pentruacest tip de proces sunt următorii: viteza de de‐scompunere a heterotrofelor; viteza de creșterea heterotrofelor în condiții anoxice; viteza speci‐fică maximă a hidrolizei; coeficientul de satu‐rație la jumătate pentru hidroliză; factorul decorecție pentru hidroliza anoxică; viteza maximăspecifică de creștere a autotrofelor.

Pe baza descrierii de mai sus, se poate for‐mula un set complet de ecuații diferențiale co‐mune, care fac parte din ASM1 (și care nu iau înconsiderare termenii de debit ). Fiecare ecuațiea modelului este scrisă explicit, în vedereademonstrării complexității depline care esteoarecum ascunsă atunci când se utilizează for‐matul matrice. Comportamentul dinamic al con‐centrației biomasei heterotrofe este afectat detrei procese diferite: creșterea aerobă, creștereaanoxică și moartea heterotrofelor.

Viteza de schimbare a XB,H este dată de:

2.1.

Situația pentru concentrația biomasei au‐totrofe este mai simplă, deoarece autotrofele nucresc într‐un mediu anoxic:

2.2.

Concentrația substratului biodegradabil esteredusă prin creșterea bacteriilor heterotrofe(atât în condiții aerobe și anoxice) și este cres‐cută prin hidroliza substratului greu biodegrad‐abil. Ecuația diferențială care descrie acest lucrueste:

2.3.

Concentrația de substrat greu biodegradabileste crescută prin reciclarea bacteriilor moarteconform ipotezei moarte‐regenerare și scăzutăprin procesul de hidroliză în acord de coloana 4:

2.4.

Ecuația modelului este una care descrie con‐centrația granulelor de inert provenite din de‐scompunerea biomasei:

2.5.

Concentrația granulelor de azot organic creșteprin dezintegrarea biomasei și scade prin proce‐sul de hidroliză:

2.6.

Page 53: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

51www.romaqua.ronr.3 / 2013

Concentrația de azot organic solubil este afec‐tată de amonificare și hidroliză:

2.7.

Concentrația amoniacului este afectată decreșterea tuturor microorganismelor căci amoni‐acul este folosit ca sursă de azot și va fi încorpo‐rat în masa de celule. Concentrația scade înprocesul de nitrificare și crește ca urmare aamonificării azotului organic solubil. Acest lucruconduce la următoarea ecuație diferențialădestul de complexă:

2.8.

Concentrația nitratului este implicată doar îndouă procese; aceasta a crescut în timpul proce‐sului de nitrificare și a scăzut la denitrificare:

2.9.

În cele din urmă, concentrația oxigenului dinapele uzate se reduce 1datorită creșterii aerobea biomasei heterotrofe și autotrofe:

2.10.

Un anumit număr de simplificări și ipotezetrebuie să fie făcute în scopul de a face din ASM1un model pentru un sistem de epurare a apelor

uzate, practic, util. Unele dintre acestea suntasociate cu sistemul fizic în sine, în timp ce al‐tele se referă strict la modelul matematic. Unnumăr de astfel de restricții privind ASM1 suntrezumate in continuare:

• S‐a demonstrat că diferite seturi de valoriale parametrilor pot duce la aproximativ acelașimodel de comportament. Acest lucru se datore‐ază faptului că mulți dintre coeficienții modelu‐lui sunt corelați, ceeace ce înseamnă căparametrii nu pot fi de multe ori ajustați unulcâte unul, ci mai degrabă un set întreg trebuiesă fie reglat simultan. Un anumit număr de sim‐plificări și ipoteze trebuie să fie făcute în scopulde a face din ASM1 un model pentru un sistem deepurare a apelor uzate, practic, util. Unele din‐tre acestea sunt asociate cu sistemul fizic în sine,în timp ce altele se referă strict la modelulmatematic. Un număr de astfel de restricțiiprivind ASM1 sunt rezumate in continuare:

• Sistemul funcționează la temperatură con‐stantă; pentru a permite variația temperaturii,poate fi utilizată o ecuație de tip Arrhenius învederea ajustării parametrilor modelului dintr‐oanumită zonă.

