Categoria K: Pulizia degli scarichi
tamponi di limo
I fanghi digeriti scaricati da digestori, vasche di decantazione a due piani o altre strutture presentano un'elevata umidità; ad esempio, i fanghi escono da vasche di decantazione a due livelli con un contenuto di umidità di circa il 90% e dai digestori - 96-97%. Per un ulteriore utilizzo, il precipitato deve essere asciugato. Esistono vari metodi per essiccare i fanghi; il più comune è l'essiccazione su letti di fango, dove il sedimento deve essere essiccato a un contenuto medio di umidità del 75%, per cui il suo volume si riduce di 3-8 volte.
I tamponi di limo sono utilizzati su fondo naturale, su fondo naturale con drenaggio, su fondo in cemento asfaltato artificiale con drenaggio, con decantazione e rimozione superficiale dei fanghi d'acqua, tamponi sigillanti.
I letti di fanghi sono costituiti da appezzamenti di terreno pianificati (mappe) circondati su tutti i lati da rotoli di terra (Fig. 1). Il sedimento viene versato periodicamente sulle mappe dei siti di limo in strati di 0,2-0,25 M. Quando il sedimento si asciuga, perde parte della sua umidità principalmente a causa dell'evaporazione e parte dell'umidità viene filtrata attraverso il terreno. Il fango, essiccato ad un contenuto di umidità del 75%, viene facilmente caricato su veicoli e trasportato al luogo di utilizzo.
I letti fanghi sono generalmente disposti su base naturale con o senza drenaggio, se il livello della falda acquifera si trova ad una profondità di almeno 1,5 m dalla superficie delle fosse e nei casi in cui, a causa delle condizioni igieniche, l'acqua di limo possa penetrare nel terreno . A una profondità inferiore delle acque sotterranee, il loro livello dovrebbe essere abbassato. Se il rischio di contaminazione
Riso. 1. Banchi di fango 1 - fossato di fossato di protezione; g - strada; 3 - vassoio di scarico; 4 - barre di supporto vasca fanghi; 6 - pozzo di drenaggio; 7 - tubo di drenaggio combinato; 8 - strato di drenaggio; 9 - tubi di drenaggio; 10 - uscita sulla mappa; - fossato di scolo; 12 - cancelli; 13 - schermo sotto la bacinella di scarico
non sono escluse le acque sotterranee, il sito è disposto su un basamento artificiale che impedisce all'acqua contaminata filtrata di entrare nel corso d'acqua di falda. In presenza di suoli densi e impermeabili, nonché in assenza di territorio, si consiglia di predisporre su base naturale dei limo con drenaggio tubolare racchiusi in appositi canali di drenaggio riempiti con pietrisco o ghiaia con granulometria 2- 6 cm La distanza tra i canali di drenaggio dovrebbe essere 6-8 m, la profondità iniziale del fossato è 0,6 m con una pendenza di 0,003.
Le dimensioni delle carte sono accettate a seconda delle condizioni locali, fornendo comodità per il funzionamento. La larghezza delle singole carte è assegnata 10-40, la lunghezza è 100-150, la profondità di lavoro dello strato di sedimento è 0,7-1 m e l'altezza degli alberi di protezione è 0,3 m sopra il livello di lavoro. Le dimensioni di una mappa sono assegnate in modo tale che quando il sedimento viene rilasciato alla volta, l'intera mappa viene riempita con uno strato di sedimenti non superiore a 0,25 m in estate e 0,5 m in inverno. L'altezza dei pozzi viene presa tenendo conto del congelamento dei sedimenti in inverno. Il sedimento viene portato nei siti attraverso tubi o vassoi posati con una pendenza di 0,01-0,03. La distanza tra le uscite, a seconda della dimensione delle carte, è di 10-50 m.
Il carico sui banchi di fanghi dipende dal tipo di fanghi loro forniti (fanghi provenienti da digestori, vasche di decantazione a due livelli, stabilizzati aerobicamente, ecc.) e dal progetto adottato. L'area effettiva dovrebbe essere leggermente più grande dell'area utile, poiché è necessario avere un margine del 20-40% per dividere pozzi e strade.
Il fango essiccato viene caricato su camion e trasportato per essere utilizzato come fertilizzante nelle vicine fattorie collettive e statali.
Soyuzvodokanalproekt e LISI hanno sviluppato progetti per la compattazione di cuscinetti di limo con una profondità di 2 M. I cuscinetti non hanno drenaggio. Il design delle porte consente di drenare il limo liquido a diversi livelli, fornendo una migliore disidratazione dei fanghi. Il carico annuale sui siti può essere aumentato. È consigliabile organizzare tali siti nelle regioni meridionali del paese.
Negli impianti di trattamento con una capacità superiore a 10.000 m3/giorno, possono essere utilizzati letti di fanghi, dove avviene la compattazione dei sedimenti e la rimozione superficiale dei fanghi rilasciati. Le piattaforme sono realizzate sotto forma di una cascata da quattro a sette gradini. In ogni cascata sono disposte da quattro a otto carte. L'area utile di una mappa è 0,25-1 ha.
La larghezza della mappa è di 30-80 m e la lunghezza è di 80-160 m L'altezza dei bastioni di protezione è di 2,5 m L'acqua di limo rilasciata viene raccolta e pompata all'impianto di trattamento. La quantità di acqua interstiziale è del 30-50% del volume del fango disidratato.
