C7_Instalatii Din Treapta de Prelucrare a Namolurilor Din Statiile de Epurare a Apelor Uzate (2)

8/17/2019 C7_Instalatii Din Treapta de Prelucrare a Namolurilor Din Statiile de Epurare a Apelor Uzate (2)

1/20

Sisteme de depoluare în industria alimentară

As.dr.ing. Nicoleta Ungureanu 1

CURS 7

INSTALAȚII DIN TREAPTA DE PRELUCRARE A NĂMOLURILOR DIN STAȚIILE

DE EPURARE A APELOR UZATE

În staţiile de epurare a apelor uzate, în urma procesului tehnologic rezultă, pe lângăefluentul de apă adus la un anumit grad de epurare şi evacuat într-un receptor, şi importantecantităţi de materii poluante extrase din apa supusă epurării care poartă denumirea generică denămoluri.

Nămolurile rezultate din epurarea apelor uzate, indiferent de natura lor, sunt sistemecoloidale complexe cu compoziție eterogenă. Ele conțin particule coloidale (cu diametrul maimic decât 1 µm), particule în fază dispersă (cu diametrul între 1-100 µm), agregate în suspensiecu aspect gelatinos și plomeri organici de origine biologică [4].

Aceste nămoluri, în starea lor naturală (adică aşa cum rezultă ele din procesul de epurare)

sunt nocive şi reprezintă un deosebit pericol pentru mediul înconjurător dacă sunt evacuate caatare.

Prelucrarea nămolurilor rezultate în special în urma epurării primare şi secundare seexecută în vederea reducerii volumului acestuia, a stabilizării şi transformării sale în produsecare pot fi depozitate final.

În treapta de prelucrare a nămolurilor, cele mai utilizate procedee sunt: condiţionareachimică (prin adăugarea de reactivi), deshidratarea prin presare utilizând filtre presă sau filtre bandă, filtrare folosind vacuum filtre sau centrifugare.

Nămolurile prelucrate sunt, de regulă, utilizate în agricultură la fertilizarea solurilor (înspecial atunci când există terenuri disponibile şi nămolurile nu conţin substanţe contraindicate)

sau depozitate final pe platformele orăşeneşti de depozitare a deşeurilor, iar în unele cazuri suntincinerate.

Pentru tratarea nămolurilor nu se pot stabili tehnologii universal valabile, deoareceacestea trebuie să fie adaptate la caracteristicile nămolurilor prelucrate (care variază de la caz lacaz) şi la scopurile finale de evacuare sau valorificare, însă există o serie de procedee tipice(tabelul 7.1) de prelucrare a nămolurilor care pot fi aplicate individual sau în combinaţii.

În figura 7.1 este prezentată o schemă a treptei de prelucrare a nămolului a unei staţiimecano-biologice compusă din: bazin (fosă) de amestec şi omogenizare a nămolului, instalaţiede stabilizare a nămolului cu fermentator anaerob şi platforme pentru deshidratarea (uscarea)

nămolului.


2/20



Tabelul 7.1. Procedee de prelucrare a nămolurilor

Tipuri de proces

Scop şi funcţii Se realizează prin

Îngroşareanămolului

Îndepărtarea apei din nămol; reducerea

volumului nămolului; omogenizareanămolului; creşterea eficienţei proceselor următoare;

Sedimentare, flotaţie,filtrare, centrifugare.

Stabilizareanămolului

Diminuarea putrescibilităţii, diminuarea potenţialului patogen, reducerea volumului şimasei, producerea de gaz de fermentaţiecombustibil.

Fermentare anaerobă,stabilizare aerobă.

Condiţionareanămolului

Modificarea structurii nămolului,îmbunătăţirea filtrabilităţii nămolului, creştereagradului de captare a solidelor, îmbunătăţireacompactibilităţii nămolului.

Condiţionare chimică,condiţionare termică,condiţionare prin îngheţare,condiţionare cu material

inert.

Deshidratareanămolului

Indepărtarea apei din nămol, reducereaavansată a volumului nămolului.

Depunere pe platforme deuscare, depunerea în lagunede nămol, filtrare pevacuum-filtre, filtre presăsau filtre cu bandă,centrifugarea în decantoarecentrifugale sau centrifugecu discuri.

Uscarea

nămolului

Îndepărtarea avansată a apei din nămol,

sterilizarea nămolului.

Uscarea în uscătoare cuvetre etajate, uscătoare

rotative, uscătoare cu bandă,atomizoare.

Ardereanămolului

Distrugerea totală a materiilor organice dinnămol, îndepărtarea totală a apei, sterilizarea,conversia materialului, producerea de energie(în anumite cazuri)

Incinerare în cuptoare,oxidare umedă, prin piroliză.

Dezinfecţianămolului

Reducerea potenţialului patogen a nămolului,asigurarea unei potenţiale valorificări agricolesau silvice.

Pasteurizare, iradiereradioactivă, tratare cu var,tratare cu clor, compostare.

Eliminarea

finală anămolului

Îndepărtarea nămolului din cadrul staţiei de

epurare, reintegrarea în circuitul natural,valorificarea potenţialului util, integrarea încircuitul economic.

Valorificare ca sol agricol,îngrăşământ, amendament,

material de construcţii,depunere pe sosau însubteran.


