Analisi completa della rimozione dei fanghi nel trattamento delle acque reflue

I. Definizione e generazione di fanghi

1. Definizione
   I fanghi si riferiscono a residui semi-solidi o solidi generati durante il trattamento delle acque reflue. È costituito da detriti organici, biomassa batterica, particelle inorganiche, colloidi e altre sostanze, caratterizzate da un alto contenuto di umidità (iniziale ≥99%), alto contenuto organico e biodegradabilità. Secondo il Legge sulla prevenzione e il controllo dell'inquinamento idrico , i fanghi sono classificati come sottoprodotto del trattamento delle acque reflue, escluso proiezioni, feccia e grinta.

2. Fonti

   • Fasi di trattamento :

• Pretrattamento (ad esempio, schermi, camere di grinta) produce screening e grinta.
• Trattamento primario (serbatoi di sedimentazione primari) generano fanghi primari.
• Trattamento secondario (Reattori biologici, chiarificatori secondari) produce fanghi attivati.
• Trattamento terziario (coagulazione chimica, filtrazione) produce fanghi chimici.
  • Tipi di acque reflue : Include fanghi municipali, industriali e di approvvigionamento idrico.
  • Prodotto : 5-10 tonnellate di fanghi per 10.000 tonnellate di acque reflue (con contenuto di umidità dell'80%), a seconda della qualità e dei processi di trattamento influenti.

3. Composizione e rischi
   I fanghi contiene agenti patogeni, metalli pesanti (ad es. Cadmio, cadmio), inquinanti organici persistenti e altri contaminanti. La manipolazione impropria può portare a inquinamento secondario (eutrofizzazione, lisciviazione dei metalli pesanti).

Ii. Metodi e processi di rimozione dei fanghi chiave

Gli obiettivi fondamentali sono Riduzione del volume, stabilizzazione, innocuimento e recupero delle risorse . Le fasi chiave includono ispessimento, disidratazione, stabilizzazione, asciugatura e smaltimento finale .

1. Ispessimento
   • Scopo : Rimuovere l'acqua interstiziale per ridurre il volume (contenuto di umidità dal 99% al 94-97%).
   • Tecnologie :

     Metodo	Vantaggi	Limitazioni
     Assistenzione di gravità	A bassa energia, funzionamento semplice	Impronta grande, rilascio di fosforo
     Flottazione	Adatto per i fanghi diluiti	Alto consumo di energia
     Centrifugo	Alta efficienza, compatto	Alti costi di capitale e manutenzione

2. Disidratazione
   • Scopo : Ridurre il contenuto di umidità al 65–80% per un trasporto più facile.
   • Tecnologie :

• Metodi meccanici : Premere il filtro della cinghia (per fanghi attivati), pressioni del filtro a piastra e frame (umidità ≤60%), centrifughe (funzionamento continuo).
• Essiccazione naturale : A basso costo dipendente dal clima per le piccole piante.
  • Caso di studio : Shanghai Bailggang Sludge Project utilizza presse per filtri per diaframmi ad alta pressione, trattando 1.500 tonnellate/giorno; I fanghi disidratati sono discarici o inceneriti.

3. Stabilizzazione
   • Scopo : Degradare i organici, ridurre gli odori e i patogeni.
   • Metodi :

• Digestione anaerobica : Produce biogas (50–70% metano) ma richiede sistemi ermetici.
• Compostaggio aerobico : Converte i fanghi in humus per l'agricoltura.
• Stabilizzazione della calce : Inattivazione rapida del patogeno ma aumenta il peso dei fanghi.

4. Asciugatura
   • Scopo : Raggiungere il 10–40% di contenuto di umidità per il recupero delle risorse.
   • Tecnologie :

     Metodo	Vantaggi	Limitazioni
     Essiccazione termica	Riduzione ad alto volume (90%)	Emissioni ad alta energia, odore
     Essiccazione solare	A basso contenuto di carbonio, a basso costo	Clima-dipendente, lento
     Microonde	Asciugatura rapida e uniforme	Costi elevati delle attrezzature

5. Smaltimento finale
   • Discarica : Semplice ma richiede standard rigorosi (umidità ≤60%, organici ≤5%) e rischia la generazione di percolato.
   • Incenerimento : Riduzione completa del volume (residuo di cenere al 10%) ma richiede un trattamento di scarico.
   • Domanda di terra : Fanghi compostati per il miglioramento del suolo, soggetto a limiti di metalli pesanti.
   • Riutilizzo materiale : Bricks di fanghi (ad esempio, il progetto del Guangdong Heyuan produce 36.000 mattoni/anno)

Iii. Confronto tecnologico

IV. Applicazioni del mondo reale

1. Centro di smaltimento dei fanghi Jinjiang (Cina) :
   • Utilizza "asciugatura del calore dei rifiuti di turbina a vapore di back-pressione", lavorazione di 180.000 tonnellate/anno e producendo 36.000 mattoni/giorno.
2. Progetto Shanghai Bailggang :
   • La più grande struttura di fanghi dell'Asia; Diswatering ad alta pressione al 40% di umidità, con fanghi utilizzati per la discarica/incenerimento.
3. Progetto di gassificazione Chongqing :
   • Impiega gassificazione del letto fluidizzato per convertire 100 tonnellate/giorno di fanghi in vapore ed elettricità.

V. Tecnologie emergenti

1. Pirolisi/carbonizzazione : Converte i fanghi in biochar per la bonifica del suolo o il carburante (ad alta intensità di energia).
2. Trattamento ultrasonico : Migliora la disidratazione tramite cavitazione (spesso combinato con altri metodi).
3. Tecnologia plasmatica : Decomposizione ad alta temperatura (inquinamento secondario zero; usato in Svezia/Giappone).
4. Sistemi bioelettrochimici : Degrado microbico con la generazione di elettricità (scala di laboratorio).

Vi. Sfide e raccomandazioni

• Barriere tecniche : Elevato uso chimico (ad es. Polyacrilammide), essiccazione ad alta intensità di energia.
• Esigenze politiche : Rafforzare gli standard di riciclaggio dei fanghi (ad es. Linee guida tecniche per il trattamento dei fanghi ) e promuovere il riutilizzo di cenere nella costruzione.
• Ottimizzazione dei costi : Incoraggia il co-elaborazione con gli impianti di potenza/cemento a ridurre i costi.