Parte 2
I fanghi scaricati dagli impianti di trattamento dei fanghi hanno un elevato contenuto di umidità. Per la possibilità di un ulteriore utilizzo del precipitato, deve essere sottoposto ad essiccazione. Come indicato, esistono vari metodi per essiccare i fanghi; il più comune di questi è l'essiccazione su letti di fango.
I limo sono costituiti da una serie di appezzamenti di terreno pianificati (mappe) e sono circondati su tutti i lati da creste di terra.
I fanghi scaricati da digestori, vasche di decantazione a due piani o altre strutture hanno solitamente un contenuto di umidità diverso; ad esempio, i fanghi escono da vasche di decantazione a due livelli con un contenuto medio di umidità del 90%, dai digestori - con un contenuto di umidità del 96 - 97%, ecc.
Riso. 1. Tamponi per fanghi
Il sedimento viene versato periodicamente sulle mappe dei siti di limo, in strati separati (0,2 - 0,25 m). Mentre si asciuga, perde parzialmente umidità a causa dell'evaporazione, una parte significativa dell'umidità viene filtrata attraverso il terreno. Il fango essiccato con un contenuto di umidità del 75% non scorre, può essere facilmente trasportato su una pala e caricato su veicoli per il trasporto nel luogo di utilizzo.
Le piattaforme di limo si dispongono su base naturale o artificiale.
Se il terreno filtra bene l'acqua (sabbia e terriccio sabbioso) e il livello della falda freatica è a una profondità tale da non presentare alcun rischio di contaminazione, i cuscinetti di limo sono disposti su terreni naturali. A volte con un letto poco profondo-
acque sotterranee per la rimozione dell'acqua filtrata, è necessario predisporre un drenaggio speciale. Anche se il rischio di contaminazione delle acque sotterranee non è escluso anche con i suoli irrigui N, il sito deve essere predisposto su una fondazione artificiale che impedisca all'acqua contaminata filtrata di entrare nel corso delle acque sotterranee.
Se il terreno su cui sono disposti i cuscinetti di limo è denso e impermeabile (terriccio, argilla), i siti sono realizzati su terreno sfuso artificiale, costituito da uno o due strati di sabbia e ghiaia con uno spessore di 0,2 m, è necessario ricorrere a costi elevati solo in casi estremi. A seconda delle condizioni locali, le dimensioni delle mappe variano: da 20 - 30 m2 per le piccole stazioni a 0,2 - 0,3 ha - per quelle grandi. Nei piccoli impianti di trattamento, per motivi di facilità d'uso, la larghezza delle singole schede non viene assegnata a più di 10 m con ingresso unilaterale, per le grandi stazioni questo valore può essere aumentato a 35–40 m.
I fanghi vengono portati nei siti e nel luogo di scarico attraverso tubi o vassoi posati con una pendenza di 0,01-0,03. La distanza tra le uscite, a seconda delle dimensioni delle schede, è compresa tra 10 e 40 - 50 M. Il drenaggio per lo scarico dell'acqua filtrata è solitamente disposto da tubi di ceramica non smaltati posati a una distanza di 4 - 10 m l'uno dall'altro, con un pendenza di scarico di 0,0025 - 0,003. La profondità del drenaggio nei punti di partenza dovrebbe essere di almeno 1,0-1,2 m.
Se il sedimento grezzo e non fermentato viene essiccato, l'acqua filtrata dal drenaggio deve essere disinfettata prima di scendere nel serbatoio; nello stesso caso, se si filtra il fango digerito, non è necessario disinfettarlo.
Il tasso di carico annuo o indennità annuale dipende dalla composizione del sedimento, dalle proprietà di filtrazione del suolo, dall'ubicazione del sito e viene solitamente assegnato in base alle condizioni tecniche. Quindi, ad esempio, nella zona centrale dell'Unione Sovietica per i siti di limo disposti su sabbie, si presume che il tasso di precipitazione dei digestori sia di 2 m.
Le dimensioni di una mappa sono determinate in modo tale che quando il sedimento viene rilasciato alla volta, l'intera mappa viene riempita e l'altezza dello strato di sedimento non supera 0,25 m L'altezza del rullo non viene presa più di 1 m ed è determinato tenendo conto del congelamento del limo in inverno.
Di grande importanza nel funzionamento dei siti di fanghi è la loro tempestiva pulizia dei fanghi essiccati. La rimozione dei fanghi nelle piccole stazioni non è stata sufficientemente meccanizzata fino ad oggi. In alcune stazioni, i fanghi essiccati all'aria (essiccati) vengono caricati su camion e trasportati nei vicini allevamenti collettivi per essere utilizzati come fertilizzanti. A volte sui rulli divisori viene posata una pista a scartamento ridotto, lungo la quale si muovono i carrelli. Il limo, caricato su carrelli, viene trasportato lungo questo percorso all'esterno del sito e lì ricaricato su camion. Una macchina conveniente per rimuovere e caricare i fanghi secchi nei veicoli dovrebbe essere considerata un caricatore VNIOMS montato su un trattore a cingoli. Il caricatore ha, oltre a una benna per caricare i solidi sfusi su un veicolo, anche una benna bulldozer, che può essere utilizzata per rastrellare i sedimenti nelle discariche.