3/20

Siste

As.dr.ing. Nicoleta Ungureanu

Fig. 7.1. Schema treptei d

7.1. Îngroşarea nămolul

Îngroşarea nămolului cconcentrare a acestuia în scopulse poate face prin: decantareinstalaţii de îngroşare a nămolul

Îngroşătoarele gravitaţioradierul în pantă către centru udotate cu dispozitive mecanice ddintre straturile de nămol cătrenămolului îngroşat către başa derigola periferică fixată la partea s

Îngroşătoarele gravitaţio prelucrează nămoluri cu concentîn instalaţie de 0,5-2 zile şi încăr

În figura 7.2 este prezent

e de depoluare în industria alimentară

prelucrare a nămolului a unei staţii mecano-bi

ui

onstituie cea mai simplă şi frecvent întălreducerii volumului şi îmbunătăţirii filtrabilităţ gravitaţională, flotare sau centrifugare, celi fiind îngroşătoarele gravitaţionale.

ale sunt de regulă instalaţii de tipul decantoarelnde este plasată başa de colectare a nămolule amestecare lentă pentru favorizarea deplasăriisuprafaţă şi cu un sistem de racloare de radiecolectare. Apa separată la suprafaţa nămoluluiuperioară a peretelui îngroşătorului.

nale au diametre între 5-25 m, au funcţioraţii de suspensii solide între 1,5-6 kg/ m2h, aucări hidraulice între 0,6-1,2 m3/m2h [4].

t un exemplu de îngroşător graviaţional radial.

3

logice [4]

ită metodă de ii [4]. Îngroşarea

mai răspândite

or radiale, având i îngroşat. Sunt

apei interstiţiale pentru dirijarea

este colectată în

are continuă şi timpi de retenţie


4/20



Fig. 7.2. Îngroşător gravitaţional radial [2]A – alimentare cu apă uzată; B - cilindru; C – evacuare apă de nămol; D – sistem rotativ de

racloare de radier ; E – evacuare nămol îngroșat

7.2. Stabilizarea nămolului

Nămolurile rezultate din epurarea apelor uzate urbane (nămoluri primare, nămolurisecundare) şi nămolurile cu compoziţie majoritar organică sunt materiale uşor putrescibile cu potenţial infecţios, care dau naştere la mirosuri dezagreabile şi atrag insectele şi rozătoarele. Înscopul evitării acestor incoveniente este imperios necesar ca această categorie de nămoluri să fiestabilizată din punct de vedere biologic înainte de evacuarea din staţia de epurare [4].

Procesul de stabilizare a nămolurilor constă în degradarea controlată a materiilor organicemai puţin stabile din punct de vedere biologic, astfel încât să se obţină un produs final cu raportorganic/mineral modificat la care materiile organice remanente să fie mult mai stabile (cu

degradare microbiană lentă).Procedeele de stabilizare a nămolurilor cu compoziţie majoritar organică pot fi procedee

biochimice - stabilizare anaerobă şi stabilizare aerobă - sau procedee fizice - tratare termică şioxidare chimică. Cele mai frecvente sunt procedeele biologice, mai ales stabilizarea anaerobăcare se realizează prin fermentarea anaerobă a nămolurilor la care materia organică din nămolurieste transformată până în final în metan, bioxid de carbon şi produşi intermediari de fermentaţie(în cazul în care succesiunea de reacţii biochimice nu se produce în echilibru). Amestecul demetan şi bioxid de carbon poartă denumirea de gaz de fermentaţie şi în funcţie de raportul încare se găsesc cele două componente acesta este un gaz conbustibil.

Principalele tipuri de instalaţii de stabilizare anaerobă a nămolurilor sunt înstalaţiile defermentare anaerobă de mică şi de mare încărcare. În practică au fost realizate patru tipuri deinstalaţii de fermentare anaerobă şi anume: instalaţiile de mică încărcare într-o singură treaptă,instalaţiile de mare încărcare într-o singură treaptă, instalaţiile în două trepte şi instalaţiile decontact.

Instalaţiile de mică încărcare într-o singură treaptă (figura 7.3) sunt instalaţii criofile(adică lucrează la temperatura mediului, nu au încălzire) cu funcţionare discontinuă (în şarje, cu


5/20

Siste


alimentare şi evacuare intermiteanaerobă conţinutul instalaţieifermentaţie, o zonă intermediarzonă inferiooară de nămol în practivă şi cu stratul inferior de

instalaţie este de 30 - 120 zile, î

Fig. 7.3. Instala1 - alimentare cu nămol; 2 -fermentaţie; 5 - evacuare ga

9 - evacuare

Instalaţiile de mare încă

cu dispozitive de amestecarediscontinuă. Temperatura de reg

este de 12 - 20 zile, încărcareanoastră se utilizează încărcări de

Fig. 7.4. Instala1 -alimentare cu nămol; 2 – am

5 - eva


nte) la care pe măsură ce se realizează procese stratifică în mai multe zone: o zonă supede crustă (spumă), o zonă intermediară de a

oces de fermentare (cu stratul superior de nănămol relativ stabilizat). Durata de reţinere

cărcarea fiind de 0,5 - 1,5 kg materie organică/

ie de fermentare anaerobă de mică încărcare [4 nămol fermentat; 3 - nămol în fermentare activ

z; 6 - apă de nămol; 7 - crustă (spumă); 8 - evacapă de nămol; 10 - evacuare nămol fermentat

care într-o singură treaptă (figura 7.4) sunt ini încălzire (conţinutul instalaţiei omogen), şm este de 30 - 35°C, durata de reţinere a nămo

fiind de 1,5 - 5 kg materie organică/ m3 rez2-3 kg materie organică/ m3 rezervor zi).

ie de fermentare anaerobă de mare încărcare [4 stecare; 3 - nămol în fermentare activă; 4 - ga

uare gaz; 6 - evacuare nămol fermentat

5

ul de fermentare ioară de gaz de

ă de nămol şi o ol în fermentare a nămolului în

3 rezervor zi.

