SISTEMA DI TRATTAMENTO DEI FANGHI

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1 SISTEMA DI TRATTAMENTO DEI FANGHI BAIONI CRUSHING PLANTS

2 SISTEMA DI TRATTAMENTO DEI FANGHI BAIONI CRUSHING PLANTS La protezione dell ambiente, la necessità di gestire al meglio i fanghi derivanti da scavi in miniera (intercettazione falde freatiche) o da lavaggio inerti e la necessità di recuperare le acque stesse di lavaggio, ha spinto BAIONI CRUSHING PLANT a sviluppare una soluzione tecnologica articolata che si basa sulle seguenti fasi: a) Raccolta e canalizzazione fanghi b) Pretrattamento c) Chiarifica d) Additivazione con polielettrolita e) Centrifugazione f) Gestione del sistema g) Prodotti finali A) RACCOLTA DEI FANGHI Tutte le acque provenienti dai lavaggi o utilizzati negli scavi (trivellazioni), così come le acque piovane, vengono dapprima convogliate all interno di apposito pozzetto o tank di raccolta (1) e quindi trasferite all interno delle vasche di chiarifica tramite pompe (2) (sommerse) di sollevamento fanghi. Sulla bocca di aspirazione fango della pompa viene normalmente installato un filtro meccanico in grado di fermare le eventuali parti grossolane o impurità presenti nel fango stesso (sassi, pezzi di legno, etc.). Nel caso in cui i fanghi presentassero un valore di PH troppo basso (<7) sarà opportuno prevedere un pretrattamento con una breve sosta (circa 8-9 minuti) in una vasca contenente Ca(OH)2 calce idrata (idrossido di calcio) dotata di agitatore meccanico. B) PRETRATTAMENTO - PREPARAZIONE E IMMISSIONE DEL POLIELETTROLITA NELLE VASCHE DI CHIARIFICA Per ottimizzare e velocizzare il processo di decantazione delle particelle solide presenti nel fango (eventualmente pretrattato con calce idrata) è opportuno miscelare il fango stesso con un flocculante (polielettrolita cationico) che favorisce l agglomerarsi delle particelle tra loro, ed eventualmente con un coadiuvante tipo PAC (policloruro di alluminio) nel caso in cui la flocculazione risultasse particolarmente difficile. Tali additivazioni possono essere fatte all interno di un apposito tank o direttamente durante il carico del fango nella vasca di chiarifica (attraverso una giunzione a T (11) sulla tubazione di carico, proveniente dal gruppo di preparazione del polielettrolita (12). La tipologia del polielettrolita da utilizzare, la quantità, la preparazione dello stesso, dipendono dalle caratteristiche e dalla composizione della materia prima (fango), indicativamente per fanghi da cava il consumo del polielettrolita è di circa gr/tonn. - Concentrazione 1. Per il dimensionamento della vasca di stoccaggio finale della stazione del polielettrolita si dovrà considerare il volume delle vasche di chiarifica e quindi la quantità di polielettrolita da immettere. 2