Nelle grandi stazioni è consigliabile rimuovere il limo anche in inverno. Per fare questo, il limo congelato viene suddiviso con una macchina speciale in grumi separati, che vengono poi portati nei campi dell'azienda collettiva.
- Tamponi di limo
→ Trattamento delle acque reflue
Tamponi di limo e stagni di limo
I letti di fanghi sono uno dei primi impianti di trattamento dei fanghi di depurazione. I letti dei fanghi sono progettati per la disidratazione naturale dei fanghi generati negli impianti di trattamento biologico delle acque reflue. Tuttavia, anche nell'era dell'introduzione intensiva di impianti di disidratazione meccanica dei fanghi, i letti di fanghi sono il metodo più comune di disidratazione dei fanghi in Russia. Attualmente, il 90% di tutti i fanghi generati in Russia viene trattato in siti di fanghi. L'attrattiva di queste strutture è spiegata dalla semplicità del supporto tecnico e dalla facilità d'uso rispetto a filtropresse, filtri sottovuoto e impianti di essiccazione.
I letti di fanghi, in misura maggiore rispetto ad altri impianti e sistemi per il trattamento delle acque reflue e il trattamento dei fanghi, dipendono da fattori climatici e naturali.
Riso. 16.1. Zona sabbiosa:
1 - condotta di sabbia con un diametro di 200 mm da trappole di sabbia; 2 - vassoio di distribuzione con una sezione di 200 × 200 mm (i = 0,01); 3 - tubazione con un diametro di 200 mm per lo scarico dell'acqua di drenaggio
A seconda del grado di utilizzo dei processi naturali, i siti possono essere suddivisi in due categorie principali: disidratazione ed essiccazione naturali e disidratazione ed essiccazione intensiva.
La prima categoria comprende i siti che utilizzano processi naturali di evaporazione e decantazione senza variazioni significative rispetto agli stessi processi che si verificano nell'ambiente naturale. Di norma, si tratta di siti su base naturale con drenaggio delle acque superficiali e siti di compattazione.
La seconda categoria comprende i siti in cui alcuni fattori del ciclo naturale vengono modificati e intensificati. Di norma, si tratta di siti con drenaggio artificiale, riscaldamento, creazione di un vuoto nel sistema di drenaggio e rivestimento impermeabile artificiale. L'uso dell'uno o dell'altro tipo di sito dipende dalle condizioni locali: le specificità del clima, la disponibilità di ulteriori fonti di energia, lo spazio libero.
Siti per la disidratazione e l'essiccazione naturali. Nei siti del ciclo naturale, i fanghi vengono disidratati durante il processo di compattazione e successiva rimozione dell'acqua interstiziale, nonché essiccazione.
I limo pad sono costituiti da mappe circondate su tutti i lati da rulli (Fig. 16.2). Le dimensioni delle carte e il numero di rilasci sono determinati in base al contenuto di umidità del sedimento, all'intervallo della sua fuoriuscita e al metodo di pulizia dopo l'essiccazione.
Riso. 16.2. Tamponi limo su base naturale con drenaggio:
1 - fossato del fossato di protezione; 2 - strada; 3 - vassoio di scarico; 4 - schermo sotto la bacinella di scarico; 5- vassoio di spargimento; 6 - pozzo di drenaggio; 7 – tubo di drenaggio combinato; 8 - strato di drenaggio; 9 - tubi di drenaggio; 10 - uscita sulla mappa; 11 - fossato di drenaggio; 12 - cancelli; K1-K5 - pozzi
I limo su base naturale sono progettati su terreni ben filtranti quando le acque sotterranee si trovano a una profondità di almeno 1,5 m dalla superficie delle fosse e solo quando è consentita la filtrazione dell'acqua di limo nel terreno. Se la profondità delle acque sotterranee è inferiore a 1,5 m, è necessario abbassarne il livello.
Il range di fuoriuscita dei fanghi con un'umidità di circa il 97% può essere di 75-100 M. In questo caso si consiglia di realizzare siti con una dimensione di 100 × 100 M. -50 m con ingresso bifacciale. Le piattaforme strette sono preferibili quando si pianifica in un'area con una pendenza ben definita.
Il fango essiccato viene rastrellato da bulldozer o raschiatori e trasportato su camion. L'umidità del sedimento essiccato è del 75%.
Sulle limo sono predisposte strade con rampe per l'accesso alle mappe dei veicoli e della meccanizzazione.
Con suoli densi e impermeabili, i limo sono disposti su una base naturale con drenaggio tubolare posato in fossati di drenaggio. La base di drenaggio artificiale dei cuscinetti di limo dovrebbe essere almeno il 10% della loro area.
Dovrebbe essere accettato: la profondità di lavoro delle mappe è 0,7-1 m; l'altezza dei rulli di protezione - 0,3 m sopra il livello di lavoro del progetto sulla mappa; pendenza di tubi o vassoi di distribuzione - non inferiore a 0,01; il numero di carte è almeno quattro.
I più diffusi sono i limo a base naturale di tipo a cascata con decantazione e rimozione superficiale dell'acqua di limo. Dopo aver riempito di sedimento le mappe del sito dei fanghi e drenato l'acqua interstiziale separata, si procede ad un'ulteriore disidratazione del sedimento facendo evaporare l'umidità residua dalla superficie.