ă; 4 - gaz de

uare spumă;

stalaţii prevăzute au funcţionare

lului în instalaţie

rvor zi (în ţara

de fermentaţie;


6/20

Siste


Instalaţiile de fermenta

anterioară de mare încărcare şiideea de a recupera o cantitate ssepararea apei de nămol în instal

Fig. 7.5. Insta1 - alimentare cu nămol treapt

fermentaţie; 5 - alimentare8 - evacuare nămol; 9 - eva

Instalaţiile de contact (încărcare urmată de o instalaţiedin treapta a doua este recircu proaspăt introdus în instalaţie. A

Fig. 7.6. Ins1 - alimentare cu nămol treapt

fermentaţie; 5 - alimentare8 - evacuare nămol; 9 - evac


e în două trepte (figura 7.5) sunt formateo instalaţie posterioară de mică încărcare şi a plimentară de gaz precum şi de a realiza îngroşaţia posterioară.

aţie de fermentare anaerobă în două trepte [4] I; 2 – amestecare; 3 - nămol în fermentare act

cu nămol treapta II; 6 - nămol fermentat; 7 - apcuare apă de nămol; 10 - evacuare gaz; 11 - ev

fermentat

figura 7.6) sunt formate dintr-o instalaţie an posterioară de mică încărcare din care din năat la intrarea în prima treaptă în scopul ino

cest tip de instalaţie este rar întâlnit.

alaţie de fermentare anaerobă de contact [4] I; 2 – amestecare; 3 - nămol în fermentare act

u nămol treapta II; 6 - nămol fermentat; 7 - apare apă de nămol; 10 - evacuare gaz; 11 - reci

fermentat

6

dintr-o instalaţie fost realizate în

rea nămolului şi

vă; 4 - gaz de ă de nămol;

cuare nămol

erioară de mare olul sedimentat

ulării nămolului

vă; 4 - gaz de ă de nămol;

culare nămol


7/20



Având în vedere că în practică cel mai frecvent întâlnit tip de instalaţii de fermentareanaerobă a nămolurilor sunt instalaţiile de mare încărcare. În figura 7.7 este prezentată schemade principiu a unei astfel de instalaţii.

Fig. 7.7. Instalaţie de fermentare anaerobă în două trepte1 - cuvă de fermentare; 2 - amestecător; 3 - gură de vizitare; 4 - turn de captare a gazului defermentaţie; 5 - schimbător de căldură; 6 - pompă de recirculare; 7 - conductă de alimentare;

8 - conductă de evacuare; 9 - conductă de recirculare; 10 - conductă de gaz; 11 – conducte agenttermic; 12 - capac etanş; 13 - purificator de suspensii şi condens; 14 - odorizator; 15 - purificator

de hidrogen sulfurat; 16 - supapă de siguranţă

Stabilizarea aerobă a nămolurilor constă dintr-un proces de degradare biologică acompuşilor organici uşor degradabili din nămoluri prin fermentare aerobă în bazine deschise de

aerare. Procesul implică atât oxidarea directă a materiilor organice biodegradabile realizată de biomasa bacteriană aerobă, cât şi oxidarea însăşi a biomasei bacteriene, fază denumită respiraţieendogenă care este predominantă în stabilizarea aerobă. Stabilizarea aerobă are dezavantajulunor cheltuieli de exploatare mari (în special din cauza consumului de energie), deci procedeuleste mai rar utilizat decât stabilizarea anaerobă. În figura 7.8 este prezentată schema bloc a uneiinstalaţii de stabilizare aerobă a nămolurilor.

Fig. 7.8. Schema bloc a unei instalaţii de stabilizare aerobă a nămolurilor 1 - nămol primar; 2 - nămol secundar; 3 - recirculare nămol; 4 - bazin de aerare a nămolului;

5 - decantor; 6 - ppă de nămol; 7 - evacuare nămol stabilizat; 8 - platforme de uscare anămolului stabilizat; 9 - evacuare nămol uscat


8/20



7.3. Condiţionarea nămolului

Condiţionarea nămolurilor brute sau stabilizate se realizează în scopul micşorăriirezistenţei la filtrare a acestora în vederea deshidratării mecanice. Procedeele de condiţionare anămolurilor se clasifică în: procedee de condiţionare chimică, procedee de condiţionare termică,

procedee de condiţionare prin îngheţare şi procedee de condiţionare prin adaos de material inert.

