Analiză cuprinzătoare a îndepărtării nămolurilor în tratamentul apelor uzate

I. Definiția și generarea nămolului

1. Definiţie
   Nămolul se referă la reziduuri semi-solide sau solide generate în timpul tratamentului apelor uzate. Este format din resturi organice, biomasă bacteriană, particule anorganice, coloizi și alte substanțe, caracterizate prin conținut ridicat de umiditate (inițial ≥99%), conținut organic ridicat și biodegradabilitate. Conform Legea privind prevenirea și controlul poluării apei , nămolul este clasificat ca un produs secundar al tratamentului apelor uzate, excluzând proiecțiile, scrum și gresie.

2. Surse

   • Etape de tratament :

• Pretratare (de exemplu, ecrane, camere de grâu) produce proiecții și gresie.
• Tratament primar (rezervoarele de sedimentare primare) generează nămol primar.
• Tratament secundar (reactoare biologice, clarificatoare secundare) produce nămol activat.
• Tratament terțiar (Coagulare chimică, filtrare) produce nămol chimic.
  • Tipuri de ape uzate : Include nămoluri municipale, industriale și de alimentare cu apă.
  • Randament : 5-10 tone de nămol la 10.000 tone de apă uzată (cu 80% conținut de umiditate), în funcție de calitatea influentă și procesele de tratament.

3. Compoziție și riscuri
   Nămolul conține agenți patogeni, metale grele (de exemplu, plumb, cadmiu), poluanți organici persistenți și alți contaminanți. Manevrarea necorespunzătoare poate duce la poluare secundară (eutrofizare, scurgere a metalelor grele).

Ii. Metode și procese de eliminare a nămolurilor cheie

Obiectivele de bază sunt Reducerea volumului, stabilizarea, inofensiunea și recuperarea resurselor . Etapele cheie includ îngroșarea, deshidratarea, stabilizarea, uscarea și eliminarea finală .

1. Îngroşare
   • Scop : Îndepărtați apa interstițială pentru a reduce volumul (conținutul de umiditate de la 99% la 94-97%).
   • Tehnologii :

     Metodă	Avantaje	Limitări
     Îngroșarea gravitației	Energie scăzută, funcționare simplă	Amprentă mare, eliberare de fosfor
     Flotație	Potrivit pentru nămol diluat	Contraum ridicat de energie
     Centrifugal	Eficiență ridicată, compactă	Costuri mari de capital și întreținere

2. Deshidratare
   • Scop : Reduceți conținutul de umiditate la 65–80% pentru un transport mai ușor.
   • Tehnologii :

• Metode mecanice : Presuri de filtru cu curea (pentru nămol activat), prese de filtru cu plăci și cadre (umiditate ≤60%), centrifuge (funcționare continuă).
• Uscare naturală : Dependentă de climă, costuri reduse pentru plante mici.
  • Studiu de caz : Proiectul Shanghai Bailonggang Nămolit folosește prese de filtru cu diafragmă de înaltă presiune, tratând 1.500 de tone/zi; Nămolul dezgustat este depozitat sau incinerat.

3. Stabilizare
   • Scop : Degradează organice, reduce mirosurile și agenții patogeni.
   • Metode :

• Digestie anaerobă : Produce biogaz (50–70% metan), dar necesită sisteme etanșe.
• Compostare aerobă : Convertește nămolul în humus pentru agricultură.
• Stabilizarea varului : Inactivarea rapidă a agentului patogen, dar crește greutatea nămolului.

4. Uscare
   • Scop : Obțineți 10–40% conținut de umiditate pentru recuperarea resurselor.
   • Tehnologii :

     Metodă	Avantaje	Limitări
     Uscare termică	Reducerea volumului mare (90%)	Emisii de energie mare, miros
     Uscare solară	Costuri reduse de carbon, costuri reduse	Dependent de climă, lent
     Cuptor cu microunde	Uscare rapidă și uniformă	Costuri ridicate ale echipamentelor

5. Eliminarea finală
   • Depozitul de deșeuri : Simplu, dar necesită standarde stricte (umiditate ≤60%, organice ≤5%) și riscă generarea de levigare.
   • Incinerare : Reducerea completă a volumului (10% reziduuri de cenușă), dar are nevoie de tratament de evacuare.
   • Cerere terestră : Nămol compostat pentru îmbunătățirea solului, sub rezerva limitelor de metale grele.
   • Reutilizarea materialelor : Cărămizi de nămol (de exemplu, proiectul Guangdong Heyuan produce 36.000 de cărămizi/an)

Iii. Comparație tehnologică

Iv. Aplicații din lumea reală

1. Centrul de eliminare a nămolurilor Jinjiang (China) :
   • Utilizează „uscarea căldurii de deșeuri a turbinei cu abur de rețea”, procesând 180.000 de tone/an și producând 36.000 de cărămizi/zi.
2. Proiectul Shanghai Bailonggang :
   • Cea mai mare instalație de nămol din Asia; Deschiderea de înaltă presiune până la 40% umiditate, cu nămol utilizat pentru depozitul de deșeuri/incinerare.
3. Proiect de gazificare Chongqing :
   • Utilizează gazificare a patului fluidizat pentru a converti 100 de tone/zi de nămol în abur și electricitate.

V. Tehnologii emergente

1. Piroliză/carbonizare : Convertește nămolul în biochar pentru remedierea solului sau combustibilul (intensiv în energie).
2. Tratament cu ultrasunete : Îmbunătățește deshidratarea prin cavitație (adesea combinată cu alte metode).
3. Tehnologie cu plasmă : Descompunere la temperaturi ridicate (zero poluare secundară; utilizată în Suedia/Japonia).
4. Sisteme bioelectrochimice : Degradarea microbiană cu generarea de energie electrică (scară de laborator).

VI Provocări și recomandări

• Bariere tehnice : Utilizare chimică ridicată (de exemplu, poliacrilamidă), uscare constantă în energie.
• Nevoile politicii : Întăriți standardele de reciclare a nămolurilor (de exemplu, Orientări tehnice pentru tratamentul nămolului ) și promovează reutilizarea cenușii în construcții.
• Optimizarea costurilor : Încurajați co-procesarea cu centrale de putere/ciment pentru a reduce costurile.