Una versione migliorata dei siti di tipo a cascata sono i siti di sigillatura. I compattatori di fanghi sono serbatoi rettangolari in cemento armato (a schede) con fori posti nella parete longitudinale a diverse profondità e ricoperti da cancelli. Per il rilascio dell'acqua interstiziale rilasciata durante la decantazione dei sedimenti, sono predisposti dei fori lungo l'altezza delle pareti longitudinali delle carte di giacimento, che sono bloccate da cancelli. L'acqua di limo viene inviata per la pulizia alla testata delle strutture per analogia con i cuscinetti di limo con decantazione e rimozione superficiale dell'acqua. La distanza tra le uscite dell'acqua interstiziale non è superiore a 18 M. Per la pulizia meccanizzata dei fanghi essiccati, sono disposte rampe con una pendenza fino al 12%.
Uno dei metodi possibili per accelerare l'essiccazione naturale dei fanghi nei letti di fanghi è il processo di voltate. Allo stesso tempo, la copertura vegetale viene rimossa e la crosta superficiale viene distrutta, il che contribuisce all'essiccazione accelerata del sedimento nei periodi caldi e asciutti e al congelamento più profondo in inverno.
Una caratteristica dei siti del ciclo naturale è la loro completa dipendenza dai fattori climatici. Durante la progettazione e la gestione di tali siti, è particolarmente necessario tenere conto di questi fattori per ottenere il risultato desiderato: un fango disidratato con un certo contenuto di umidità.
I siti dei fanghi per la disidratazione e l'essiccazione intensiva possono essere suddivisi in tradizionali e migliorati. La prima categoria comprende limo con drenaggio verticale e orizzontale, la seconda - siti con la creazione di un vuoto nel sistema di drenaggio, rivestimento impermeabile artificiale con spurgo dell'aria, riscaldamento.
Le piattaforme per fanghi di tipo a cascata con fondamenta naturale e drenaggio delle acque superficiali attraverso pozzi di monaci installati alle estremità delle carte sono piattaforme per fanghi di transizione. Le pareti dei pozzi-monaci dal lato delle carte sono pareti drenanti realizzate con doppia rete di rinforzo con carico di ghiaia con una granulometria di 15-20 mm.
I letti di fango con drenaggio artificiale sono progettati per ottenere un percolato pulito e aumentare il tasso di disidratazione.
La filtrazione attraverso un sistema di drenaggio orizzontale può essere effettuata da pannelli filtranti con appositi fori o tubi di drenaggio.
La piattaforma filtrante con drenaggio orizzontale (Fig. 16.3) è una vasca rettangolare poco profonda con pareti impermeabili e un falso fondo costituito da pannelli speciali. Questi pannelli hanno fori a forma di cuneo di 1-4 mm. Il bordo del doppio fondo è reso impermeabile e le giunzioni tra i pannelli e le pareti sono sigillate.
Riso. 16.3. Schema della piattaforma di filtraggio dei fanghi:
1 – zona di compattazione; 2 - tramezzo con fessure a cuneo; 3 – camera di controllo del livello del filtrato; 4 - valvola di scarico che regola la velocità di filtrazione
Una valvola di scarico è prevista su una delle pareti della piattaforma, che è collegata con lo spazio sotto il doppio fondo. Un tasso di drenaggio controllato viene fornito introducendo uno strato d'acqua nel sistema fino a un certo livello al di sopra del doppio fondo. Il sedimento viene quindi introdotto lentamente e, in condizioni adeguate, mantenuto su uno strato d'acqua. Dopo aver fornito la quantità richiesta di fanghi, l'acqua inizialmente introdotta e l'acqua dei fanghi dai fanghi filtrano attraverso il doppio fondo. La velocità di filtrazione è mantenuta costante da un battente costante davanti alla valvola di uscita. Per un corretto processo di disidratazione, è necessario che il fango e lo strato d'acqua originale non si mescolino. La tecnica di disidratazione dei fanghi in tali siti prevede la formazione controllata di uno strato di panello all'interfaccia tra il fango e il media filtrante, prima che una quantità significativa delle particelle più piccole raggiunga questa superficie o nei fori del doppio fondo e dell'estremità nel percolato. Le prestazioni del tampone filtrante in termini di sostanza secca sono generalmente comprese tra 2,4 e 4,8 kg / m2 per carico.
Il sistema di drenaggio dei tradizionali banchi di fanghi filtranti con tubi di drenaggio comprende solitamente: - uno strato superficiale di sabbia di 15-25 cm di altezza, con diametro effettivo di 0,3-1,2 mm e coefficiente di eterogeneità inferiore a 5; - uno strato di ghiaia alto 20-45 cm, con una granulometria di 0,3-2,3 cm; - tubi di drenaggio, spesso in ceramica, aventi un diametro minimo di 10 cm, con estremità aperte, posti ad una distanza di 2-6 cm l'uno dall'altro.
Recentemente sono stati utilizzati tubi di plastica, poiché i tubi in ceramica vengono rapidamente distrutti durante la rimozione meccanizzata dei fanghi.
