DOMENIUL GOSPODARIEI DE NAMOL

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI

FACULTATEA DE ENERGETICA

DOMENIUL GOSPODARIEI DE NAMOL

I. INTRODUCERE

Epurarea apelor uzate in vederea evacuarii in receptorii naturali sau recircularii conduce la retinerea si formarea unor cantitatii importante de namoluri ce inglobeaza atat impuritatile continute in apele brute, cat si cele formate in procesele de epurare. Namolurile astfel formate concentreaza poluantii eliminati din apa. Reprezinta un pericol deosebit pentru mediul inconjurator, iar costul prelucrarilor intervine cu o pondere mare in valoarea costurilor de investitie si exploatare a statiilor de epurare.

Pentru gospodaria de namol se va prezenta cantitatea, natura si compozitia namolurilor, precum si instalatiile de stabilizare, deshidratare, depozitare intermediara si finala, valorificare sau ardere.

Cantitatile de namol ce se retin in diferitele trepte de epurare sunt variabile de la o sursa la alta, in functie de caracteristicile apei, de procedeul si de gradul de epurare impus.

II. caracteristicile namolurilor

Namolurile se pot clasifica dupa mai multe criterii:

a) Dupa provenienta apei uzate, exista:

namoluri de la epurarea apelor uzate orasenesti - pentru estimarea cantitatii de namoluri de la statiile de epurare orasenesti generate s-a luat in considerare populatia racordata la sistemele de alimentare cu apa si canalizare

namoluri de la epurarea apelor industriale - provin din industria alimentara, industria siderurgica sau din ape de mina colectate din galeriile miniere inchise.

b) Dupa treapta de epurare, se disting:

namol primar din decantoarele primare - este rezultat din treapta de epurare mecanica

namol secundar din decantoarele secundare - este rezultat din treapta de epurare biologica a apei

namol amestecat: namol activ in exces sau namol de la filtrele biologice, combinat cu namol primar;

c) Dupa stadiul de prelucrare in cadrul gospodariei de namol, se mentioneaza:

namol proaspat

namol anaerob - rezultat din rezervoarele de fermentare, sau aerob - rezultat fie din procesul de epurare biologica avansata - respectiv nitrificare cu stabilizare, fie din stabilizatorul de namol, care este inodor si non-toxic

Caracteristicile fizice ale namolurilor sunt:

umiditatea - variaza in limite destul de largi, in functie de natura namolului, de trepta de epurare din care provine

greutatea specifica - depinde de greutatea specifica a substantelor solide pe care le contine, de umiditatea lor si de provenienta namolului din cadrul statiei

culoarea si mirosul - de regula namolul este brun, insa colorantii din apele uzate industriale il pot colora fie gri inchis, fie negru daca este septic.

filtrabilitatea - este un parametru care indica posibilitatea eliminarii apei dintr-un namol prin filtrare. Cu cat rezistenta specifica la filtrare este mai mare, cu atat apa se indeparteaza mai greu.

puterea calorica - variaza in functie de continutul in substanta organica (substanta volatila). Puterea calorica se determina experimental, utilizand o bomba calorimetrica.

Caracteristicile chimice sunt:

pH-ul - limitele uzuale sunt de 5,5 - 6,5. Ph-ul este afectat de apele uzate industriale si de septicitatea namolului

• materialele solide totale - sunt circa 30% din totalul de substante solide uscate
• fermentabilitatea - de regula namolul fermenteaza usor

metalele grele si nutrienti - prezinta o importanta deosebita, atunci cand se are in vedere valorificarea namolului ca ingrasamant agricol sau agent de conditionare a solului.

III. tehnologiile de prelucrare a namolului

Procesele de tratare a namolurilor avandu-se in vedere scopul urmarit pot fi :

Ingrosarea namolului

Ingrosarea namolului constituie cea mai simpla si mai larg raspandita metoda de concentrare a acestuia, avand drept rezultat reducerea volumului si ameliorarea rezistentei specifice la filtrare. Variabilele cele mai importante de care depinde gradul de ingrosare sunt: tipul de namol (primar, fermentat, activ etc), concentratia initiala a solidelor, temperatura, utilizarea agentilor chimici, durata de ingrosare.