• pH‐ul este neutru și aproximativ constant;includerea alcalinității în model permite utiliza‐torului detectarea eventualelor probleme legatede controlul pH‐ului.

• Coeficienții din expresiile vitezei au fostpresupuși constanți ca valoare; acest lucru în ‐seamnă că schimbările în caracterul apelor uzatenu pot fi gestionate în mod corespunzător decătre model (dacă nu sunt realizate expresii deviteză variabile în timp).

• Efectele limitării conținutului de azot, fos‐for și alte elemente nutritive anorganice asupraîndepărtării substratului organic și asupra creș‐terii celulare nu au fost luate în considerare; decitrebuie avut grijă să existe cantități suficientede nutrienți anorganici pentru a permite ocreștere echilibrată.

Page 54: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

• Factorii de corecție pentru denitrificare au

valori fixe și constante pentru o anumită încăr‐

cătură a apelor uzate.

• Coeficienții de nitrificare se presupune că

au valori constante și că încorporează toate

efectele inhibitoare pe care alte componente ale

apei uzate le‐ar avea asupra lor.

• Biomasa heterotrofă este omogenă și nu

suferă modificări ale diversității speciilor în

timp; acest lucru înseamnă că efectele gradi‐

enților de concentrație ai substratului și al con‐

figurației reactorului asupra sedimentării

nămolului nu sunt luate în considerare.

• Înglobarea materiei organice aflată în sus‐

pensie, în biomasă, se consideră a fi instantanee.

• Hidroliza materiei organice și azotului or‐

ganic sunt cuplate și apar simultan cu viteze

egale.

• Tipul de acceptor de electroni prezent nuafectează pierderea biomasei active produse dedegradarea sau de scăderea coeficientului derandament pentru heterotrofe.

3.Concluzii Așa cum s‐a putut observa, modelele matem‐

atice ale epurării, numeroase şi recunoscute cafiind extrem de performante, nu acoperă toateaspectele procesului de epurare şi sunt per‐fectibile, fiecare dintre ele fiind calibrate și va ‐lidate pentru un anumit proces.

Acknowledgement This work has been fundedby the European Social Funds, Sectorial Opera‐tional Programme Human Resources Develop‐ment 2007‐2013 of the Romanian Ministry ofLabour, Family and Social Protection through theFinancial Agreement POSDRU/88/1.5/S/76903

APHA et al., Standard Methods for the Exam‐ination of Water & Wastewater, (21stedn)American Public Health Association (2005)

Gujer, W., M. Henze, T. Mino, T. Matsuo, M.C. Wentzel and G. R. Marais, The ActivatedSludge Model No. 2: biological phosphorus re‐moval, Water Science and Technology, Vol 31 No2, (1995), pp 1‐11

James, A. et al., The development of a newmethodology for the assessment of specificmethanogenic activity, Water Res., 24 (1990),pp. 813–825

Puyol, D. et al., Effect of 2,4,6‐trichlorophe‐nol on the microbial activity of adapted anaer‐obic granular sludge bioaugmented withDesulfitobacterium strains, New Biotechnol., 29(2011), pp. 79–89

Puyol, D. et al., Anaerobic biodegradation of2,4,6‐trichlorophenol in expanded granularsludge bed and fluidized bed biofilm reactorsbioaugmented with Desulfitobacterium spp,Water Sci. Technol., 64 (2012), pp. 293–299

Ognean, T. şi Lydia‐ Maria Vaicum, Modelareaproceselor de epurare biologică, Editura Acad‐emiei R.S.R., Bucureşti, (1987)

Olosutean, H. and Letiția Oprean, Differen‐tial or matrix: the activated sludge modellingdilemma, Management of Sustainable Develop‐ment, 3: 1, (2011)

Oprean Letiția and H. Olosutean, A new per‐spective on McKINNEY’s wastewater model, Ro‐manian Journal of Aquatic Ecology, (2011)