Il sedimento viene applicato alle carte filtro in uno o più punti con uno strato di 250-450 mm e rimane sulle carte fino a quando non si asciuga. In condizioni climatiche favorevoli, un fango ben digerito si asciuga entro 2 settimane, raggiungendo un contenuto di umidità del 60-70%
Per la ricostruzione di siti esistenti può essere utilizzato un sistema di drenaggio contenente elementi filtranti verticali e tubazioni per la rimozione delle acque di fango. Tale sistema di drenaggio è realizzato sotto forma di tubi sezionali distribuiti sulla superficie del sito e uno comune, avente sedi con fondo a rete, in cui sono installati elementi filtranti verticali.
Il tubo comune è collegato al tubo di scarico dell'acqua dei fanghi.
I tubi in fibra di vetro possono essere utilizzati come elementi filtranti dei sistemi di drenaggio. Tali tubi filtranti sono utilizzati per la costruzione di pozzi. Il design del sistema di drenaggio orizzontale è costituito da un tubo in fibra di vetro. L'elemento filtrante verticale è costituito da un tubo simile, ma di diametro maggiore, rivestito con un materiale filtrante. È collegato a condotte di drenaggio orizzontali con raccordi a T in acciaio e raccordi flangiati.
Le osservazioni visive del funzionamento del sistema di drenaggio con diversi tipi di carico hanno mostrato che uno strato con elevata resistenza alla filtrazione si forma al confine del sedimento - carico di drenaggio.
Si noti che nel periodo iniziale i tassi di filtrazione specifici attraverso il sistema di drenaggio verticale sono maggiori rispetto a quello orizzontale, quindi si livellano. Nella fase finale dell'essiccazione, funziona solo il drenaggio orizzontale. Quando il sedimento viene versato nuovamente su uno strato già essiccato, la velocità di filtrazione viene notevolmente ridotta.
Lo studio della composizione e delle proprietà dei fanghi di depurazione urbani, condotto da I.S. Turovsky, ha mostrato che il carico sui siti di fanghi dipende in gran parte dal tipo e dalla resa idrica dei fanghi. Un'analisi dei dati del funzionamento di alcuni impianti di trattamento ha mostrato che esiste una certa relazione tra i valori della resistività dei fanghi e il funzionamento dei siti di fanghi. Quindi, nella stazione di aerazione di Kaliningrad (regione di Mosca), con un contenuto di umidità della miscela fermentata del 94,8% e una resistività di 25800-1010 cm/g, il carico per 1 m2 di siti di fanghi era di 0,35 m3 all'anno. Il drenaggio si ostruì rapidamente e le piattaforme funzionarono solo per l'evaporazione del liquido.
La colmatazione della base avviene più velocemente, peggiore è la precipitazione filtrata, che è associata ad un alto contenuto di particelle fini e colloidali in esse. Lo strato di un'unica presa di sedimento sui cuscinetti di limo può essere maggiore, minore è il valore della resistività del sedimento. Ad alti valori di resistività dei sedimenti, l'umidità principale viene rimossa per evaporazione.
Siti migliorati per la disidratazione intensiva e l'essiccazione dei fanghi. Per intensificare il processo di essiccazione dei fanghi, si propone di soffiarli con aria direttamente sul sito.
Il letto di fango contiene un fondo impermeabile, pareti laterali, un carico di drenaggio, tubi perforati posti sul fondo, un condotto dell'aria e tubazioni per il lavaggio e l'acqua filtrata. Lo spurgo dell'aria viene effettuato al grado di disidratazione richiesto.
L'uso dell'effetto di aspirazione capillare accelera il processo di disidratazione dei fanghi nei letti di fanghi. Un tampone di limo che utilizza questo effetto (Fig. 16.4) funziona come segue. Quando le schede 1 vengono riempite di sedimento, a causa delle forze di aspirazione capillare, l'acqua del sedimento viene assorbita attraverso i bordi dei fogli 4 posti nel corridoio 3, evaporando nell'ambiente.
Le pareti delle carte vicine sono installate a formare dei corridoi, in cui sono posti anche fogli di materiale capillare-poroso. I letti fanghi sono dotati di ventilatori collegati ai corridoi da condotti d'aria.
All'estero, i depositi di limo sono spesso protetti dalle precipitazioni atmosferiche con un rivestimento in vetro. Un tale rivestimento può migliorare significativamente le prestazioni dei siti, specialmente in climi freddi e umidi. L'esperienza ha dimostrato che, in alcuni casi, il dispositivo di rivestimento consente una riduzione del 33% dell'area necessaria per l'essiccazione dei fanghi.
Il grado di riduzione dell'area richiesta e l'aumento del carico sui letti di fango a seguito dell'uso di rivestimenti trasparenti o traslucidi dipende dalle condizioni locali, come precipitazioni, temperatura, radiazione solare.
Riso. 16.4. Tampone per fanghi con effetto di aspirazione capillare:
1 - mappe del limo; 2 - muri di recinzione; 3 - corridoio; 4 - fogli di materiale capillare-poroso; 5 - ventilatore; 6 - condotto dell'aria
Nel nostro Paese, nelle zone balneari sono consigliate aree chiuse, vetrate come serre, per risparmiare spazio e ridurre l'intensità degli odori. Si presume che il carico di fango digerito dai digestori sia 10 m3/(m2 anno).
