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Impianti di trattamento delle acque reflue come sistema completo

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Affidabilità nel processo di ispessimento dei fanghi

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Gli impianti di trattamento utilizzano processi di trattamento delle acque reflue diversi a seconda delle dimensioni. Gli impianti più piccoli, fino a 30.000 abitanti, sono spesso costruiti come impianti di aerazione con stabilizzazione aerobica dei fanghi. Gli impianti più grandi (>30.000 abitanti), invece, di solito utilizzano la stabilizzazione anaerobica dei fanghi. Durante questo processo, i fanghi attivi prodotti durante la depurazione biologica vengono prelevati dalla vasca di decantazione secondaria e restituiti alla vasca di aerazione. Tuttavia, una parte di questo flusso deve essere prelevata come fango in eccesso e alimentata insieme al fango primario derivante dalla fase di pre-carificazione nel digestore per la stabilizzazione anaerobica dei fanghi.

Il grande volume di questi fanghi in eccesso rappresenta una sfida considerevole. Il fango viene prelevato dal decantatore secondario con una diluizione molto elevata, pari solo a circa 5-10 g/litro, e deve quindi essere ispessito a circa 50-85 g/litro per raggiungere la concentrazione ottimale per il digestore. Il volume viene ridotto di circa l'80-90%. Esistono vari metodi per ottenere questo risultato, tra cui l'addensamento statico o la filtrazione, ma ognuno di essi presenta svantaggi specifici. Un metodo eccellente, che presenta un'ampia gamma di vantaggi, è l'addensamento con decantatori.

Sebbene il funzionamento di un digestore sia tecnicamente impegnativo, è fondamentale per il processo complessivo e per i conseguenti costi operativi dell'impianto di trattamento delle acque reflue. Infatti, un processo di digestione ottimale aumenta la produzione di gas e riduce quindi i costi energetici. Allo stesso tempo, i fanghi ben digeriti possono essere disidratati molto bene, riducendo così i costi di smaltimento. L'ottimizzazione del carico del digestore ha un effetto molto positivo sul controllo del processo complessivo. Il carico deve essere il più possibile uniforme e costante. Un modo per ottenere questo risultato è il decantatore OSE Flottweg con controllo del fango ispessito.

Il processo di ispessimento e i fattori che lo influenzano

Considerando il processo complessivo, ci sono alcuni punti importanti e fattori di influenza da tenere in considerazione:

- Le condizioni di alimentazione dell'impianto di depurazione influenzano la concentrazione e il volume dei fanghi in eccesso. Le forti piogge possono svolgere un ruolo fondamentale in questo senso.

- Il prelievo dei fanghi dal decantatore secondario deve avvenire in modo ottimizzato per il processo, cioè subito dopo la produzione dei fanghi.

- Il digestore preferisce un'alimentazione solida con un tasso e una concentrazione costanti.

- L'efficienza di separazione del processo di ispessimento deve essere la più alta possibile per mantenere il carico di ritorno il più basso possibile; è richiesto almeno il 95%. il 98% o più è ancora meglio.

- Poiché i flocculanti polimerici possono interferire con il processo di digestione, la loro quantità deve essere mantenuta il più bassa possibile.

- Più polimeri ci sono nel fango, più alta è la viscosità e più scarsa è la miscelazione nel digestore. Il risultato è una diminuzione della resa di gas.

La sfida:

Il sistema di ispessimento funziona per lo più in modo autonomo, senza molta attenzione da parte del personale operativo. Ma la stabilità e l'affidabilità del processo devono essere garantite. Allo stesso tempo, sia i costi di investimento che i costi operativi devono essere mantenuti entro limiti ragionevoli. Il sistema di ispessimento può essere facilmente adattato a modifiche del processo complessivo o a situazioni operative particolari.