Referințe bibliografice

www.romaqua.ro nr.3 / 201352

Page 55: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

53www.romaqua.ronr.3 / 2013

Ghid pentru accelerarea transferului rezultatelorcercetării către piațăDr. ec. Vasile CIOMOȘ

Președinte ARAIng. Silviu LĂCĂTUȘU

Director ExecutivCentrul de Formare și

Perfecționare Profesională în Domeniul [email protected]

Abstract. Based on the gained experience of Water RtoM activities, The Guideline pro‐vides best practices and recommendation. This should enable a better understanding for readeron how to promote innovation and disseminate information about water related research outputs.This document also outlines the tools that have been developed and deployed especially for WaterRtoM purpose, due to the fact that most of them have been carefully thought and have alreadyproven to have a significant influence on the dissemination and promotion actions. The presentedtools have been established and updated with the observations and evidence gathered during theproject, also in accordance with the differences of culture among the participating countries ofthe project partners.

The specific objectives of the guideline are:n to introduce a set of tools that supports the dissemination and the promotion of the re‐

search outputs to the market, all of them developed during Water RtoM project, n to provide 10 best practices for the water knowledge transfer coming from lessons learnt

of Water RtoM project,n to recommend on how to better achieve the water knowledge transfer.

Key Words : research, guideline

Guidelines to speed-up the transfer

of research outputs into the Market

Water RtoM, Ghid de bune practici, instrumente

Proiectul Water RtoM este un Proiect initiatde patru parteneri: International Office forWater (OIEau), coordinator. – Franta, Amphos 21– Spania, Gdansk Water Foundation – Polonia,Fundatia Centrul de Formare si PerfectionareProfesionala in Domeniul Apei – Romania.

Water RtoM , guideline, best practices, toolsWater Research to Market project is a proj‐

ect initiative of four partners: InternationalOffice for Water (OIEau), coordinator. –France, Amphos 21 – Spain, Gdansk WaterFoundation – Poland, Fundatia Centrul de For‐mare si Perfectionare Profesionala in DomeniulApei – Romania.

Page 56: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

54 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

The Water Research to Market Project laststhree years and is financed by the European Commission through the programmeLIFE + ‐ Environment & Eco‐Innovation,through contract LIFE09 ENV/FR /000593.

The idea behind the Project refers to thenecessity of speeding up water related re‐search to the market, which eventually en‐ables the implementation of the WaterFramework Directive and its daughter direc‐tives in order to the reach the 2015 Good Eco‐logical Status.

This document targets water practitioners,being mostly river basin agencies, local and re‐gional authorities, water utilities, suppliers ofthe technologies, as well as researchers, re‐search funding bodies and knowledge transferinstitutions who are all involved in the watermanagement process.

Within this guidelines, a set of tools devel‐oped during Water RtoM Project that supportsthe process of dissemination and promotion ofthe research outputs has been introduced. Thedocument has provided 10 key recommenda‐tions for water knowledge transfer schemescoming from lessons learnt gathered duringthe Project.

Main challenge Water RtoM faced has beenon how to enhance the exchange of the exist‐ing amount of information from the researchside. Regarding the "human‐social” approach,other challenge the Project faced have beenin finding a stakeholders’ willingnessfavourable to this exchange process and inchanging their language in a common ap‐proach.

The amount of information from researchchallenges the efficiency of the knowledgebrokers in finding the key information for thepotential users. However, during the Projectduration, success stories raised the impor‐tance of having a knowledge transfer boost fora better understanding and to achieve a com‐plete application into the market.

The partnershipping activity coming fromwork with the “Liaison Committee” highlightsthe importance of “working together” to as‐sess if a research output is ready to be takenup, to better find the ways to promote it andfind potential users, and to identify and up‐date market needs. This partnership can take

Proiectul "Water Research to Market" are odurată de trei ani și este cofinanțat de ComisiaEuropeană prin Progamul LIFE+ ‐ Environment &Eco‐Innovation, prin contractul LIFE09 ENV/FR/000593.

Ideea din spatele Proiectului se refera lanecesitatea de a accelera transferul rezultatelorcercetarilor relationate la sectorul apei, catrepiata, pentru a facilita implementarea DirectiveiCadru a Apei si a ficelor ei cu scopul de a atingeStarea Buna a Apei pana in 2015.