Condiţionarea chimică se realizează prin utilizarea unor agenţi chimici minerali (sulfatde aluminiu, clorhidrat de aluminiu, clorură ferică, sulfat feros, sulfat de fier clorinat, oxid decalciu, extras de zgură metalurgică, etc.), agenţi chimici organici (polimeri sintetici anionici,cationici sau neionici) şi agenţi chimici mixti (amestecuri de polimeri anionici sau neionici cusăruri metalice). Alegerea tipului de agent chimic (coagulant) pentru un anumit tip de nămol seface prin teste de laborator în care se urmăreşte modificarea rezistenţei specifice la filtrare anămolului în funcţie de doza de coagulant determinându-se doza optimă de coagulant pentru carerezistenţa specifică la filtrare este minimă.

Condiţionarea termică se realizează în reactoare de condiţionare în care nămolul supustratamentului este adus la temperaturi de 100 - 200°C, presiuni de 1 - 2,5 atm pe durate de pânăla 60 minute. Condiţionarea termică prezintă avantajele că în timpul condiţionării nu apar mirosuri neplăcute, nu sunt necesari reactivi şi că din proces rezultă nămol sterilizat dar şidezavantajul major al unui consum semnificativ de energie termică (3 - 4 kWh/m3 nămolcondiţionat).

Condiţionarea prin îngheţare produce un efect asemănător condiţionării termice, fiindcăstructura nămolului adus la temperaturi scăzute se modifică, la dezgheţare cedând cu uşurinţăapa.

Condiţionarea prin adaos de material inert (zgură, cenuşă, rumeguş, etc.) este un procedeu de condiţionare care dă rezultate satisfăcătoare, dar prezintă dezavantajul important alcreşterii semnificative a volumului de nămol care trebuie prelucrat în continuare. Acest procedeutrebuie totuşi avut în vedere pentru anumite scopuri de valorificare finală a nămolului tratat(creşterea puterii calorice a nămolurilor care se incinerează, obţinerea unei anumite structuri pentru nămolurile care se depun pe solurile agricole în scopul ameliorării acestora).

7.4. Deshidratarea nămolului

Deshidratarea nămolurilor se face prin extragerea apei de adeziune în scopul diminuării

importante a volumului acestora şi a formei sub care se găsesc. Deshidratarea se poate face prin procedee naturale ( pe platforme de uscare a nămolurilor , în iazuri de nămol , etc.) sau prin procedee artificiale (procedee mecanice statice - filtrare sau procedee mecanice dinamice -centrifugare).

Procedeele naturale se aplică atunci când cantităţile de nămol rezultate în urma epurăriiapei uzate sunt relativ mici şi se dispune de suficient spaţiu pentru realizarea platformelor deuscare a nămolului sau de cavităţi sau depresiuni naturale pentru înfiinţarea iazurilor de nămol,


9/20

Siste


în timp ce procedeele artificialemari de nămol. Procedeele na preliminare în timp ce procedeelacestora.

Platformele de uscare a

care este depus nămolul stabilevaporării apei din nămol şi a inuscare a nămolului sunt caracteanume: dacă stratul de susţinere pânzelor de apă freatică, atunci ccolectare a apelor de drenaj dinîn straturile acvifere freatice, aimpermeabil. Indiferent de variade drenuri şi evacuată.

În figura 7.9 este prezentcu strat de susţinere impermeabil

Fig. 7.9. Secţiune trans

Iazurile de nămol pot fcarierele de nisip sau cărămidă îde la platformele de uscare. Daeste necesară constrirea unor prodată iazurile trebuie să fie golit

Deshidratarea artificial

dezavantajele necesităţii condiţia nămolului deshidratat, în cafertilizante scăzute a nămoluluinămolului. Instalaţiile tipice de filtrele cu benzi.

Vacuum-filtre. Deshidratlarg utilizat în prezent pentru d


se aplică atunci când în urma epurării apei uzatturale de deshidratare a nămolurilor nu nee artificiale de deshidratare a nămolurilor nece

nămolurilor sunt construcţii executate la sup

izat sau proaspăt la care deshidratarea se refiltrarii acesteia în stratul drenant al platformelorizate îndeosebi prin natura stratului de susţinal platformelor este permeabil dar nu există phiar stratul de susţinere se constituie în strat dreămol; dacă există pericolul ca apa drenată dinunci se construiesc platforme de uscare cu sntă, apa drenată este este colectată prin interm

ată o secţiune transversală a unui sistem de plaizat.

versală printr-un sistem de platforme de uscarede susţinere impermeabilizat

înfiinţate în depresiuni naturale sau în cavitscopul deshidratării nămolurilor printr-un pro

ă solul de susţinere al iazurilor nu este suficiaplinuri pentru evacuarea apei drenate din năde nămol care este evacuat.

prin filtrare are avantajul unei productivită

nării prealabile a nămolului, a limitării posibilitzul condiţionării acestuia cu săruri mineraldeshidratat şi a unei acţiuni nule asupra încădeshidratare prin filtrare sunt: vacuum-filtrele

area mecanică pe vacuum-filtre este procede enajul artificial al apei. Forma constructivă a

9

rezultă cantităţi esită tratamente

ită condiţionarea

rafaţa solului pe

alizează datorită r. Platformele de

ere a acestora şi ricolul infectării nant şi are rol de nămol să ajungă

trat de susţinere diul unui sistem

tforme de uscare

cu strat

ăţile rezultate în es similar cu cel

nt de permeabil ol. La câţiva ani

i ridicate dar şi

ăţii de incinerare , a unei valori

cării patogene a filtrele presă şi

l tehnic cel mai vacuum-filtrelor


10/20



poate fi diferită (cu disc, taler sau tambur), vacuum-filtrele cu tambur fiind cele mai utilizate pentru deshidratarea nămolurilor provenite din epurarea apelor uzate.