L'ispessimento del fango in eccesso con un decantatore modifica la struttura (viscosità) del fango. Il fango ispessito (TS) ha una struttura cremosa che consente un facile pompaggio anche a concentrazioni di TS più elevate. Queste proprietà del fango hanno anche un effetto positivo nel digestore, grazie alla bassa formazione di schiuma e alla più facile fuoriuscita delle bolle di gas. Al contrario, il fango ispessito prodotto da un ispessitore a nastro ha una struttura molto sfaldata. Questo fango è molto più incline alla formazione di schiuma nel digestore.

Con l'ispessimento tramite decantatore, le particelle solide vengono separate dal liquido grazie al campo gravitazionale artificiale creato nel decantatore, che è diverse volte più forte del campo gravitazionale terrestre. I flocculanti polimerici (PF) vengono aggiunti in quantità molto ridotte solo per lisciare la fase liquida.

Tenendo conto di questi fattori di influenza, il decanter OSE di Flottweg è stato progettato per rispondere alle sfide di questa fase del processo ed è stato costantemente migliorato nel corso degli anni. Inoltre, la sua ampia tecnologia di controllo e regolazione gli consente di operare in modo indipendente anche senza la supervisione del personale operativo. L'ampia protezione antiusura del decanter garantisce una durata di oltre 100.000 ore di funzionamento e la macchina è stata progettata per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Il consumo energetico specifico è di circa 0,5 milioni di euro. Il consumo energetico specifico è di circa 0,10-0,3 kWh/m³, a seconda delle proprietà del fango. La geometria della vasca e della coclea produce risultati di separazione unici.

Il decanter OSE è un sistema chiuso, che garantisce che gli aerosol contaminati biologicamente non vengano rilasciati nell'ambiente. Il design a bassa rumorosità e la bassa velocità del rotore garantiscono basse emissioni sonore.

Aggiunta e controllo del polimero

La quantità di PF necessaria dipende dal carico di solidi; in altre parole, il PF deve essere regolato in base al carico per garantire un dosaggio ottimale. A tal fine, viene installata una sonda nell'alimentazione del fango sottile per misurare la concentrazione di solidi. Il carico viene calcolato in base all'alimentazione idraulica e alla concentrazione, e il dosaggio del PF viene regolato di conseguenza. Una dose comune di PF è di circa 0,5-2 kg PF/t TS. Il valore esatto viene impostato dall'operatore sul pannello operatore e il sistema di controllo lo regola automaticamente.

La flocculazione completa non è necessaria quando si utilizza il decantatore, poiché il PF viene utilizzato solo per lisciare il centrifugato al fine di migliorare il grado di separazione, non per la separazione vera e propria. Di norma, è sufficiente e anzi consigliabile utilizzare un prodotto in polvere economico. Un'informazione fondamentale: oltre ai polimeri sintetici convenzionali, è possibile utilizzare anche polimeri biodegradabili a base di chitina o amido. Se le proprietà dei fanghi sono buone, in alcuni casi è possibile evitare completamente il PF con il decantatore OSE.

Controllo dei fanghi ispessiti

La variazione delle condizioni di alimentazione influisce anche sullo scarico dei fanghi ispessiti. Tuttavia, è importante che il digestore riceva un'alimentazione costante di solidi e una quantità idraulica costante. Per garantire questi due parametri, il decantatore OSE è dotato di un sistema di controllo aggiuntivo per la regolazione del fango ispessito. Questo sistema misura la concentrazione del fango ispessito con una sonda. Grazie a un algoritmo del programma PLC, l'unità Simp Drive® mantiene costante la concentrazione del fango ispessito. L'operatore deve solo selezionare il valore desiderato sul pannello operatore, ad esempio 6% TS, e il resto lo fa il controllore.

Tenere sempre sotto controllo l'efficienza di separazione

Maggiore è l'efficienza di separazione e più pulito è il centrifugato, minore è il carico di ritorno per l'impianto di trattamento delle acque reflue. Il decantatore OSE può raggiungere un'efficienza di separazione costante di >95%, spesso anche >98%. Un sensore monitora la qualità del centrifugato, in modo che gli operatori possano tenere sempre sotto controllo l'efficienza di separazione. Ciò consente di reagire immediatamente in caso di deviazioni, ad esempio regolando la quantità di polimero.

