Riciclaggio dei fanghi industriali: percorsi di disidratazione ed essiccazione che riducono l'acqua e i costi

Un impianto di finitura dei metalli che produce 15 tonnellate di fanghi umidi al giorno paga il suo trasportatore in base alla tonnellata di materiale umido, non alla tonnellata di solidi. Con il 20% di solidi secchi, 12 di queste 15 tonnellate sono acqua. Spingendo gli stessi fanghi attraverso un'unità di disidratazione profonda a nastro ad alta pressione fino a circa il 45% di solidi secchi, la massa in uscita diminuisce di oltre la metà prima ancora che il camion venga caricato.

Questa aritmetica è l’intera argomentazione a favore del riciclaggio dei fanghi industriali. Il riciclaggio è raramente bloccato dalla mancanza di mercati: fornaci per mattoni, linee di cemento, caldaie a biomassa e progetti di bonifica dei terreni accettano tutti fanghi idonei. È bloccato dall'umidità, dalla contaminazione e dal costo dello spostamento dell'acqua. Risolvi le fasi di disidratazione e asciugatura e le opzioni di riciclaggio si apriranno da sole.

Cosa significa in pratica il riciclaggio dei fanghi industriali

Il termine copre tre destinazioni e ognuna impone requisiti diversi al materiale:

• Recupero materiale - fanghi essiccati utilizzati come input per mattoni, clinker di cemento, aggregati leggeri o prodotti in cartone.
• Recupero energetico - fanghi bruciati o coprocessati come sostituto del combustibile nei cementifici, nelle caldaie o negli inceneritori dedicati.
• Uso del territorio e del suolo - fanghi compostati o stabilizzati utilizzati in ambito paesaggistico, di bonifica o, ove consentito, in agricoltura.

L'ordine delle decisioni è importante. Innanzitutto il regolatore classifica i fanghi come pericolosi o non pericolosi, in base ai test di lisciviazione e al processo industriale da cui provengono. Quindi il partner del prelievo dichiara cosa accetterà. Solo allora inizia la scelta dell'attrezzatura. Acquistare un essiccatoio prima di avere la conferma che un cementificio riceverà il prodotto essiccato è uno degli errori di sequenziamento più comuni e costosi in questo campo.

Requisiti di alimentazione per i tre percorsi di riciclaggio

Perché le prestazioni di disidratazione decidono l'economia

Il bilancio di massa racconta la storia. Cento tonnellate di fanghi al 3% di solidi secchi contengono 3 tonnellate di solidi e 97 tonnellate di acqua. La disidratazione al 25% di solidi secchi riduce il totale a 12 tonnellate. Essiccando quella torta all'80% di solidi secchi si ottengono 3,75 tonnellate. Il materiale che deve essere immagazzinato, trasportato e immesso in un forno si è ridotto di circa 26 volte e ogni tonnellata rimossa dalla catena rimuove con sé una carica di trasporto.

Si tratta di valori medi riportati dai fornitori di apparecchiature per fanghi misti biologici e industriali. I risultati reali dipendono dai fanghi, dal condizionatore e dal modo in cui viene utilizzata la macchina: una pressa a vite che funziona bene su materiale fibroso può deludere su uno grasso. Trattate gli intervalli come un controllo di integrità quando un fornitore cita un dato relativo alle prestazioni, non come una garanzia.

C'è un secondo costo che è facile non notare. Il condizionamento chimico consuma tipicamente da 3 a 8 chilogrammi di polimero per tonnellata di solidi secchi e le macchine con il costo di capitale più basso sono spesso quelle con la maggiore domanda di polimeri. In un decennio di attività, il costo del polimero spesso supera il prezzo di acquisto, motivo per cui la precisione del dosaggio merita la stessa attenzione delle dimensioni della pressa.

Attrezzatura corrispondente al tipo di fango

I fanghi si comportano diversamente a seconda della loro provenienza e la tecnologia di disidratazione deve seguire questo comportamento.