Acest document se adresează practicienilordin sectorul apei: agenții de bazine hidro‐grafice, autorități locale și regionale, operatoride apă, furnizori de tehnologii, precum șicercetătorilor, organismelor de finanțare acercetării și instituții de transfer de cunoștințe,care sunt toate implicate în procesul de ges‐tionare a apei.

În cadrul Ghidului, a fost introdus un set deinstrumente dezvoltate pe parcursul ProiectuluiWater RtoM, care susține procesul de dise mi ‐nare și promovare a rezultatelor cercetării. Doc‐umentul ofera 10 recomandări pentru sistemelede transfer de cunoștințe din lecțiile învățate,colectate pe parcursul Proiectului.

Principala provocare cu care s‐a confruntWater RtoM a fost modul in care se poate îm‐bunătăți schimbul curent de informații de val‐oare venite din partea de cercetare. În ceea ceprivește abordarea "uman‐sociala", o alta provo‐care cu care s‐a confruntat Proiectul a fostgasirea dorințelor părților interesate de acestproces și schimbarea modului de exprimare intr‐un limbaj comun.

Cantitatea de informații de cercetare disponi‐bile pune la incercare eficiența brokerilor decunoștințe în găsirea informațiilor relevantepentru potențialii utilizatori. Cu toate acestea,pe durata Proiectului, povești de succes au evi‐dentiat importanța transferului de cunoștințepentru stimularea unei mai bune înțelegeri șipentru a realiza o aplicație completă în piață.

Activitățile de tip parteneriat venite de la co‐operarea cu „Comitetul de Legătură” subliniazăimportanța lucrului în echipă, pentru a evaluadacă un produs de cercetare este gata pentru afi preluat, pentru a găsi modalități mai bune dea promova produsele catre potențialii utiliza‐tori, și pentru a identifica și actualiza nevoilepieței. Acest parteneriat poate avea loc la niveleuropean, dar este necesar mai ales la nivel re‐gional și național.

Page 57: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

place either at European level but is especiallyneeded at regional and national level.

Tools, best practices and recommendationsare based on the “output life cycle”: Identify‐ing the needs of the water sector in research Identifying and collecting research outputs Assessing research outputs in terms of theirdistance to the market Promoting researchoutputs to the users for the re‐use marketuptake.

Used properly, the Guideline define thesteps need to be taken for a faster transfer ofresults int o the market. The Water Researchto Market want to approach the needs and op‐portunities in the same time. The tools devel‐oped help the existing research results to bebetter disseminated on one hand, and on theother hand support the practicians to identifymore easy the possible solution which can betransfer to them. All these tools have been de‐veloped and customize for SMEs, whatever istheir position in the cycle : researcher, re‐search owners, precursor of innovation or end‐user.

More information are available at www.waterrtom.eu

55www.romaqua.ronr.3 / 2013

Instrumente, cele mai bune practici și reco‐mandări se bazează pe "ciclul de viață al pro‐duselor de cercetare": Identificarea nevoilor dinsectorul de apă în cercetare ‐> Identificarea șicolectarea rezultatelor cer cetării ‐> Evaluarearezultatelor cercetării în ceea ce privește dis‐tanța lor pe piața ‐> Promovarea rezultatelorcercetării către utilizatori pentru absorbția re‐utilizare ‐> piață.

Utilizate în mod corespunzător, Ghidul de‐finește pașii care trebuie să fie urmați pentruun transfer mai rapid al rezultatelor în piață.Ghidul produs in cadrul Proiectului Water RtoMabordeaza nevoile și oportunitățile în acelașitimp.

Instrumentele dezvoltate ajuta rezultatele decercetare existente pentru a fi mai bine difuzatepe de o parte, iar pe de altă parte, susține prac‐ticienii să identifice mai ușor posibile soluții carepot fi transferate acestora. Toate aceste instru‐mente au fost dezvoltate și personalizate pentruIMM‐uri, indiferent care este poziția lor în ciclu:cercetator, proprietarii de cercetare, precursoral inovației sau utilizatorul final.