Namolul in exces poate fi colectat direct de la evacuarea din bazinele de activare - concentratia de materie solida < 1%, sau de la bazinele de decantare prin ingrosatoarele de namol. Se recomanda folosirea de ingrosator de namol cu flotatie prin presiune. Namolul ingrosat este pompat in bazinele supraterane de stocare a namolului care sunt din beton armat. Bazinele pot fi dotate cu o pompa, pentru colectarea supernatantului, cu evacuarea in caminul de distributie. Namolul din bazine poate fi folosit in partea aeroba, prin pompare gravitationala in caminul de distributie.

     Din bazinele de stocare namolul ingrosat si omogenizat este pompat cu o pompa de namol cu un singur ax, cu regulator de curent, la decantorul centrifugal. Deshidratarea automata a namolului este locata in cladirea operationala. Namolul deshidratat este transportat direct in container sau remorca ori la un spatiu de stocare intermediara.

Namolul trebuie evacuat in mod permanent, pentru ca altfel intra in fermentare anaeroba si se ridica la suprafata

Fig. 3.1 Ingrosator namol

Fermentare anaeroba a namolului

Procesul de fermentare consta in degradarea controlata a materiilor organice mai putin stabilizate, astfel incat sa se obtina un produs final cu un raport mineral sau organic modificat si in care materiile organice remanente sa fie mai stabile (cu degradare microbiana lenta Fermentarea (digestia) namolurilor se foloseste cand acestea contin materii organice biodegradabile prin digestie aeroba sau anaeroba. Fermentatia anaeroba are loc la 35 C si produce CH₄ si CO₂, rezultand o biomasa bogata in nutrienti sub forma hibrida.

Procesul de fermentare anaeroba a namolului este rezultatul activitatii a doua grupuri distincte de microorganisme - primul grup foloseste ca substrat compusii organici macromoleculari iar cel de-al doilea bacteriile metanice, obligat anaerobe, realizeaza cea de a doua faza a fermentarii, denumita si faza de gazeificare sau faza metanica.

Microorganismele sunt 'acid former' si 'methane former', intalniti in fermentatia anaeroba. Un reactor pentru fermentatie anaeroba are capac flotant. Fermentatia de tip aerobica, necesita oxigen (deci energie consumata) si se foloseste mai mult la ape uzate municipale, nu industriale. Un fermentator (digester), anaerobic este prezentat in fig. 3.2.

Fig. 3.2 Fermentator anaerob

Deshidratarea namolurilor

Deshidratarea namolurilor se poate face prin procede naturale sau prin procedee artificiale-mecanice.

Cele mai cunoscute procedee de deshidratare naturala sunt cele in care se utilizeaza platformele de uscare si iazurile de namol.

Platformele de uscare sunt sunt suprafete de teren indiguite in care se depoziteaza namolul. Dimensiunile platformelor de uscare sunt alese in functie de metoda adoptata pentru evacuarea namolului deshidratat. Folosirea acestui procedeu de deshidratare este conditionata, indeosebi, de obtinerea suprafetelor necesare, de posibilitatea distributiei namolului pe platforme pe cat posibil prin gravitatie, precum si de numarul locuitorilor deserviti.

Iazuri de namol pot fi folosite pentru uscarea namolului. Daca solul nu este suficient de permeabil, sunt construite preaplinuri pentru evacuarea apei din namol La cativa ani o data, iazurile trebuie golite de namol.

Deshidratarea artificiala a namolurilor se realizeaza prin procedee statice (vacuum-filtre, filtre-presa) sau procedee dinamice (centrifuge).

Filtrarea sub vacuum este procedeul tehnic cel mai raspandit pentru deshidratarea artificiala a namolului. Consumul total de energie al vacuum-filtrului poate fi considerat, in general, la 6 kWh/m³ namol supus filtrarii.Namolul supus filtrarii se conditioneaza in prealabil.

