CURS61. ngroarea nmolului ngroarea nmolului constituie cea mai simpl i frecvent ntlnit metod de concentrare a acestuia n scopul reducerii volumului i mbuntirii filtrabilitii. ngroarea se poate face prin: decantare gravitaional, flotare sau centrifugare, cele mai rspndite instalaii de ngroare a nmolului fiind ngrotoarele gravitaionale.ngrotoarele gravitaionale sunt de regul instalaii de tipul decantoarelor radiale, avnd radierul n pant ctre centru unde este plasat baa de colectare a nmolului ngroat. Sunt dotate cu dispozitive mecanice de amesterare lent pentru favorizarea deplasrii apei interstiiale dintre straturile de nmol ctre suprafa i cu un sistem de racloare de radier pentru dirijarea nmolului ngroat ctre baa de colectare. Apa separat la suprafaa nmolului este colectat n rigola periferic fixat la partea superioar a peretelui ngrotorului.ngrotoarele gravitaionale au funcionare continu i prelucreaz nmoluri cu concentraii de suspensii solide ntre 1,5-6 kg/ m2h, au timpi de retenie n instalaie de 0,5-2 zile i ncrcri hidraulice ntre 0,6-1,2 m3/m2h. n figura 6.2 este prezentat un exemplu de ngrotor graviaional radial.2. Stabilizarea nmolului Nmolurile rezultate din epurarea apelor uzate urbane (nmoluri primare, nmoluri secundare) i nmolurile cu compoziie majoritar organic sunt materiale uor putrescibile cu potenial infecios, care dau natere la mirosuri dezagreabile i atrag insectele i roztoarele. n scopul evitrii acestor incoveniente este imperios necesar ca acest categorie de nmoluri s fie stabilizat din punct de vedere biologic nainte de evacuarea din staia de epurare.Procesul de stabilizare a nmolurilor const n degradarea controlat a materiilor organice mai puin stabile din punct de vedere biologic, astfel nct s se obin un produs final cu raport organic/mineral modificat la care materiile organice remanente s fie mult mai stabile (cu degradare microbian lent).Procedeele de stabilizare a nmolurilor cu compoziie majoritar organic pot fi procedee biochimice - stabilizare anaerob i stabilizare aerob - sau procedee fizice - tratare termic i oxidare chimic. De menionat c din toate aceste procedee, mai frecvent practicate sunt procedeele biologice, mai ales stabilizarea anaerob care se realizeaz prin fermentarea anaerob a nmolurilor la care materia organic din nmoluri este transformat pn n final n metan, bioxid de carbon i produi intermediari de fermentaie (n cazul n care succesiunea de reacii biochimice nu se produce n echilibru). Amestecul de metan i bioxid de carbon poart denumirea de gaz de fermentaie i n funcie de raportul n care se gsesc cele dou componente acesta este un gaz conbustibil.3 Condiionarea nmolului Condiionarea nmolurilor brute sau stabilizate se realizeaz n scopul micorrii rezistenei la filtrare a acestor n vederea deshidratrii mecanice. Procedeele de condiionare a nmolurilor se clasific n: procedee de condiionare chimic, procedee de condiionare termic, procedee de condiionare prin ngheare i procedee de condiionare prin adaos de material inert.-Condiionarea chimic se realizeaz prin utilizarea unor ageni chimici minerali (sulfat de aluminiu, clorhidrat de aluminiu, clorur feric, sulfat feros, sulfat de fier clorinat, oxid de calciu, extras de zgur metalurgic, etc.), ageni chimici organici (polimeri sintetici anionici, cationici sau neionici) i ageni chimici mixti (amestecuri de polimeri anionici sau neionici cu sruri metalice). Alegerea tipului de agent chimic (coagulant) pentru un anumit tip de nmol se face prin teste de laborator n care se urmrete modificarea rezistenei specifice la filtrare a nmolului n funcie de doza de coagulant determinndu-se doza optim de coagulant pentru care rezistena specific la filtrare este minim..-Condiionarea termic se realizeaz n reactoare de condiionare n care nmolul supus tratamentului este adus la temperaturi de 100 - 200C, presiunni de 1 - 2,5 atm pe durate de pn la 60 minute. Condiionarea termic prezint avantajele c n timpul condiionrii nu apar mirosuri neplcute, nu sunt necesari reactivi i c din proces rezult nmol sterilizat dar i dezavantajul major al unui consum semnificativ de energie termic (3 - 4 kWh/m3 nmol condiionat).-Condiionarea prin ngheare produce un efect asemntor condiionrii termice, fiindc structura nmolului adus la temperaturi sczute se modific, la dezgheare cednd cu uurin apa.