Requisiti di spazio e funzionamento del decanter OSE

Questo sistema di addensamento è molto compatto. La portata specifica per spazio chiuso è spesso molto più elevata rispetto ad altri sistemi, soprattutto quelli più grandi. Ciò consente di installarlo in edifici esistenti, risparmiando sui costi di costruzione. Anche i sistemi a container possono essere facilmente implementati.

Oltre alle quantità di fango sottile, fango ispessito e centrato, il sistema monitora importanti parametri della macchina, come la velocità, le vibrazioni, la temperatura di stoccaggio, il consumo energetico e le pressioni delle tubazioni. In questo modo l'operatore può tenere sempre sotto controllo tutti i parametri rilevanti. Il sistema di ispessimento può essere gestito e monitorato dal pannello operatore o dalla stazione di controllo del processo. A parte le ispezioni occasionali, non è necessario un intervento in loco.

Facile da mantenere e personalizzabile

Il decantatore Flottweg OSE è stato progettato per essere molto semplice da manutenere. Tutti gli assemblaggi e i componenti importanti sono facilmente accessibili. I costi di manutenzione sono ridotti al minimo grazie a una protezione antiusura estesa e di alta qualità in combinazione con acciai inossidabili resistenti alla corrosione (V4A e Duplex). I cuscinetti sono robusti e durevoli. Tutte le parti soggette a usura possono essere sostituite in loco, per cui non si prevedono lunghi tempi di inattività durante la vita utile del decantatore.

Inoltre, non sono necessari strumenti speciali.

Inoltre, gli specialisti dell'assistenza Flottweg possono accedere al sistema di controllo - previa approvazione del personale operativo - e quindi fornire assistenza per il funzionamento o la manutenzione a distanza.

Oltre alla facilità di manutenzione, il sistema è in grado di gestire o adattarsi molto bene ai cambiamenti delle esigenze. Se, ad esempio, nell'impianto di depurazione compaiono batteri filamentosi (microthrix) che degradano l'indice dei fanghi, anche questi fanghi rigonfianti possono essere trattati bene, nonostante un SVI fino a 300 ml/g. Al massimo, si può prevedere un aumento del fabbisogno di polimeri e/o un flusso di passaggio leggermente inferiore. Il sistema è adatto anche all'ispessimento di fanghi primari o misti, richiedendo solo l'ottimizzazione delle impostazioni della macchina. E se in futuro verranno installati altri processi, ad esempio l'idrolisi termica, i decantatori OSE potranno essere facilmente adattati.

Il carico costante del digestore consente di risparmiare sui costi di riscaldamento e di migliorare il processo di digestione, aumentando così la produzione di gas e, in ultima analisi, migliorando il bilancio energetico dell'impianto di trattamento delle acque reflue. il funzionamento 24 ore su 24 riduce i costi di investimento, migliorando al contempo la gestione del processo di decantazione secondaria.

Esempio di utilizzo del decantatore

L'esperienza dei clienti ha dimostrato che l'utilizzo del decantatore per l'ispessimento ha migliorato sia il grado di digestione che il risultato di disidratazione. Inoltre, l'integrazione completamente automatica del decantatore di ispessimento nella gestione del processo ha migliorato significativamente le condizioni biologiche: Il risultato è un minor consumo di ossigeno, un minor carico di ritorno dovuto al centrate pulito e un indice di fango costantemente basso (90 - 110). L'uso del decantatore migliora anche i valori di deflusso per NH4-N. Infine, vi è un impatto positivo sulla disidratazione, con una riduzione del consumo energetico del decantatore di circa -14%, da 2,47 a 2,12 kWh/m³.

Questo esempio e i parametri associati mostrano come il decantatore OSE possa avere un impatto positivo sul processo di ispessimento dei fanghi.