A Dunedin (USA, Florida) vengono utilizzati letti di fanghi asfaltati con drenaggio e riscaldamento centralizzati. Questi siti sono di interesse per l'uso di un sistema di riscaldamento su di essi. L'energia termica ottenuta dalla combustione del biogas degli impianti di trattamento viene utilizzata per riscaldare l'acqua, che circola in tubazioni poste nella parte asfaltata dei siti. I letti dei fanghi sono riscaldati, ma non chiusi. I polielettroliti sono usati per il condizionamento delle precipitazioni. Il tempo di essiccazione del sedimento è in media di 5 giorni e aumenta a 12 giorni durante la stagione delle piogge. Il carico annuo sui siti di fanghi in termini di sostanza secca varia da 87,9 a 209,9 kg/(m2.anno).
Il condizionamento dei fanghi prima della disidratazione dei fanghi sui letti di fanghi riduce significativamente la durata del processo di disidratazione e migliora le prestazioni dei fanghi essiccati. Il metodo di condizionamento dei fanghi con flocculanti organici prima che vengano alimentati nei letti di fanghi è attualmente ampiamente utilizzato in Germania. Il contenuto di umidità dei fanghi fermentati flocculati e non trattati di una delle stazioni dopo la sua disidratazione su letti di fango, rispettivamente, era: dopo 2 giorni 76 e 87%, dopo 5 giorni 73 e 86%, dopo 10 giorni 72 e 83%, dopo 15 giorni 71 e 80%, dopo 20-25 giorni circa 70-77%). In condizioni atmosferiche normali (Germania), il fango condizionato viene essiccato su letti di fango in 3-4 settimane ad un contenuto di umidità di circa il 75%> e può essere rimosso senza difficoltà con meccanismi. A causa della coagulazione dei colloidi e delle particelle più piccole si riduce il fenomeno di insabbiamento del drenaggio. Il fango disidratato ha una “struttura idrofobica permeabile” e non assorbe acqua anche quando piove e il suo contenuto di umidità non aumenta.
Gli studi sull'utilizzo di flocculanti domestici per intensificare il funzionamento dei siti fanghi sono stati effettuati su una miscela digerita di sedimenti e fanghi attivi stabilizzati aerobicamente su modelli di laboratorio e in condizioni pilota su un sito fanghi di 600 m2 dotato di sistemi di drenaggio verticali e orizzontali costituiti da filtri in fibra di vetro. I migliori risultati sono stati ottenuti utilizzando i gradi flocculanti KNF e K-100. Allo stesso tempo, il contenuto di umidità del fango del 78-81% è stato raggiunto circa due volte più velocemente rispetto all'essiccazione del fango che non è stato trattato con flocculanti. La produttività specifica del sito durante la disidratazione dei fanghi trattati con flocculanti è stata di 4,5-6 m3/(m2-anno). Il carico di drenaggio consisteva in uno strato di sabbia 50-150 mm con frazioni di 1-3 mm e 3 strati di pietrisco con frazioni dall'alto verso il basso di 5-3 mm, 10-5 mm, 15-10 mm. Gli studi hanno dimostrato che il carico sui siti di fanghi durante l'essiccazione di fanghi attivi stabilizzati e fanghi digeriti per le condizioni della Russia centrale è rispettivamente di 4,5 e 5 m3/(m2-anno).
Per intensificare il lavoro dei siti di fanghi, oltre al trattamento con flocculanti, è possibile effettuare il lavaggio preliminare di sedimenti difficili da filtrare con liquido di scarto purificato, la coagulazione dei sedimenti con reagenti chimici, nonché il congelamento e successivo scongelamento di sedimenti. Tutti questi trattamenti riducono la resistività di filtrazione dei fanghi. Il lavaggio preliminare dei fanghi consente di aumentare il carico sui letti di fango del 70% e l'uso di reagenti chimici o materiali di riempimento durante l'essiccazione dei fanghi aumenta il carico sui letti di fango di 2-3 volte. La resistenza specifica dei fanghi stabilizzati aerobicamente è significativamente inferiore a quella dei fanghi digeriti. In limo su una base artificiale con drenaggio e drenaggio delle acque superficiali a una temperatura media annua dell'aria di 3-6 ° C e una quantità media annua di precipitazioni fino a 500 mm dopo stabilizzatori aerobici, secondo la Federal State Unitary Enterprise NII VODGEO, il carico è di 3-5 m3 / (m2 anno) con l'umidità del sedimento in entrata 96,5-97%. In questo caso, l'area di drenaggio è l'8-10% dell'area del sito. La dimensione della carta viene presa dal calcolo del riempimento a una profondità di lavoro di 1-2 m per non più di 3 giorni. Un ulteriore incremento della produttività del letto di fanghi può essere ottenuto sottoponendo i fanghi di depurazione stabilizzati aerobicamente ad un trattamento con nitrato di ammonio, in quantità di 100-150 mg/l. Il nitrato di ammonio viene introdotto nel fango stabilizzato aerobicamente (all'uscita dello stabilizzatore aerobico) e alimentato al letto di fango. Nella zona dei fanghi riempiti avviene il processo biologico di denitrificazione del composto nitrato, ossia nitrato di ammonio introdotto nel precipitato. Il processo è svolto spontaneamente dai batteri denitrificanti, che fanno parte della flora batterica del sedimento, ed è accompagnato da un'intensa evoluzione gassosa di azoto, che assicura la flottazione e l'ispessimento delle particelle di sedimento. Il volume del sedimento diminuisce di 5-6 volte, la sua concentrazione è di circa 50 g/l. Sotto lo strato di sedimento compattato è presente acqua interstiziale contenente 6-10 mg/l di solidi sospesi. Dopo il completamento del processo di compattazione dei sedimenti (4-7 ore), viene aperto il drenaggio e viene rilasciata l'acqua interstiziale. Il sedimento addensato affonda sul fondo e si asciuga rapidamente, perché. ha una buona struttura per la presenza di un gran numero di pori formati da bolle di gas. Un ciclo di funzionamento del sito dal momento del carico allo scarico dei fanghi secchi non supera 1 mese. Il carico raggiunge 8-10 m3/m2 all'anno a una profondità del sito di 1,0-1,5 m.