• Fanghi oleosi e grassi dalle raffinerie, alla pulizia dei serbatoi e alla lavorazione dei metalli, alle presse a nastro per tessuti filtranti e persiane. I modelli di pressa a vite gestiscono il materiale ad alta viscosità in modo più affidabile perché si basano sulla compressione graduale anziché sul drenaggio per gravità.
• Fanghi biologici e chimici dagli impianti di trattamento delle acque reflue industriali si disidrata in modo prevedibile su filtropresse a nastro e macchine a nastro ad alta asciugatura.
• Fanghi destinati a forni o caldaie necessita di essiccazione termica, solitamente al 60-90% di solidi secchi, oltre a una dimensione delle particelle costante per l'alimentazione.
• Fanghi con solidi in ingresso fluttuanti beneficia della pre-concentrazione o dell'ispessimento a monte, quindi la macchina di disidratazione vede un'alimentazione stabile.

Macchina per la disidratazione dei fanghi con pressa a vite La macchina di disidratazione del miscelatore per liquami a spirale può non solo trattare fanghi ad alta concentrazione, ma anche concentrare e disidratare liquami a bassa concentrazione. Il applicabile... Visualizza il prodotto →

Per materiali viscosi o oleosi, il punto di ingresso è solitamente una pressa a vite a passo variabile. La pressione aumenta gradualmente lungo la coclea, quindi il fango viene spremuto anziché tagliato e l'unità tollera i solidi di alimentazione che accecherebbero una macchina basata su tessuto. Laddove il fango in ingresso è sottile, un'unità di preconcentrazione posta a monte della pressa mantiene costante la produttività e riduce il volume che la pressa deve gestire.

Qualunque sia la stampa scelta, il passaggio di condizionamento che si trova davanti ad essa merita la stessa cura. Una preparazione del polimero incoerente anche solo di una piccola percentuale modifica la secchezza della torta, il consumo di polimero e il carico sull'essiccatore a valle.

Dispositivo di dosaggio integrato Macchina per la disidratazione dei fanghi con pressa a vite Visualizza il prodotto →

Un dispositivo di dosaggio integrato che prepara e dosa il polimero rimuove automaticamente gran parte di tale variabilità e di solito rappresenta l’aggiornamento delle prestazioni più economico disponibile su una linea di disidratazione esistente.

Settore per settore: da dove viene la pressione

• Petrolio e gas - fanghi oleosi e fondi di cisterne, solitamente avviati a trattamenti termici o co-processing.
• Estrazione mineraria - sterili e residui di filtrazione, dove il contenuto di metalli pesanti determina se il materiale è un sottoprodotto o uno scarto.
• Cibo e bevande - elevato contenuto organico e buon potere calorifico una volta essiccato, ma volumi fortemente stagionali.
• Farmaceutica e chimica fine - residui spesso classificati come pericolosi, con il co-trattamento in forno come percorso abituale.
• Finitura in metallo - basso volume ma alto contenuto di metallo, rendendo realistico il recupero del materiale dopo l'essiccazione.
• Acque reflue municipali - i maggiori volumi e i percorsi di riciclo più maturi.

Nella maggior parte dei siti industriali la linea dei fanghi è un flusso all'interno di un flusso più ampio trattamento delle acque reflue industriali sistema. La vagliatura, la rimozione della sabbia e l'ispessimento a monte determinano la qualità di tutto ciò che raggiunge la pressa, quindi i miglioramenti nella parte anteriore dell'impianto spesso si traducono in una migliore asciugatura della torta nella parte posteriore.

Domanda di energia: il caso dell’essiccazione a bassa temperatura

Se l’obiettivo è un prodotto pronto per il forno, l’essiccazione è inevitabile e il metodo di essiccazione determina il costo operativo.

L'essiccazione a bassa temperatura utilizza un circuito a pompa di calore con aria di processo tipicamente compresa tra 40 e 75 gradi Celsius, recuperando la maggior parte del calore latente dall'acqua evaporata. L’essiccazione termica ad alta temperatura è più rapida e richiede meno spazio, ma consuma molte volte più energia per tonnellata di acqua rimossa e produce un flusso di scarico più ampio e più caldo che richiede il controllo degli odori e della polvere.