3 C) TRATTAMENTO DEI FANGHI ALL INTERNO DELLE VASCHE ORIZZONTALI DI CHIARIFICAZIONE Le vasche di chiarificazione (3) Baioni sono completamente esterne e realizzate in lamiere di acciaio zincato con spessore 4 mm. per i bordi e 6 mm. per la parte inferiore, rinforzate da apposite nervature e supportate da struttura in carpenteria metallica dotata di appositi sostegni e controventi. Le vasche sono prefabbricate, facilmente trasportabili e di semplice installazione. All interno delle vasche vengono installate particolari strutture reticolari rotanti messe in movimento da un motoriduttore epicicloidale e dotate di raschietti (5) che servono per spingere il fango verso il basso, verso la parte centrale e quindi verso il cono di scarico. Al di sotto del cono, esternamente e facilmente accessibile, è posizionata una elettrovalvola (4) che viene comandata attraverso un sistema che misura lo sforzo di rotazione dei raschietti, determinando di conseguenza il grado di concentrazione del fango presente nel cono. La valvola viene aperta quando il fango ha raggiunto la concentrazione voluta e viene richiusa automaticamente quando lo sforzo dei raschietti è tornato al di sotto di valori prestabiliti. Il sistema funziona quindi in modo discontinuo. All interno del perimetro delle vasche, verso la superficie (vedi foto), sono installate, distaccate dalla parete della vasca, le canale di sfioro dell acqua chiarificata (6) che, grazie alla loro posizione, sono in grado di raccogliere l acqua su due lati, velocizzando così lo smaltimento. Una tubazione di scarico (7) convoglia poi le acque pulite, prive delle particelle solide, verso una vasca di stoccaggio (8) dalla quale vengono nuovamente riutilizzate inviandole nel ciclo produttivo, impiegate per i lavaggi o per altri usi (ad esempio impiego nelle macchine di estrazione inerti). Su tale vasca viene normalmente installata una valvola a galleggiante (9) che provvede al reintegro dell acqua che viene persa durante il processo prelevandola da pozzo o da rete idrica. Poiché il sistema suddetto è legato alla portata della materia prima che normalmente risulta discontinua nell arco della giornata, si può installare, tra la vasca di chiarificazione e la centrifuga, una vasca polmone di stoccaggio (10) e omogeneizzazione (con agitatore) del fango ispessito in modo da poter alimentare la centrifuga in modo continuo; In tal modo si possono eliminare le punte di alimentazione e si va a diluire l intera portata in modo costante, nell arco di 8-16 ore con la possibilità di utilizzare un modello di centrifuga più piccolo. 3

4 Schema di flusso Per il dimensionamento della vasca di chiarifica si procede come segue: Esaminando le portate riportate sulla tabella 1 si individua quella corrispondente alla portata di progetto e si determina di conseguenza il modello della vasca di chiarifica. D) SCARICO DEL FANGO ADDENSATO DALLA VASCA E ADDITIVAZIONE POLIELETTROLITA Il fango addensato viene estratto dallo scarico di fondo della vasca di chiarifica o dalla vasca polmone (vedi punto b) e attraverso una pompa (13) viene inviato alla fase di centrifugazione (o pressatura), prima dell immissione in centrifuga il fango può essere additivato con polielettrolita (non è necessario se il fango si presenta ben addensato) attraverso una pompa (20) e una giunzione a T (14) sulla tubazione di carico, proveniente dal secondo gruppo di preparazione del polielettrolita (15). La tipologia del polielettrolita da utilizzare, la quantità, la preparazione dello stesso, dipendono dalle caratteristiche e dalla composizione della materia prima (fango), indicativamente per fanghi da cava (con peso specifico di circa 1,7 Tonn/mc) il consumo del polielettrolita è di circa gr/t. Con concentrazione al 2. Volendo evitare la doppia stazione di polielettrolita (una per i fanghi in entrata e una per i fanghi addensati) si può optare per un unica stazione con una vasca di maturazione tale da contenere la quantità di polielettrolita necessario per le due additivazioni. Il polielettrolita sarà in questo caso preparato ad una concentrazione del 2. In tal caso la concentrazione finale del polielettrolita da additivare ai fanghi in entrata (concentrazione all 1 ) si raggiungerà con una ulteriore diluizione con acqua prima dell utilizzo (innesto a T sull entrata). La quantità di secco presente nel fango viene definita tramite prove di laboratorio. 4