Mai multe informatii sunt disponibile pesite‐ul www.waterrtom.eu

Page 58: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

56 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

Utilizarea membranelor ul‐trafiltrante în cadrul stațiilorde epurare a apelor uzatereprezintă o alternativă exce‐lentă la procesele conven ‐ționale cu nămol activat,modulele MBR având dublăfuncționalitate: decantor se‐cundar și dezinfecție.

Casetele cu membrane ultrafiltrante sunt ușor de in‐tegrat în schema fluxului teh ‐no logic al unei stații de epurare putând fimontate direct în bazinul biologic sau se poateconstitui separat un bazin special destinat fil‐trării. Comparativ cu soluția clasică de separaregravitațională a nămolului care poate fi inefi‐cientă (posibil fenomen de flotare) acesta putândfi regăsit în efluent, separarea fizică prin mem‐brane ultrafiltrante este completă, efluentulevacuat fiind lipsit de materii în suspensie.

Pentru studiul de caz considerat, stația deepurare a apelor uzate menajere a fost dimen‐sionată pentru un debit de apa uzată: Quz zi max= 450 m3/zi, Quz orar max = 37,5 m3/h, para‐metrii de calitate ai influentului fiind cei pre‐văzuți în NTPA002.

Linia de epurare a apei constă într‐un trata‐ment de separare mecanică pentru îndepărtareamateriilor grosiere, nisipurilor și grăsimilor urmat

Tehnologii inovative pentruepurarea apelor uzate:

ULTRAFILTRAREPRIN MEMBRANEStudiu de caz: STAȚIE DE EPURARE APE UZATE APLICAȚII COMUNALE

Ing. Dipl. Claudia AVRAM,C & V Water Control

Product Manager Waste Water

Page 59: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

57www.romaqua.ronr.3 / 2013

de un tratament biologic cu nămol activat pentrureducerea compușilor cu azot, fosfor și CCO și otraptă de ultrafiltrare finală pentru reținereasuspensiilor, virușilor cu dimensiuni mai mari de0.04 microni. Nămolul rezultat în urma proce‐selor biologice este introdus într‐o instalație dedeshidratare de tip filtru presă.

Dacă partea de pretratare mecanică este con‐cepută în sistem clasic, respectiv stație de pom‐pare cu grătar rar, instalație de sitare cuautocurățare, separator de grăsimi și bazin deomogenizare, elementele de noutate introdusede tehnologia C&V WATER sunt bazinele de oțelemailat, amplasate suprateran în care se reali ‐zează etapa de tratare biologică cu nitrificare‐

denitrificare și stabilizarea aerobă a nămoluluiurmată de etapa de ultrafiltrare prin membrane.Tehnologia de tratare biologică aleasă reprezintătehnologia cea mai completă, cu eficiențatreptei biologice în eliminarea substanțelor or‐ganice biodegradabile pe bază de carbon ridicată(93 – 98%) și avantajul eliminării azotului precumși obținerea unui nămol în exces stabilizat aerobcare poate fi trimis direct la deshidratare saupoate fi stocat perioade îndelungate fără a maiprezenta neajunsuri (degajare de miros neplăcut)și pericol pentru mediul înconjurător.

Din punct de vedere al avantajelor oferite detehnologia promovată de C&V WATER, acesteapot fi structurate în doua mari categorii:

AVANTAJE CONSTRUCTIVE

DIMINUAREA PERIOADEI AFERENTA CONSTRUCTIILOR

CONSTRUCTII CIVILE REDUSE

FUNDATII USOR DE CONSTRUIT CHIAR SIIN CONDITII GEOLOGICE COMPLICATE

“LICHIDIZARE“ USOARA DUPA TERMINAREA DURATEI DE VIATA

MENTENANTA MINIMALA SI SIMPLA

AVANTAJE TEHNOLOGICE

CALITATE RIDICATA PENTRU EFLUENTUL EPURATCalitate superioara a efluentului epurat (<NTPA001)

Efluentul evacuat este lipsit de materii insuspensie. Bacteriile sunt eliminate inproportie de 99% (dimensiune pori mem‐brane = 0,04 µm). Chiar si virusii pot fiseparati prin adsorbtie.