Productivitatea vacuum-filtrelor la deshidratarea nămolurilor provenite din epurareaapelor variază între: 5-10 kg/ m2h pentru nămol proaspăt şi fermentat, 20-25 kg/m2h pentrunămol amestecat fermentat şi circa 30 kg/m2h pentru nămolul primar fermentat. Deshidratarea

nămolurilor pe vacuum-filtre prezintă avantajul funcţionării continue (spre deosebire de filtrele presă) şi a capacităţii mari de filtrare. Dintre d e z avantaje se pot semnala degradarea relativrapidă a pânzelor filtrante, umiditatea destul de ridicată a turtei (70-80 %) şi consum deenergie mai mare decât al filtrelor presă pentru nămol activ.

Fig. 7.10. Vacuum-filtru

Filtrele presă sunt compuse dintr-o serie de rame verticale acoperite cu pânză filtrantăîntinsă pe ambele păr ți. Aceste rame sunt așezate una lângă alta și presate cu un mecanism cușurub sau hidraulic. Între două plăci se formează o cameră de filtrare. Fiecare ciclu este format

din trei faze [3]:- Faza de alimentare: La începutul fiecărui ciclu, nămolul condiționat este injectat în

camerele de filtrare cu ajutorul unei pompe de înaltă presiune. Nămolul umple fiecare cameră șiapa începe să se scurgă în afară.

- Faza de filtrare: După ce camerele de filtrare sunt pline, se continuă pompareanămolului până când presiunea crește și depășește 15 bari. Filtratul curge în canalele plasate î nfiecare ramă și este evacuat într -o conductă principală. Injectarea debitului de nămol se reducecând crește presiunea. Adesea se utilizează doua pompe separate: o pompă cu debit mare /


11/20


12/20

Siste


1 - alimentare cu nămol; 2 -

benzilor; 4 - gură de prea-plin;ghidare; 8 - tambure de ten

10 - jghea

Deshidratarea artificial

substanţei solide din nămol subgravitaţional. Acest procedeu ardeshidratării prin filtrare, dar şiconsumuri mai ridicate de energde deshidratare prin centrifughidrocicloanele.

Decantoarele centrifugal ax orizontal care are turaţie ridielicoidal (3) care are o turaţie cintrodus în instalaţie prin conduconică şi transportorul elicoida

transportorului elicoidal. Datoricătre peretele interior al acesteiforma unui strat cilindric, iar ap poziţie mai centrală, grosimeadiafragmei reglabile (12). Dinstratul de substanţă solidă depustobei îl scoate din stratul de apă


Fig. 7.12. Filtru cu benzi zonă de separare a apei fără presare; 3 - sisteme

- tambure de antrenare; 6 - tambure de presaresionare; 9 - conducte de evacuare a apei extrase buri de colectare a apei extrase din nămol

prin centrifugare poate fi definită ca o decaacţiunea unui câmp centrifugal, mult mai mavantajul unei foarte bune eficienţe de deshid

dezavantajele necesităţii condiţionării prealabiie în comparaţie cu deshidratarea prin filtrare.re sunt: decantoarele centrifugale, centrifug

e sunt compuse (figura 7.13) dintr-o tobă cilin ată (mii de rot/min), în interiorul căreia se găs

80-100 rot/min mai mare ca toba cilindro-conita de alimentare (1) şi este dirijat în spaţiul din

de către distribuitorul (10) prin fantele arb

tă turaţiei mari a tobei cilindro-conice nămola, substanța solidă, mai grea plasându-se pemai uşoară plasându-se tot sub forma unui strstratului de apă fiind ajustată printr-o anuauza turaţiei sale mai ridicate, transportorulă pe peretele tobei în zona sa cilindrică, apoi di îl evacuează prin jgheabul de evacuare a năm

12

de spălare a

; 7 - tambure de din nămol;

tare accelerată a re decât câmpul

atare, superioare e a nămolului şi

Instalaţiile tipice ele cu talere şi

ro-conică (2) cu şte transportorul

că. Nămolul este tre toba cilindro-

orelui tubular al

ul este proiectat suprafaţa sa sub t cilindric, dar în ită deschidere a

licoidal raclează atorită conicităţii

lului deshidratat


13/20



(8). Stratul de apă separată care depăşeşte spre interior diafragma reglabilă este evacuat prin jgheabul de evacuare a apei separate (11). Acţionarea tobei cilindro-conice şi a transportoruluielicoidal se face printr-un reductor special diferenţial (5) prin intermediul transmisiei (6). Dincauza turaţiei mari de lucru, pentru rigiditate, această instalaţie trebuie să fie prevăzută cu un batiu foarte masiv (9), iar fixarea pe fundaţia incintei în care este plasată se face prin intermediul

amortizoarelor (7).