5 E) TRATTAMENTO FANGHI (CENTRIFUGA O FILTROPRESSA) Per limitare il costo di smaltimento (a peso) del fango ispessito o limitare la quantità di materiale da riportare in discarica, si avrà la necessità di separare l acqua in eccesso presente nei fanghi stessi, rendendo quest ultimo più asciutto e palabile, a tale proposito si possono impiegare due sistemi: a. Centrifughe b. Filtropresse Il funzionamento delle due macchine è diverso e viene di seguito illustrato: CENTRIFUGHE All interno della centrifuga, grazie all azione tangenziale delle forze in gioco (forza centrifuga), le parti solide e liquide vengono proiettate verso la parte interna del tamburo dove vanno a depositarsi formando due livelli distinti grazie alla differenza di peso specifico. I prodotti solidi così separati verranno estratti dalla testata della centrifuga utilizzando una coclea interna opportunamente sagomata (passi diversi) in funzione della tipologia dei solidi stessi e trasferiti all esterno della centrifuga dove una seconda coclea di estrazione fanghi essiccati (16) provvede al loro trasferimento all esterno. I fluidi (acqua) verranno invece scaricati dal retro della centrifuga (parte opposta dei solidi) attraverso apposite aperture (parzializzabili), localizzate in posizioni tali da mantenere separati i due componenti e trasferiti all esterno tramite apposita tubazione. FILTROPRESSE Il funzionamento di queste macchine si basa sulla capacità di filtrazione di apposite tele attraverso le quali viene spinto, con pressioni dell'ordine di bar, il liquido da filtrare. Ciascuna tela riveste un tabellone di forma quadrata o rettangolare. Tutti i tabelloni sono appoggiati a 2 longheroni che costituiscono il telaio portante della filtropressa. Nella fase di chiusura della macchina, i tabelloni vengono spinti da una testata mobile che trasla fino a compattarli rigidamente, grazie alla pressione esercitata da un pistone idraulico comandato da una apposita centralina: si crea così una spinta omogenea di chiusura dell'intero pacco di tabelloni. Tale spinta garantisce il mantenimento della giusta pressione per tutto il ciclo di filtraggio. L'apertura del pacco dei tabelloni avviene in modo automatico a fine ciclo. Differenze tra i due sistemi a) La filtropressa lavora in modo discontinuo (2-3 pressate/ora) mentre la centrifuga lavora in modo continuo b) Al termine della pressata i filtri devono essere perfettamente scaricati, se tra i teli/filtri restano parti di fango secco alla successiva pressata rischio di danneggiamenti, è sempre necessaria la supervisione di un addetto. La filtropressa deve essere presidiata mentre la centrifuga non richiede alcuna sorveglianza. c) L installazione di una filtropressa richiede molto più spazio rispetto alla centrifuga d) L installazione di una filtropressa richiede importanti lavori di opere civili, in particolare la realizzazione di un castello in cemento armato (H circa 4 m) al di sopra del quale posizionare la filtropressa che scarica dal basso I fanghi vengono asportati con l impiego di ruspa che li carica dal cumulo creatosi al di sotto del castello. La centrifuga viene invece posizionata su un basamento in cemento o in carpenteria metallica e scarica i fanghi 5

6 disidratati su nastri trasportatori o su coclee che provvedono alla costituzione di un cumulo facilmente accessibile al carico. e) I teli della filtropressa sono piuttosto delicati e la presenza eventuale di impurità li può facilmente danneggiare Per il dimensionamento della centrifuga (16) in relazione alla quantità di fango condensato da trattare si procede come segue: Si analizza il fango da trattare (materia prima) per determinare il quantitativo di solido secco presente all interno (dato fornito dal cliente). Si calcola la portata oraria della materia prima e di conseguenza, con riferimento al dato di cui sopra, si determina la quantità oraria di secco da ottenere. Con tale dato si va a individuare sulla tabella dei valori centrifughe (allegata) il modello di macchina che consente di ottenere la quantità di secco sopramenzionata (colonna Resa T/h secco). Per ulteriore verifica si controlla che la portata idraulica di progetto (dato di partenza), ossia la portata di materia prima (fango e acqua) sia compatibile con quella riportata nella colonna Alimentazione torbida m3/h del modello di centrifuga individuato. F) GESTIONE DEL SISTEMA L impianto sopra descritto viene gestito automaticamente da un sistema di sonde con il segg. funzionamento: 1) Controllo e gestione della quantità di polielettrolita da miscelare nella torbida prima dell invio nella vasca di chiarifica Tramite sonde viene misurata la torbidità della materia prima in entrata e la torbidità dell acqua che sfiora in uscita, se il rapporto non è ottimale viene aggiunto (poca decantazione acqua ancora torbida) o ridotto il quantitativo di polielettrolita da addizionare. 2) Controllo e gestione della quantità di polielettrolita da miscelare nel fango ispessito prima dell invio alla centrifuga. Tramite un sistema automatico in continua vengono pesati campioni di fango in entrata e in uscita, se il rapporto in peso non è ottimale viene aggiunto (poca acqua separata) o ridotto il quantitativo di polielettrolita da addizionare. F) PRODOTTI FINALI I fanghi disidratati all uscita della centrifuga o filtropressa hanno una percentuale di umidità a loro interno di circa il 30% 6

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