-Condiionarea prin ados de material inert (zgur, cenu, rumegu, etc.) este un procedeu de condiionare care d rezultate satisfctoare, dar prezint dezavantajul important al creterii semnificative a volumului de nmol care trebuie prelucrat n continuare. Acest procedeu trebuie totui avut n vedere pentru anumite scopuri de valorificare final a nmolului tratat (creterea puterii calorice a nmolurilor care se incinereaz, obinerea unei anumite structuri pentru nmolurile care se depun pe solurile agricole n scopul ameliorrii acestora).4 Dezhidratarea nmolului Dezhidratarea nmolurilor se face prin extragerea apei de adeziune n scopul diminurii importante a volumului acestora i a formei sub care se gsesc. Dezhidratare se poate face prin procedee naturale (pe platforme de uscare a nmolurilor, n iazuri de nmol, etc.) sau prin procedee artificiale (procedee mecanice statice - filtrare sau procedee mecanice dinamice - centrifugare). De menionat c procedeele naturale se aplic atunci cnd cantitile de nmol rezultate n urma epurrii apei uzate sunt relativ mici i se dispune de suficient spaiu pentru realizarea platformelor de uscare a nmolului sau de caviti sau deprsiuni naturale pentru nfiinarea iazurilor de nmol, n timp ce procedeele artificiale se aplic atunci cnd n urma epurrii apei uzate rezult cantiti mari de nmol. De asemenea se menioneaz c procedeele naturale de dezhidratare a nmolurilor nu necesit tratamente preliminare n timp ce procedeele artificiale de dezhidratare a nmolurilor necesit condiionarea acestora.A-Vacuum-filtrele sunt compuse dintr-un tambur cilindric 1 cu ax orizontal, cu suprafaa lateral acoperit cu o pnz de filtrare care este imersat cam pe 1/3 din diametru ntr-un jgheab n care se gsete nmolul 9 care trebuie dezhidratat. Sub pnza filtrant pe tambur sunt formate un numr (5-20) de camere (celule) legate prin conductele de capul de distribuie.Tamburul este pus n micare de rotaie lent (cca.1 rot/min) de arbore prin intermediul transmisiei. Pe poriunea de tambur imersat n nmol prin capul distribuitor se asigur vacuum n celule i se aspir nmolul care este filtrat prin pnza filtrant a tamburului, pe suprafaa cruia rmne substana solid, apa fiind aspirat i evacuat prin circuitele hidraulice formate n capul distribuitor. n poriunea de tambur care iese din nmol n continuare se asigur vacuum n celule care menine i fixeaz substana solid reinut pe pnza filtrant a tamburului i extrage n continuare apa din aceasta. n poriunea din partea superioar a tamburului nu se mai asigur vacuum n celule deoarece reinerile de pe pnza filtrant sunt suficient de bine dezhidratate i ancorate ca s nu se mai desprind. Mai mult, n aceast zon materialul fixat pnza filtrant este udat cu un set de jeturi de ap n scopul nmuierii i desprinderii sale prin raclare prin intermediul lamei racloare dirijrii sale spre jgheabul de evacuare. Pe poriunea de tambur dintre lama racloare i o nou imersare n celule se introduce aer comprimat prin capul distribuitor care trece prin pnza filtrant dinspre interior spre exterior i ndeprteaz orice reinere de pe pnza filtrant pregtind-o pentru un nou ciclu de imersare. B-Filtrele pres sunt compuse dintr-un batiu prevzul cu bare de ghidare pe care sunt montate succesiv o multitudine de plci 1 (30 100 buci) astfel profilate astfel nct s se formeze caviti ntre ele atunci cnd acestea sunt asamblate. ntre placile succesive, n interiorul cavitilor care au suprafeele striate sunt prevzute pnze de filtrare care atunci cnd plcile sunt asamblate i strnse cu un mecanism cu surub sau hidraulic s asigure i etanare. De asemenea atunci cnd pachetul de plci este asamblat, prin centrul plcilor de formeaz un canal de admisie a nmolului, iar n partea inferioar a plcilor un canal de evacuare a apei extrase din nmol. n timpul funcionrii nmolul se introduce sub presiune prin canalul, ajunge n spaiile dintre pnzele filtrante din caviti, apa trece prin pnze i se scurge prin striaiile cavitilor n partea inferioar a plcilor de unde ajunge prin canale n alt canal de evacuare a apei extrase, in timp ce nmolul dezhidratat formeaz turte ntre pnzele filtrante. Atunci cnd turtele formate umplu tot volumul cavitilor funcionarea filtrului se ntrerupe, ansamblul de plci se dezasambleaz, se extrag turtele de nmol dezhidratat, se cur pnzele filtrante i apoi se asambleaz din nou pachetul de plci i pnze pentru un nou ciclu de