Fig. 7.13. Decantor centrifugal1 – conductă de alimentare; 2 - tobă cilindro-conică; 3 - transportor elicoidal; 4 - ;

5 – reductor diferențial; 6 – transmisie; 7 – amortizoare; 8 - jgheab de evacuare a nămoluluideshidratat; 9 - batiu; 10 - distribuitor; 11 – jgheab de evacuare a apei separate; 12 - diafragmă

reglabilă

Centrifugele cu talere au funcționare continuă și sunt compuse (figura 7.14) din tobacilindrică rotativă (5) cu turaţie ridicată (mii de rot/min) în interiorul căreia este plasat un pachet(2) de talere conice suprapuse (zeci sau sute de bucăţi) astfel încât între două talere succesive săfie păstrate distanţe de câţiva mm. Pe suprafeţele talerelor sunt practicate orificii, care atuncicând acestea sunt asamblate în pachet formează canale de admisie a nămolului. Nămolul esteintrodus în instalaţie prin conducta de alimentare (1), de unde este dirijat prin canalele de admisieîn spaţiile dintre talere (2) unde, datorită acţiunii câmpului centrifugal, substanţa solidă dinnămol, mai grea, se deplasează către peretele tobei de unde este evacuată prin orificiul (3) deevacuare a nămolului deshidratat, în timp ce apa, mai uşoară, se deplasează către centrulcentrifugei de unde este evacuată prin orificiul de evacuare a apei separate (4).


14/20



Fig. 7.14. Schema de principiu a centrifugelor cu talere [1]1-conductă de alimentare; 2 – talere; 3 – orificiu de evacuare a nămolului deshidratat;

4 – orificiu de evacuare a apei separate; 5 - toba cilindrică rotativă

În practica deshidratării nămolurilor cel mai frecvent întâlnite variante de centrifuge cutalere sunt centrifuga cu talere simplă (figura 7.15 a) şi centrifuga cu talere cu recirculareanămolului (figura 7.15 b)

Centrifuga cu talere simplă are o funcţionare discontinuă (în şarje) şi funcţionează astfel:se alimentează o anumită cantitate de nămol prin conducta de alimentare (1), se pune înfuncţiune şi se elimină apa prin orificiul (2); atunci când ia sfârşit eliminarea apei, centrifuga seopreşte, se demontează, se scoate nămolul deshidratat din tobă şi din pachetul de talere (3), dupăcare toba şi talerele se curăţă şi se asamblează pentru un nou ciclu de funcţionare.

Centrifuga cu talere cu recircularea nămolului este o centrifugă cu funcţionare continuă(similară cu cea din figura 7.14) cu particularitatea că orificiile (3) de evacuare a nămoluluideshidratat sunt plasate pe periferia tobei, sub formă de duze reactive (care au acţiune în sensulantrenării în mişcarea de rotaţie a centrifugei). În scopul funcţionării corespunzătoare a duzelor reactive este necesar ca o parte din suprafaţa orificiului acestora să fie colmatată cu nămol, careeste adus în acest scop printr-un sistem de recirculare (4). La acest tip de centrifugă, forma tobeişi a talerelor trebuie să fie astfel aleasă încât deplasarea (curgerea) nămolului prin centrifugă săaibă loc în condiţii optime.


15/20



Fig. 7.15. Variante de centrifuge cu talere pentru deshidratarea nămolurilor a) centrifuga cu talere simplă; 1 - conducta de alimentare cu nămol; 2 – eliminare apă;

3 - pachet de talere

b) centrifuga cu talere cu recircularea nămolului; 1 - conducta de alimentare cu nămol;2 - eliminare apă; 3 - orifiicii de evacuare a nămolului deshidratat; 4 - sistem de recirculare;

5 - pachet de talere

Hidrocicloanele (figura 7.16) sunt instalaţii statice, de formă cilindro-conică, la caresepararea centrifugală are loc datorită mişcării fluxului de nămol introdus în instalaţie.

Principiul de funcţionare se bazează pe faptul că apa uzată intrând în instalaţie cu vitezăşi pe o direcţie tangenţială i se imprimă, apei ce conţine particule în suspensie, o forţă centrifugă.Procesul de separare a particulelor se bazează pe diferenţa de densitate, dintre apă şi particule, peefectul forţei centrifuge şi a inerţiei. Prin acest mod de tratare a apei se pot separa pe de o parte

particulele mai grele, care se depun în partea inferioara şi respectiv particulele uşoare care sedepun la partea centrală şi superioară a instalaţiei. Apa brută ce conţine materiale în suspensieeste introdusă tangenţial în zona cilindrică a hidrociclonului. Particulele solide se depun pe peretele ciclonului, ca urmare a faptului că asupra lor acţionează forţa centrifugă cumulată cuforţa de inerţie. Apa astfel tratată este evacuată prin partea superioară prin supracurgere, în timpce particulele solide separate se depun în partea de jos a conului de unde sunt evacuate.


16/20



Fig. 7.16. Hidrociclon [1]a - schema de funcţionare; b - detalii constructive;

1- intrarea apei brute şi traiectoria ei; 2 - traiectoria ascendentă a lichidului curăţat;3 - carcasa cilindrică a hidrociclonului; 4 - admisia apei brute; 5 - conductă evacuare a lichidului

curăţat; 6 - con de evacuare a suspensiilor separate; 7 - conductă evacuare lichid curăţat;8 - cameră superioară de acumulare a apei curăţate

7.5. Uscarea nămolului

Uscarea nămolului (deshidratare termică) este un procedeu prin care se poate realiza

îndepărtarea avansată a apei din nămol până la o umiditate de 10-15%, prin evaporarea apei dinnămol în instalaţii speciale cu aport exterior de energie. Cele mai frecvent întâlnite utilajeutilizate la uscarea nămolurilor sunt cuptoarele cu vetre etajate (figura 7.17, procesul având locîn zona de uscare a cuptorului), uscătoarele rotative, uscătoarele cu bandă, atomizoarele, etc.

