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Suggerimenti per la rimozione dei fanghi delle acque reflue
Prima del 1950, in molte comunità degli Stati Uniti era comune scaricare le acque reflue non trattate nei corsi d'acqua e nei fiumi locali. Poiché la qualità dell'acqua cominciò a deteriorarsi di conseguenza, il governo approvò il Clean Water Act. L'atto ha portato allo sviluppo di impianti di trattamento delle acque reflue, che hanno creato un nuovo materiale: i fanghi delle acque reflue.
Cosa sono i fanghi delle acque reflue?
I fanghi delle acque reflue sono rifiuti o residui semisolidi prodotti dal trattamento delle acque reflue. Questo prodotto contiene materiali organici e inorganici, sostanze nutritive per le piante, sostanze chimiche organiche e agenti patogeni, rendendo la corretta gestione dei fanghi nel trattamento delle acque essenziale per ridurre al minimo gli impatti ambientali negativi.
Tipi di fanghi di acque reflue
Il tipo di fango prodotto dipende dalla fonte e dal suo utilizzo. I quattro tipi di fanghi sono:
- Fanghi dell'acqua potabile: Questi fanghi sono il sottoprodotto degli impianti di trattamento dell'acqua potabile e non sono pericolosi.
- Fanghi fecali: I fanghi fecali contengono escrementi umani, rifiuti solidi, urina e altri materiali presenti nei sistemi sanitari.
- Fanghi di acque reflue industriali: Sottoprodotto dei magazzini e delle attività produttive, i fanghi delle acque reflue industriali sono altamente pericolosi per l'uomo e per l'ambiente a causa degli alti livelli di metalli pesanti e di agenti patogeni presenti.
- Fanghi di depurazione: I fanghi di depurazione sono un sottoprodotto dei processi di trattamento delle acque reflue industriali o delle acque reflue e contengono sostanze organiche e inorganiche.
Perché la rimozione dei fanghi è necessaria
I fanghi delle acque reflue contengono molti agenti patogeni pericolosi che devono essere adeguatamente rimossi per preservare la qualità dell'acqua. Prima di essere sottoposte alla rimozione dei fanghi, le acque reflue devono essere trattate per ridurre il volume dei fanghi e stabilizzare i materiali organici. La stabilizzazione dei fanghi prima della rimozione riduce gli odori sgradevoli e li rende un materiale più sicuro per lo stoccaggio e lo smaltimento.
Come preparare i fanghi alla rimozione
Durante il processo di preparazione per la rimozione delle acque reflue, i contaminanti presenti nell'acqua si separano in un flusso concentrato. Spesso le acque reflue della linea dei fanghi sono troppo numerose per essere smaltite direttamente, per cui sono necessari ulteriori processi per preparare il trattamento e lo smaltimento dei fanghi.
Il processo di ispessimento e disidratazione dei fanghi
L'ispessimento e la disidratazione dei fanghi sono fondamentali per ridurre al minimo lo spreco di acqua e trasformare i fanghi in un prodotto utilizzabile. Il mancato ispessimento dei fanghi creerà un eccesso di rifiuti e aumenterà il loro potenziale di reimmissione nel sistema idrico e di inquinamento.
Stabilizzazione e digestione
La tecnica di trattamento di stabilizzazione dei fanghi ne riduce l'odore e le proprietà tossiche e ha l'effetto collaterale di ridurre il volume dei rifiuti. Questo processo comprende il trattamento con calce, la digestione anaerobica e aerobica.
Digestione anaerobica
Il processo di digestione anaerobica avviene in un serbatoio chiuso, dove i fanghi subiscono una riduzione di volume grazie alla conversione della biomassa in gas come metano e anidride carbonica.
Digestione aerobica
La digestione aerobica avviene in una vasca aperta per ossidare le sostanze biodegradabili. Durante questo processo, il volume dei solidi del fango diminuisce man mano che il fango si stabilizza. A differenza del processo di digestione anaerobica, il processo di digestione aerobica non rilascia metano.
Trattamento con calce
Durante un processo di trattamento con calce, il fango aumenta di massa. L'aggiunta di calce permette al fango di mantenere un equilibrio di pH di 11,0 per rimuovere la maggior parte dei batteri presenti nella materia organica.
Condizionamento dei fanghi
Il processo di condizionamento dei fanghi migliora le condizioni di disidratazione dei fanghi. Durante il condizionamento chimico, il fango si combina con sostanze chimiche organiche e inorganiche. Il processo di condizionamento termico prevede anche il riscaldamento dei fanghi in condizioni controllate.