Laddove un sito dispone già di un surplus di calore di bassa qualità - acqua calda proveniente da motori a biogas, compressori o raffreddamento di processo - un essiccatore a calore residuo riduce ulteriormente l'energia di essiccazione, perché il compressore della pompa di calore non è più la fonte di calore primaria.

Essiccatore per fanghi a nastro a bassa temperatura Macchina per la disidratazione dei fanghi con pressa a vite Visualizza il prodotto →

Qualunque sia l'essiccatore scelto, dovrebbe essere dimensionato in base al picco del tempo umido piuttosto che alla media annuale. Le linee di essiccazione non possono essere spinte ben oltre il tasso di evaporazione previsto senza rischiare il riporto di condensa, incrostazioni sullo scambiatore di calore e arresti non pianificati esattamente nel periodo in cui lo stoccaggio è già pieno.

La filiera del riciclo, tappa dopo tappa

Ogni fase esiste per proteggere quella successiva. La sabbia che passa attraverso il vaglio danneggia le coclee e le giranti delle pompe. Il fango eccessivamente addensato diventa troppo secco per essere pompato e oscura la pressa. La torta troppo bagnata sovraccarica l'essiccatore e produce condensa con un elevato carico organico. Quando una linea di riciclaggio ha prestazioni inferiori, la causa è solitamente due fasi a monte del punto in cui viene registrato il reclamo.

Rischi di approvvigionamento da risolvere prima della firma

1. Una garanzia di prestazione con numeri allegati. "Elevata secchezza" non è una specifica. Richiedi solidi secchi garantiti per torta a una concentrazione di alimentazione dichiarata, una dose di polimero dichiarata e una produttività dichiarata.
2. Test su fanghi reali. I test al banco dovrebbero utilizzare materiale fresco proveniente dall’impianto reale e un’esecuzione pilota di diversi giorni mostra come si comporta la macchina quando i processi a monte fluttuano.
3. Capacità di couverture. Pochi impianti industriali funzionano secondo il flusso di progettazione tutto l'anno. Confermare il rendimento minimo stabile e il modo in cui la macchina viene controllata al di sotto di esso.
4. Tolleranze per corrosione e usura. Cloruri, idrogeno solforato e sabbia riducono la durata dei componenti standard in acciaio. Specificare i materiali per le parti che effettivamente toccano i fanghi.
5. Corrispondenza della capacità a valle. I trasportatori, le tramogge e gli essiccatori devono essere dimensionati per il picco di produzione dei panelli, inclusa la ridotta densità del materiale essiccato.
6. Utilità e spazio per la testa. Le linee di asciugatura necessitano di spazio verticale, capacità elettrica e vie di ventilazione che gli edifici esistenti spesso non forniscono.
7. Conferma scritta del prelievo. Verificare che il cementificio, la fornace o l'impianto di incenerimento accettino il materiale ai livelli di umidità e contaminanti che la linea effettivamente produrrà.
8. Pezzi di ricambio e risposta al servizio. Le parti soggette ad usura di una pressa o di un essiccatoio sono materiali di consumo. Inserisci i tempi di consegna e gli impegni di risposta nel contratto, non in una promessa verbale.

Il riciclaggio dei fanghi industriali riesce o fallisce nelle fasi di disidratazione ed essiccazione. Confermare le specifiche di prelievo, misurare i fanghi reali anziché un campione prelevato in una giornata pulita, dimensionare l'attrezzatura in condizioni di picco e imporre al fornitore una garanzia di prestazione numerata. La scelta del polimero, il tipo di essiccatore e la disposizione del trasportatore derivano tutti da queste quattro decisioni.

Revisione referenze di progetti di trattamento fanghi da industrie comparabili è un modo rapido per vedere quali combinazioni di apparecchiature sono già state testate su fanghi simili ai vostri.

Domande frequenti