Avantajele procedeului sunt: se reduce considerabil volumul nămolului, se obţine unnămol sterilizat, procedeul nu este influenţat de substanţe toxice sau inhibitoare. Dezavantajul principal al procedeului este consumul ridicat de energie atât pentru evaporarea apei din nămolcât şi pentru dezodorizarea termică a gazelor rezultate.

7.6. Arderea (incinerarea) nămolului

Incinerarea nămolurilor este un procedeu prin care care nămolurile sunt distruse total,sigur şi în condiţii igienice, produsele finale fiind: apă, dioxid de carbon, dioxid de sulf şi cenuşă(cenuşile, mai ales cele zburătoare, conţin substanţe solubile toxice şi de aceea acestea trebuiecolectate şi depozitate în siguranţă). Procesul de incinerare a nămolului se realizează în douăetape, şi anume: uscarea şi combustia, care pot avea loc succesiv în acelaşi utilaj sau în utilaje


17/20



diferite. Fazele de lucru succesive sunt următoarele: creşterea temperaturii nămolului până la cca.110°C, evaporarea apei din nămol şi creşterea temperaturii materiei organice şi gazelor dinnămol până la punctul de aprindere.

Arderea nămolurilor depinde de conţinutul de apă şi de materie organică din nămoluri.Procesul de combustie se realizează cu exces de aer, care trebuie riguros menţinut pentru a nu

scădea randamentul termic al instalaţiei. Preîncălzirea nămolurilor şi aerului şi folosirea unor nămoluri cu putere calorică convenbilă (2000-4000 kcal/kg S.U.) pot conduce la realizarea procesului de combustie fără aport exterior de energie (adică este necesar aport exterior deenergie doar pentru iniţierea procesului). Pentru atingerea unui asemenea deziderat nămolultrebuie să sufere o deshidratare preliminară de peste 90%.

Utilajele tipice pentru incinerarea nămolurilor sunt: cuptoarele cu vetre etajate (figura7.17) şi cuptoarele cu pat fluidizat (figura 7.18).

Cuptoarele cu vetre etajate sunt alcătuite din carcase de oţel căptuşite cu materialerefractare şi au în componenţă mai multe vetre orizontale suprapuse (etajate). Vetrele sunt dotate

cu sisteme de racloare care forţează nămolul să se deplaseze de-a lungul suprafeţei fiecărei vetre,după care îl evacuează în vetrele inferioare următoare.Cuptorul este împărţit în trei zone funcţionale, şi anume:- zonă de uscare, constituită de vetrele superioare (cu temperaturi de cca. 500°C);- zonă de combustie, constituită de vetrele intermediare (cu temperaturi de 870-980°C);- zonă de răcire, constituită de vatra inferioară (cu temperaturi de cca. 300°C);Mişcarea şi direcţia de deplasare a gazelor, ca şi răcirea şi mărunţirea materialului produc

un important schimb de energie. Gazele părăsesc instalaţia la temperaturi de 260-650°C.Cuptoarele cu vetre etajate sunt prevăzute cu instalaţii auxiliare şi anume: transportoare cu

bandă pentru alimentarea cu nămol măcinat prin concasare, instalaţie de epurare a emisiilor de

gaze de ardere, instalaţie de colectare şi depozitare a cenuşii şi altele.


18/20

Siste


1 - carcasă exterioară căptuş

4 - vatră; 5 - sistem de acţionahidrotransportul cenuşii; 9 -

Cuptoarele cu pat fluidi importante:

- se realizează un amestec- deoarece uscarea şi co

de ardere ajung la temperaturi fanepoluând mediul;

- cuptotul nu are compon- patul fluidizat (constitu

căldură, ceea ce conduce la o ec4 -8 ore fără încălzire;


ig. 7.17. Cuptor cu vetre etajate ită cu cărămidă refractară; 2 - arbore tubular; 3

e; 6 - suflantă a aerului de răcire; 7 - cenuşă; 8hidrociclon; 10 - alimentare cu apă; 11 -aliment

at sunt utilaje de incinerare care prezintă urm

foarte bun al nămolului cu aerul insuflat; bustia se produc simultan în interiorul stratulu

vorbile producerii unui proces de dezodorizare

nte mobile şi funcţionează la presiuni scăzute (0it din nisip de siliciu, şamotă, etc) constituienomie de combustibil auxiliar deoarece cuptor

18

- braţ radial;

- pompă pentru are cu nămol

ătoarele avantaje

fluidizat, gazele

termică (750°C),

,13 - 0,17 barr); n acumulator de

l poate funcţiona


19/20

Siste


- deoarece cuptorul evasistemului mecanic de extragere

Instalaţia de incinerare îsuccesive:

- deshidratarea şi pregăt

grosiere, mărunţirea pentru redimensiuni sub 10 mm, astfel încde incinerare;