funcionare.C-Dezhidratarea artificial prin centrifugare poate fi definit ca o decantare accelerat a substanei solide din nmol sub aciunea unui cmp centrifugal, mult mai mare dect cmpul gravitaional. Acest procedeu are avantajul unei foarte bune eficiene de dezhidratare, superioare dezhidratrii prin filtrare, dar i dezavantajele necesitii condiionrii prealabile a nmolului i consumuri mai ridicate de energie n comparaie cu dezhidratarea prin filtrare. Instalaiile tipice de dezhidratare prin centrifugre sunt: decantoarele centrifugale, centrifugele cu talere i hidrociclonele. Decantoarele centrifugale sunt compuse dintr-o tob cilindro-conic cu ax orizontal care are turaie ridicat (mii de rot/min), n interiorul creia se gsete transportorul elicoidal care are o turaie cu 80-100 rot/min mai mare ca toba cilindro-conic. Nmolul este introdus n instalaie prin conducta de alimentare i este dirijat n staiul dintre toba cilindro-conic i transportorul elicoidal de ctre distribuitorul prin fantele arborelui tubular al transportorului elicoidal. Datorit turaiei mari a tobei cilindro-conice nmolul este proiectat ctre peretele interior al acesteia, substanta solid, mai grea, plasndu-se pe suprafaa sa sub forma unui strat cilindric, iar apa, mai uor, plasndu-se tot sub forma unui strat cilindric, dar n poziie mai central, grosimea stratului de ap fiind ajustat printr-o anumit deschider a diafragmei reglabile.Din cauza turaiei sale mai ridicate, transportorul elicoidal racleaz stratul de substan solid depus pe peretele tobei n zona sa cilindric, apoi datorit conicitaii tobei l scoate din stratul de ap i l evacueaz prin jgheabul de evacuare a nmolului dezhidratat.Stratul de ap separat care depete spre interior diafragma reglabil este evacuat prin jgheabul de evacuare a apei separate. De menionat c acionarea tobei cilindro-conice i a transportorului elicoidal se face printr-un reductor special diferenial prin intermediul tranmisiei. Din cauza turaiei mari de lucru, pentru rigiditate, acest instalaie trebuie s fie prevzut cu un batiu foarte masiv , iar fixarea pe fundaia incintei n care este plasat se face prin intermediul amortizoarelor.D-Centrifugele cu talere sunt n principiu compuse din toba cilindric rotativ cu turaie ridicat (mii de rot/min) n interiorul creia este plasat un pachet 2 de talere conice suprapuse (zeci sau sute de buci) astfel nct ntre dou talere succesive s fie pstrate distane de civa mm. Pe suprafeele talerelor sunt practicate orificii, care atunci cnd acestea sunt asamblate n pachet s formeze canale de admisie a nmolului. Nmolul este introdus n instalaie prin conducta de alimentare, de unde este dirijat prin canalele de admisie n spaiile dintre talere unde, datorit aciunii cmpului centrifugal, substaa solid din nmol, mai grea, se deplaseaz ctre peretele tobei de unde este evacuat prin orificiul de evacuare a nmolului dezhidratat, n timp ce apa, mai uoar, se deplaseaz ctre centrul centrifugei de unde este evacuat prin alt orificiu de evacuare a apei separate. Se menioneaz c acest tip de centrifug are funcionare continu.E- Hidrocicloanele sunt instalaii statice, la care separarea centrifugal are loc datorit micrii fluxului de nmol introdus n instalaie. Constructiv sunt ansambluri metalice cu form cilindro-conic, care au n componen : conducta tangenial de admisie a nmolului, camera inferioar de separare a apei din nmol prevzut cu orificiul inferior de evacuare a nmolului dezhidratat, orificiul de trecere a apei separate din nmol, camera superioar de colectare a apei separate din nmol i conducta de evacuare a apei separate din nmol 5. Funcionarea hidrociclonului este urmtoarea :fluxul de nmol este introdus tangenial cu vitez mare n camera inferioar a hidrociclonului, cptnd o traiectorie elicoidal descendent; datorit micrii de rotaie ia natere un cmp centrifugal care proiecteaz suspensiile solide din nmol pe peretele hidrociclonului, de unde, datorit gravitaiei, se scurg de-a lungul acestuia ctre captul inferior al zonei conice, pe unde este evacuat sub form de nmol dezhidratat; n urma procesului de separare centrifugal, apa separat din nmol ocup zona central a hidrociclonului constituindu-se ntr-un curent reactiv elicoidal ascensional , care ajunge n camera superioar a hidrociclonului , prin orificiul central al peretelui de separaie dintre camere, de unde este evacuat.