Principi di calcolo dei siti di fanghi. Il metodo per il calcolo dei letti di fango è stato sviluppato negli anni '20 da Imhoff ed è rimasto pressoché invariato fino ad oggi. Il calcolo si basa sul carico Kf> m3/(m2 anno), che stabilisce il volume ammissibile di precipitazione posta su una superficie unitaria dell'area fangosa per anno.
L'area totale dei letti di fango dovrebbe essere aumentata del 20-40% per l'installazione di rulli di chiusura e strade di accesso.
Durante il periodo di temperature negative, il sedimento fornito si congela. Per il congelamento invernale, viene assegnato l'80% dell'area dei siti di limo e il 20% è destinato al posizionamento di sedimenti durante il periodo di scongelamento di precedentemente congelati.
Recenti studi sul funzionamento dei siti di fanghi hanno dimostrato che il processo di disidratazione deve essere considerato complesso, costituito da più processi elementari.
Il tasso di rimozione dell'umidità a seguito dell'essiccazione, secondo la ricerca, dipende dalla velocità del vento e dalla mancanza di umidità nell'aria sopra i siti.
La fase di filtrazione è determinata dalle proprietà del sedimento e dalle caratteristiche del sistema di drenaggio, e la velocità di decantazione è determinata dalla capacità del sedimento di compattarsi.
Intensificazione del lavoro delle piattaforme di limo. L'aumento della produttività dei siti è possibile grazie ai seguenti interventi: - compattazione dei fanghi forniti ai siti; – provvedere al disarmo meccanico e alla rimozione dei fanghi secchi dal sito; – condizionamento dei fanghi prima della loro immissione in sito; – soffiaggio fanghi con aria direttamente in sito; - dispositivi sopra il sito di una copertura traslucida o una copertura generale di tipo serra con adeguati sistemi di ventilazione; – utilizzo di sistemi sottovuoto per accelerare la filtrazione; – dispositivi per impianti di riscaldamento dei fanghi direttamente sui letti di fango.
Il processo di spargimento accelera notevolmente l'essiccazione naturale dei fanghi nei letti di fango. La velocità del vento sulla superficie del sedimento ricoperto di vegetazione è praticamente nulla, il deficit di elasticità del vapore acqueo è caratterizzato da una diminuzione dalla fascia superiore delle foglie alla fascia inferiore, infatti, a zero, quindi, la portata dell'acqua l'evaporazione dal sedimento densamente ricoperto di vegetazione è zero. La formazione di una crosta di sedimento sovraessiccato sulla superficie del sedimento riduce il tasso di essiccamento di 4 volte.
Durante il voltaggio, la copertura vegetale viene rimossa e la crosta superficiale viene distrutta, il che contribuisce all'essiccazione accelerata del sedimento nei periodi caldi e asciutti e al congelamento più profondo in inverno.
Le proprietà del fango trattato, in particolare la capacità di compattazione e la specifica resistenza alla filtrazione, influenzano la scelta del disegno del letto di fango: a g 4000 -1010 cm/g - con decantazione e rimozione superficiale dell'acqua.
La disidratazione del fango digerito, che ha una resistenza specifica alla filtrazione dell'ordine di 4000 -1010 cm/g, su mappe con drenaggio orizzontale ha una bassa efficienza. La velocità di filtrazione non supera 0,48 kg/(m2 al giorno), che è 1,5 volte inferiore alla velocità di evaporazione con un deficit di umidità di 6 mbar. Il drenaggio del sito viene rapidamente intasato e cessa di far passare il filtrato. La quantità di acqua rilasciata durante la filtrazione attraverso lo scarico è trascurabile.
La resistenza alla filtrazione specifica dei fanghi attivi stabilizzati aerobicamente è 20-100 volte inferiore alla resistenza alla filtrazione specifica dei fanghi digeriti, pertanto è razionale utilizzare siti con drenaggio per la disidratazione dei fanghi attivi stabilizzati aerobicamente.
La scelta della tecnologia ottimale di disidratazione dei fanghi può aumentare significativamente la produttività dei siti di fanghi. Le modalità di riempimento, in primis l'altezza e la frequenza del riempimento, dipendono dal tipo di sedimento, dalla sua concentrazione, dalle caratteristiche del preparato e dal periodo dell'anno. Quando al sito vengono forniti fanghi attivi stabilizzati con un contenuto di umidità iniziale fino al 98%, l'altezza di riempimento deve essere di 0,8-1 m In questo caso, una quantità significativa di acqua di drenaggio viene scaricata attraverso il sistema di drenaggio verticale.