- combustia nămolului camorsarea procesului de arderegazos; ulterior apare un fenomcombustibil auxiliar, îndeosebifluidizat până când prin combuîmpreună cu gazele de ardere;

- epurarea gazelor de aechipament de reţinere cu hidrocarse sunt trecute printr-un schimb

1 -cuptor de incinerare; 2 - alsepararea cenuşii; 5 - ali

7 - transportor de evacuare acombustibil; 10 - bujie pentr

fl


cuează cenuşa odată cu gazele de ardere, dicenuşii.

n strat fluidizat cuprinde echipamente pentru

irea nămolului prin reţinerea şi îndepărtarea co

ducerea dimensiunilor particulelor de nămo ât acesta să poată fi admis în sistemul de alimen

are are loc în cuptorul cu start fluidizat (fig este necesară o încălzire de demarare cu comb

en de autocombustie ajutată uneori şi de odacă nămolul este fermentat; nămolul estetie rapidă este transformat în cenuşă inertă, c

dere şi separarea substanţelor solide care seiclon sau tub Venturi; de menţionat că înainteător de căldură pentru preîncălzirea aerului nece

ig. 7.18. Cuptor cu pat fluidizat

mentare cu nămol; 3 - transportor elicoidal; 4entare cu particule pentru stratul fluidizat; 6 –

tratului fluidizat; 8 - alimentare cu aer; 9 - alifuncţionare normală; 11 - bujie pentru amorsaridizare; R - zona de reîntoarcere

19

spare necesitatea

următoarele faze

rpurilor minerale

l deshidratat la are al reactorului

ra 7.18); pentru

ustibil lichid sau ică cantitate de

eţinut în stratul are se evacuează

ealizează într-un e epurare, gazele ar arderii.

- ciclon pentru deflector;

entare cu gaz e; F - zona de


20/20



7.7. Dezinfectarea nămolului

Dacă nămolul tratat este valorificat ca pământ agricol, ca fertilizant sau ca amendament, pentru înlăturarea pericolului de infectare a solurilor pe care se depune, culturilor sau apelor freatice cu germeni patogeni, ouă de paraziţi, etc. este necesară luarea unor măsuri de diminuare a

potenţialului infecţios. Căile de diminuare sau distrugere a potenţialului infecţios al nămolurilor se pot clasifica în două categorii:

- sterilizarea (distrugerea tuturor speciilor de microorganisme) care se realizează printratamente termice la temperaturi de peste 100°C (incinerare, uscare, condiţionare termică, etc.);

- dezinfecţia (decontaminarea) care se realizează prin tratamente la temperaturi sub 100°C,cum ar fi pasteurizarea sau fermentarea anaerobă termofilă, tratamente prin iradiere, tratare cuagenţi chimici care aduc pH-ul nămolului la valori extreme (sub 2 sau peste 12), compostarea.

În general igieniştii nu pretind o sterilizare a nămolului considerând că este suficientă odezinfecţie care se poate realiza prin procedeele enumerate anterior, care vor fi prezentate pe scurtîn continuare.

Pasteurizarea nămolului constă în încălzirea nămolului la temperaturi de 70 - 90°C pedurate de 20 - 35 min, înainte sau după fermentare. Calitatea pasteurizării depinde de cei doi parametri a căror valori variază antagonist, în strânsă corelare.

Stabilizarea anaerobă termofilă a nămolului se produce la temperaturi ale procesului între50 - 56°C, instalaţiile de fermentarea anaerobă fiind similare cu cele de la stabilizarea anaerobămezofilă.

Iradierea nămolului are un efect sterilizant prin distrugerea practic a oricărui agent patogen. Ca surse de iradiere se utilizează elementele Co - 60 şi Ce - 137. Aplicarea metodei esterelativ simplă, iradierea producându-se într-un tunel subteran plasat lângă sursa de radiaţii, însă

trebuie luate măsuri deosebite de protecţia mediului şi personalului împotriva radiaţiilor.Tratarea cu var a nămolului până la valori ale pH-ului peste 12 poate asigura o dezinfecţie practic totală a acestuia.

Compostarea nămolului este un procedeu de mineralizare biologică naturală a substanţelor organice din nămol rezultând un material inofensiv, cu volum mic şi greutate redusă care poate fiutilizat fără nici un pericol în scopuri agricole. Deoarece procesul are loc la o temperatură de cca.70°C are loc o diminuare avansată a potenţialului patogen şi o igienizare a acestuia.

BIBLIOGRAFIE

[1]. Procedee și echipamente de epurare a apelor. Suport de curs, 2011. UniversitateaPetru Maior Tg. Mureș. Facultatea de Inginerie. Specializarea Ingineria și protecția Mediului în

Industrie.[2]. Wastewater treatment. Wastewater Lecture Note. Delft University of Technology.[3]. Broșura Deshidratarea nămolului. SNF Floerger.[4]. Rojanschi V., Ognean Th., 1997. Cartea operatorului din stații de epurare a apelor

uzate. Editura Tehnică, București.

C7_Instalatii Din Treapta de Prelucrare a Namolurilor Din Statiile de Epurare a Apelor Uzate (2)

Documents

Transcript of C7_Instalatii Din Treapta de Prelucrare a Namolurilor Din Statiile de Epurare a Apelor Uzate (2)