Wuxi Qijing Machinery Technology Co., Ltd.
Trattamento dei fanghi di depurazione
Il residuo che si accumula negli impianti di trattamento delle acque reflue è chiamato fanghi (o biosolidi). I fanghi di depurazione sono il materiale residuo solido, semisolido o di liquame prodotto come sottoprodotto dei processi di trattamento delle acque reflue. Questo residuo è comunemente classificato come fanghi primari e secondari. I fanghi primari sono generati dalle precipitazioni chimiche , dalla sedimentazione e da altri processi primari, mentre i fanghi secondari sono la biomassa di rifiuti attivata risultante da trattamenti biologici. Alcune piante di liquami ricevono anche solidi settici o settici da sistemi di trattamento delle acque reflue in loco. Abbastanza spesso i fanghi sono combinati insieme per ulteriori trattamenti e smaltimento.
Il trattamento e lo smaltimento dei fanghi di depurazione sono i principali fattori nella progettazione e nel funzionamento di tutti gli impianti di trattamento delle acque reflue. Due obiettivi di base del trattamento dei fanghi prima dello smaltimento finale sono di ridurne il volume e stabilizzare i materiali organici. I fanghi stabilizzati non hanno un odore offensivo e possono essere gestiti senza causare un pericolo fastidioso o per la salute. Il volume dei fanghi più piccoli riduce i costi di pompaggio e conservazione.
Il trattamento dei fanghi di depurazione può includere una combinazione di ispessimento , digestione e processi di disidratazione.
L'ispessimento è di solito il primo passo nel trattamento dei fanghi perché non è pratico gestire i fanghi sottili, una sospensione di solidi sospesi in acqua . L'ispessimento viene solitamente realizzato in un serbatoio chiamato addensante di gravità. Un addensante può ridurre il volume totale di fanghi a meno della metà del volume originale. Un'alternativa all'ispessimento della gravità è la flottazione aria disciolta. In questo metodo, le bolle d'aria trasportano i solidi sulla superficie, dove si forma uno strato di fanghi addensati.
La digestione dei fanghi è un processo biologico in cui i solidi organici vengono scomposti in sostanze stabili. La digestione riduce la massa totale di solidi, distrugge i patogeni e rende più facile de -distrarre o asciugare i fanghi. I fanghi digeriti sono inoffensivi, avendo l'aspetto e le caratteristiche di un ricco terreno intatto.
La maggior parte degli impianti di trattamento delle acque reflue utilizza un sistema di digestione a due stadi in cui gli organici sono metabolizzati dai batteri anaerobicamente (in assenza di ossigeno). Nella prima fase, i fanghi, addensati a un contenuto di solidi secchi (DS) di circa il 5 percento, vengono riscaldati e miscelati in un serbatoio chiuso per diversi giorni. I batteri che formano acido idrolizzano grandi molecole come proteine e lipidi , rompendole in molecole più piccole solubili in acqua e quindi fermentano quelle molecole più piccole in vari acidi grassi. I fanghi scorre quindi in un secondo serbatoio, in cui la materia disciolta viene convertita da altri batteri in biogas , una miscela di anidride carbonica e metano . Il metano è combustibile e viene utilizzato come combustibile per riscaldare il primo serbatoio di digestione e per generare elettricità per l'impianto.
La digestione anaerobica è molto sensibile alla temperatura , all'acidità e ad altri fattori. Richiede un attento monitoraggio e controllo. In alcuni casi, i fanghi sono inoculati con enzimi extra idrolitici all'inizio della prima fase di digestione al fine di integrare l'azione dei batteri. È stato scoperto che questo trattamento enzimatico può distruggere patogeni più indesiderati nei fanghi e può anche provocare la generazione di più biogas nella seconda fase della digestione.
Un altro miglioramento del tradizionale processo di digestione anaerobica a due stadi è l'idrolisi termica o la rottura delle grandi molecole per calore. Questo viene fatto in un passaggio separato prima della digestione. In un caso tipico, il processo inizia con un fango che è stato disidrato a un contenuto DS di circa il 15 percento. I fanghi vengono miscelati con il vapore in un culper e questa miscela omogeneizzata calda viene alimentata a un reattore, dove viene tenuta sotto pressione a circa 165 ° C (circa 330 ° F) per circa 30 minuti. A quel punto, con le reazioni idrolitiche complete, parte del vapore viene sanguinato (da essere alimentato al polperone) e i fanghi, ancora sotto pressione, vengono rilasciati improvvisamente in un [serbatoio flash ", dove il Sudded cade La pressione esplode le pareti cellulari di gran parte della materia solida. I fanghi idrolizzati vengono raffreddati, diluiti leggermente con acqua e quindi inviati direttamente al secondo stadio della digestione anaerobica.