Per i fanghi digeriti, il metodo più efficace di disidratazione nei letti di fanghi è la tecnologia di compattazione, essiccazione e congelamento separati. Con un aumento della profondità dello strato di sedimento compattato, la velocità di compattazione aumenta e la probabilità di separazione dei sedimenti diminuisce. Si consiglia la compattazione del sedimento ad un'altezza di riempimento di almeno 2,5 m e l'essiccazione e il congelamento in strati non superiori a 0,3 m.
Stagni di limo. Nei paesi in via di sviluppo sono ampiamente utilizzati gli stagni di limo (lagune), realizzati sotto forma di fossati o arginare depressioni naturali o anfratti. Il costo per la costruzione di bacini di limo è inferiore a quello dei dischetti, principalmente a causa dell'uso di tagli naturali e della semplicità del design. Condizione necessaria in tutti i casi è la presenza di acque sotterranee al di sotto degli stagni di limo. Dopo aver riempito le lagune, vengono ricoperte da uno strato di terreno locale fino a 40 cm di spessore, i sedimenti marciscono per diversi anni, dopodiché vengono utilizzati come fertilizzante.
Vengono utilizzati bacini di limo multistadio, in cui i sedimenti liquidi e l'acqua vengono bypassati nelle mappe successive e l'essiccazione e lo scarico vengono eseguiti nelle mappe precedenti. A Daugavpils (Lettonia) sono stati costruiti stagni di fango intermittenti con una superficie di 12,0 ha con filtrazione dell'acqua di fango nel terreno.
È stato sviluppato il progetto di bacini di limo con una profondità di 6 m con schermatura del fondo e pendii con un film polimerico. In tali stagni, i solchi (fossati) vengono riempiti a strati con sedimenti e sopra viene versato uno strato di terreno spesso 0,7 m.Un anno o due dopo, in questo luogo vengono piantati alberi di protezione forestale o di parco forestale.
I fanghi sono una delle unità tecnologiche progettate per raccogliere, immagazzinare e disidratare i fanghi attivi e i fanghi grezzi in eccesso vasche di decantazione primaria.
Standard di progettazione per i siti di fanghi, possono essere posizionati su un supporto naturale/artificiale, utilizzando il drenaggio o facendone a meno. Ci sono piattaforme a cascata, dalla cui superficie viene scaricata l'acqua, piattaforme di tenuta.
Standard sanitari regolare il carico esercitato dal sedimento sul terreno. Per comodità dei progettisti, i dati sul carico per unità di superficie vengono tabulati e inseriti in SNiP. Il più pesante è il fango digerito dalle vasche di decantazione, il più leggero è l'analogo in condizioni termofile.
Progettazione di cuscinetti di limo
Si presume che il contenuto di umidità del prodotto che entra nei siti sia del 75 - 70% o dell'88 - 83% (rispettivamente fanghi grezzi e disidratati). Costo di progettazione varia nelle diverse regioni, poiché esistono coefficienti climatici che tengono conto dell'aumento del carico sulla base, il congelamento. Con la disidratazione meccanica, i siti di riserva sono previsti per 1/5 delle precipitazioni (quantità annua). I fanghi essiccati sono un prodotto utile da cui vengono prodotti mangimi per animali, fertilizzanti per l'uso del suolo.
| Esempi di disegni del progetto di limatura | ||
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Le piattaforme fanghi forniscono strade di accesso alle mappe, meccanizzazione delle operazioni di carico. Quando si sceglie una base naturale, viene eseguita un'indagine geodetica per determinare il GWL. Per i siti con filtrazione del suolo su terreni naturali, il GWL non deve essere superiore a 1,5 m dal livello della mappa. Se il livello GWL è superiore a questa norma, viene calcolata l'efficienza economica dell'abbassamento del livello o della scelta di una base artificiale. Le caratteristiche principali delle carte sono:
- quantità - da quattro
- profondità di lavoro - 1 - 0,7 m
- rulli di recinzione - 0,3 x 0,7 m
- pendenza - 0,01
impianto di depurazione tipo a cascata sono progettati in modo simile:
- cascate - 7 - 4 pz.
- carte a cascata - 8 - 4 pz.
- area della mappa - 2 - 0,25 ha
- dimensioni della mappa - dipendono dalla pendenza (larghezza 100 - 30 m, lunghezza 250 - 80 m, rapporto larghezza/lunghezza 1:2)
- rulli - altezza 2,5 m
- profondità della mappa - 2,2 m
- ingresso sedimenti - per 8 carte della cascata per 4 - 3 carte, per 4 carte per metà di esse
Decisioni costruttive il bypass dell'acqua limo di solito prevede un ordine di carte a scacchiera. In questo caso, l'acqua interstiziale costituisce il 50 - 30% del sedimento. L'attrezzatura moderna sotto forma di piattaforme di tenuta è costituita da serbatoi con pareti e fondo impermeabili. Il rilascio dell'acqua interstiziale avviene attraverso fori nelle pareti. L'automazione, il dispacciamento, i sistemi di controllo sono usati raramente qui, il processo avviene naturalmente. Il rivestimento inferiore di tali strutture è in cemento asfaltato o asfalto in due strati su una piattaforma di ghiaia.
Informazioni utili e articoli interessanti:
Foto di smaltimento dell'acqua e fognatura:
Le principali difficoltà ed errori quando si progetta da soli (con le proprie mani) |
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