Processo di disidratazione
Il processo di disidratazione è essenziale per la minimizzazione dei rifiuti e separa i fanghi in solidi e liquidi. Prima di iniziare il processo di disidratazione, i fanghi devono essere sottoposti a un trattamento di condizionamento con sostanze chimiche minerali come sale di ferro e calce. Dopo questo trattamento, i fanghi si addensano e vengono poi disidratati per lo smaltimento.
È importante notare che il processo di disidratazione non tratta i solidi e i liquidi prodotti, ma li separa per lo smaltimento. Dopo la disidratazione, i componenti solidi e liquidi dovranno essere sottoposti a un ulteriore trattamento per rimuovere i contaminanti.
Filtro pressa a nastro
In un filtropressa a nastro, due nastri porosi in tensione racchiudono il fango su entrambi i lati prima di farlo passare sopra e sotto rulli di varie dimensioni per spremere l'acqua.
Unità di condizionamento dei polimeri
L'unità di condizionamento dei polimeri è un piccolo serbatoio con un tamburo rotante sulla parte superiore. L'unità di condizionamento dei polimeri lavora in genere insieme al filtropressa a nastro.
Zona di drenaggio a gravità
Una zona di drenaggio per gravità è un nastro piatto che disidrata il fango attraverso il drenaggio per gravità dell'acqua libera. Questo processo può anche utilizzare le lame dell'aratro per un ulteriore supporto al drenaggio.
Centrifughe
La forza centrifuga aumenta la velocità di sedimentazione delle particelle solide del fango. Il nastro trasportatore raccoglie i fanghi e li trasporta nella vasca rotante per sottoporli a un rapido processo di disidratazione.
Pressa per piastre e telai
Una pressa a piastre e telaio è costituita da piastre verticali in un telaio con un telo in fibra su ciascun lato delle piastre. Quando il fango entra nell'unità, le piastre si comprimono per disidratare il fango.
Letto di essiccazione dei fanghi
I letti di essiccazione dei fanghi utilizzano un letto di sabbia e ghiaia per disidratare i fanghi. In tutto il sistema sono presenti dei sottodrenaggi che raccolgono i filtri, che ritornano all'impianto di depurazione per essere utilizzati.
Come smaltire i fanghi delle acque reflue
La scelta di un'attrezzatura adeguata per la rimozione dei fanghi delle acque reflue dipende dalle normative governative, come il Resource Conservation and Recovery Act , dall'ubicazione dell'impianto e dalle caratteristiche dei fanghi. I metodi di smaltimento dei fanghi includono:
Bonifica dei fanghi
Poiché un corretto smaltimento dei fanghi delle acque reflue può essere costoso, è importante valutare fattori quali il valore energetico, il contenuto di minerali, i sottoprodotti per i mercati e la composizione dei minerali grezzi. Alcuni esempi di recupero sono la combustione dei gas rilasciati nei compressori e la vendita dei sali metallici dei sottoprodotti per il trattamento delle acque reflue.
Incenerimento dei fanghi
L'incenerimento dei fanghi è un processo in due fasi: essiccazione e combustione. Durante il processo di incenerimento, i materiali organici come il carbonio e l'azoto entrano nell'atmosfera come sottoprodotti, mentre i materiali inorganici diventano ceneri.
Applicazione al terreno
Un'altra possibilità è quella di utilizzare i fanghi come fertilizzante o ammendante. Prima di utilizzare i fanghi sul terreno, è importante considerare la sostenibilità di questa applicazione e i tipi di colture in corso.
Discarica
Il metodo di smaltimento più comune è la messa in discarica dei fanghi. Se si utilizza questo metodo, fare attenzione a non contaminare le acque sotterranee locali. Molti Stati richiedono che i siti di smaltimento delle discariche utilizzino rivestimenti impermeabili per mitigare i rischi di contaminazione.
Usi dei fanghi delle acque reflue
I fanghi delle acque reflue hanno una varietà di usi, come ad esempio:
- Agricoltura: I fanghi trattati possono essere un fertilizzante per il giardinaggio, la silvicoltura o i parchi.
- Controllo dell'erosione del suolo: I fanghi possono trattenere elevate quantità d'acqua e sono quindi ideali per trattenere il terreno e prevenire l'erosione.
- Paesaggio: Quando i fanghi si asciugano, diventano parte del terreno, il che li rende una valida risorsa per la cura del paesaggio e per accelerare la crescita delle piante.
- Combustibile alternativo: L'utilizzo dei fanghi in un forno per cemento produce minori emissioni di anidride carbonica.
- Riscaldamento e cucina: Il metodo di digestione anaerobica rilascia metano, che può essere una fonte di energia per il riscaldamento e la cucina.
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