La digestione dei fanghi può anche avvenire aerobicamente, cioè in presenza di ossigeno. I fanghi sono vigorosamente aerati in un serbatoio aperto per circa 20 giorni. Il gas metano non si forma in questo processo. Sebbene i sistemi aerobici siano più facili da usare rispetto ai sistemi anaerobici, di solito costano di più da operare a causa della potenza necessaria per l'aerazione. La digestione aerobica è spesso combinata con piccoli sistemi di stabilizzazione di aerazione o contatto.
La digestione anaerobica aerobica e convenzionale converte circa la metà dei solidi di fanghi organici in liquidi e gas. L'idrolisi termica seguita dalla digestione anaerobica può convertire circa il 60 al 70 percento della materia solida in liquidi e gas. Non solo il volume dei solidi prodotti è più piccolo rispetto alla digestione convenzionale, ma la maggiore produzione di biogas può rendere l'autosufficiente di energia per il trattamento delle acque reflue.
I fanghi di depurazione digeriti vengono generalmente disidratati prima dello smaltimento. I fanghi disidratati contiene ancora una quantità significativa di acqua, spesso fino al 70 percento, ma, anche con quel contenuto di umidità, i fanghi non si comportano più come un liquido e possono essere gestiti come materiale solido. I letti asciugati di fanghi forniscono il metodo più semplice di disidratazione. Una sospensione dei fanghi digeriti viene diffusa su un letto aperto di sabbia e lasciata rimanere fino a asciugare. L'essiccamento avviene da una combinazione di evaporazione e drenaggio della gravità attraverso la sabbia. Una rete di tubazioni costruita sotto la sabbia raccoglie l' acqua , che viene pompata alla testa della pianta. Dopo circa sei settimane di asciugatura, la torta di fanghi, come viene chiamato, può avere un contenuto di solidi di circa il 40 percento. Può quindi essere rimosso dalla sabbia con un forcone o un caricatore frontale. Al fine di ridurre i tempi di asciugatura in tempo umido o freddo, può essere costruito un recinto di vetro sui letti di sabbia. Poiché è necessaria una buona dose di terreni per le letti di asciugatura, questo metodo di disidratazione è comunemente usato nelle città rurali o suburbane piuttosto che in città densamente popolate.
Le alternative ai letti asciugati di fanghi includono il filtro a vuoto del tamburo rotante, la centrifuga e la pressa per filtro a cinghia. Questi sistemi meccanici richiedono meno spazio rispetto ai letti da asciugatura dei fanghi e offrono un maggiore grado di controllo operativo. Tuttavia, di solito devono essere preceduti da un passo chiamato condizionamento dei fanghi, in cui i prodotti chimici vengono aggiunti ai fanghi liquidi per coagulare i solidi e migliorare la drenabilità.
La destinazione finale dei fanghi di depurazione trattati di solito è la terra. I fanghi disidrati possono essere sepolti sottoterra in una discarica sanitaria . Può anche essere diffuso su terreni agricoli al fine di utilizzare il suo valore come balsamo e fertilizzante del suolo . Poiché i fanghi possono contenere sostanze chimiche industriali tossiche, non si diffonde sulla terra in cui le colture vengono coltivate per il consumo umano.
Laddove non è disponibile un sito adatto per lo smaltimento del terreno, come nelle aree urbane, i fanghi possono essere inceneriti . L'incenerimento evapora completamente l'umidità e converte i solidi organici in cenere inerte. La cenere deve essere eliminata, ma il volume ridotto rende lo smaltimento più economico. Il controllo dell'inquinamento atmosferico è una considerazione molto importante quando i fanghi di depurazione sono inceneriti. Devono essere utilizzati dispositivi di pulizia dell'aria appropriati come lavaggi e filtri.
Il dumping di fanghi nell'oceano, una volta un metodo di smaltimento economico per molte comunità costiere, non è più considerato un'opzione praticabile. Ora è proibito in Cina e in molti altri paesi costieri.
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