POZITIONARE MODULARAFlexibilitate ridicata datorita designuluimodular

DURATA DE VIATA RIDICATADurata de utilizare pentru bazinele dinotel emailat este > 40 de ani;

Durata de viata pentru membranele ultra‐filtrante de aproximativ 15 – 20 de ani; in‐locuirea se poate realiza etapizat intr‐unprocent de 20 – 30% membrane/caseta

ALTELEFlux de filtrare ridicat

Page 60: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan

58 www.romaqua.ro nr.3 / 2013

După punerea în funcțiune a instalației de epurare, buletinele de analiză efectuate demonstreazăperformanțe ridicate obținute în condițiile în care parametrii influentului nu respectă caracteristicileapelor uzate menajere (NTPA002):

Parametru

Valoare conside rată pentru

dimensionare SE (influentNTPA002)

Valoare reală intrare SE

Valoare conside rată pentru

dimensionareSE (efluentNTPA001)

Valoare realăieșire SE

pH. 6,5 ­ 8,5 7,92 6,5 ­ 8,5 7,42

reziduu filtrabiluscat la 105 0C

x 922 mg/l x 316 mg/l

CBO5 300 mg/l 314 mg/l 20 (25) mg/l 22,76 mg/l

CCOCr 500 mg/l 916,97 mg/l 70 (125) mg/l 66,46 mg/l

MTS 350 mg/l 224 mg/l 35 (60) mg/l 30 mg/l

NH4 30 mg/l 52,63 mg/l 3 mg/l 28,11 mg/l

NO3 x 1,795 mg/l 37 mg/l 0,996 mg/l

NO2 x 0,19 mg/l 2 mg/l 0,03 mg/l

Fosfor total 5 mg/l 12,3 mg/l 2 mg/l 3,65 mg/l

Extractibile(grasimi)

x 23 mg/l 20 mg/l 7 mg/l

Detergenti x 3,76 mg/l x 0,54 mg/l

Cloruri x 63,78 mg/l x 44,02 mg/l

Din tabelul prezentat anterior se poate observa că parametrii de calitate ai influentului diferăde cei ce sunt luați în mod normal in calculele de dimensionare pentru orice tip de statie de epurareape uzate menajere. Chiar și în aceste condiții, la evacuare, calitatea obținută pentru efluent seîncadrează (cu exceptia NH4 si PT) sub valorile legal reglementate pentru evacuarea în emisar na ‐tural obținându‐se următoarele randamente de reducere în ceea ce privește principalii poluanți: încarcare organică, CCOCr: 92,75%, MTS: 86,6%, NH4: 46,5%, PT:70,3% (obținut în condițiile în carestația de epurare prevazută nu include o etapă de precipitare chimică a P).

Principala problemă a influentului pentru studiul de caz prezentat este apariția infiltrațiilor înperioadele de timp ploios precum și deversările neautorizate ale apelor uzate provenite din sectorulzootehnic (neluate în considerare în etapa de proiectare). Au fost prezentate soluții pentru reme‐dierea problemelor constate și se așteaptă acordul beneficiarului pentru demararea lucrărilor nece‐sare.

Tehnologia prezentată poate fi aplicată cu succes, obținându‐se randamente ridicate și pentruinstalații de tratare a apelor uzate reziduale provenite din diverse sectoare industriale: fabrici deprocesare lapte, abatoare și fabrici de procesare carne, procesare alcool, etc.

Pentru detalii și informații suplimentare puteți vizita site‐ul nostru: www.cv‐water.ro sau ne putețicontacta prin email: [email protected] sau telefonic la unul din numerele 0374.201.440/0374.201.441.

Page 61: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan
Page 62: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan
Page 63: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan
Page 64: Publicație lunară de informare tehnicoștiințifică An XIX ... · îmbunătățirea colectării și epurării apelor uzate urbane Implementation of river basin management plan