Filtrul-presa este constituit dintr-o grupare de placi canelate acoperite cu panza filtranta si asezate in pozitie verticala ce se apropie si se departeaza una de alta cu ajutorul unui surub hidraulic dispus in una din partile extreme ale echipamentului. Namolul se pompeaza prin intermediul unei pompe cu surub si prin orificiile prezente in centrul fiecarei placi incepe sa ocupe spatiul existent intre doua placi. Filtrul presa si o conditionare anterioara cu var, floculant si coagulant va asigura concentratii ale namolului incepand cu 35%.

Fig. 3.3 Filtru presa

IV. Valorificarea si evacuarea finala

Principalele directii de valorificare a namolurilor vizeaza, in principal, valorificarea tehnologica (recuperarea produselor utile in procesele de productie industriale), valorificarea energetica (ca resurse secundare si regenerabile de energie) si valorificarea in productia vegetala si animala (ingrasaminte, amendamente, furaje, etc).

Cea mai mare parte dintre namolurile de precipitare provenite de la statiile de epurare a sectiilor de acoperiri galvanice contin mari cantitati de metale sub forma de hidroxizi.In functie de procesul tehnologic, acesti hidroxizi pot fi: de crom, nichel, cadmiu, zinc, cupru etc. Cantitatea de namol care se separa in urma epurarii apelor uzate depinde de: sistemul de spalare a pieselor prelucrate, volumul si concentratia sarurilor in apele de spalare, precum si de eficienta proceselor de epurare a namolului separat. Recuperarea metalului din namolurile cu continut de saruri metalice se poate realiza fie in cadrul unitatii in care se produce namolul, fie in unitati speciale de profil.

O serie de namoluri contin produsi cu caracter toxic sau inhibitori pentru procesele naturale, motiv pentru care se incearca fixarea lor prin procedee chimice in materiale solide, care sa fie utilizate la anumite constructii. Intre acestea sunt: namolurile cu continut de metale (crom, nichel etc.), sub limita la care recuperarea ar fi economica, namolurile din industria de preparatie carbonifera , cenusa de termocentrale.

Namol activ considerat si biomasa prezinta avantajul ca poate fi utilizat ca sursa de energie si poate fi folosit pentru producerea de electricitate si caldura.

Prima conditie in ceea ce priveste utilizarea namolului ca ingrasamant este aceea legata de continutul de componente nocive (metale grele si compusi chimici ) astfel incat prezenta acestora sa nu afecteze solul intr-o maniera negativa. In cazul folosirii namolului uscat in agricultura, acesta necesita un nivel de uscare mai mare de 90% pentru a se asigura o depozitare in silozuri si o fermentare corespunzatoare.

V. CONCLUZII

Gospodaria de namol este compusa din:

• ingrosator namol brut

statie de pompare namol ingrosat, o constructie din beton armat cu dotata cu electropompe submersibile,

• e uscare namol metantanc
• platform
• statie deshidratare mecanica.

Gospodaria de namol este formata din :

• Statie de pompare namol primar
• 2 metantancuri de 1.500mc fiecare, prevazute cu statia de pompare SP 4 pentru recircularea si incalzirea namolului proaspat, schimbatoare de caldura
• Centrala termica pentru asigurarea agentului termic necesar fermentarii namolului in metantancuri si producerea de biogaz
• Un gazometru de 500 mc (nefolosit)
• Platforme de urcare a namolului in suprafata de S= 4.380 mp
• Pavilion de exploatare format din P.T. 7 (400 kVA), centrala termica, laboratoare (chimic, biologic), hala suflante, atelier, grup sanitar cu baie

In cursul procesului de epurare se obtine namolul biologic in exces ce trebuie prelucrat in vederea depozitarii finale. Prelucrarea acestui namol se face prin ingrosare si deshidratare mecanica cu presa tip melc dupa o prealabila conditionare chimica cu agenti de floculare de tip polielectroliti organici.