Perché il decanter centrifugo è essenziale nel trattamento delle acque reflue?

Tra tutte le tecnologie di trattamento presenti nel settore del trattamento delle acque reflue, il decanter centrifugo è uno dei principali attori del mercato grazie alla sua versatilità nel gestire diversi tipi di fanghi. Inoltre, la sua capacità di funzionare in modo continuo lo rende particolarmente apprezzato negli impianti moderni. Che cosa rende questo equipaggiamento così prezioso? Analizziamolo insieme.

Funzionamento di un decanter centrifugo con schermo LWZ

La centrifuga decanter a schermo della serie LWZ è progettata per il funzionamento continuo, consentendo un'alimentazione costante di fanghi e lo scarico continuo. Come integrazione innovativa di sedimentazione centrifuga e filtrazione centrifuga, questo equipaggiamento combina i vantaggi di entrambe le tecnologie con un design reciprocamente complementare—per migliorare l'effetto di separazione, aumentare l'efficienza di separazione ed estendere il campo applicativo, raggiungendo infine prestazioni ottimali. È in grado di trattare sospensioni in diversi settori industriali, inclusi il trattamento delle acque reflue urbane, vari tipi di acque reflue industriali, la lavorazione nell'industria alimentare, nonché i settori minerario, metallurgico e della produzione del sale. Dotata di una sezione integrata con schermo, si distingue in scenari ad alto rendimento e deumidificazione continua, realizzando una separazione solido-liquido profonda con eccezionale asciugatura del solido.

Il processo di separazione si svolge in due fasi sinergiche. In primo luogo, la sospensione viene alimentata nel centrifugo attraverso il tubo di alimentazione ed entra nella zona di sedimentazione del tamburo. All'interno del tamburo rotante ad alta velocità, i materiali di diverse densità formano strati distinti. Spinte dalla potente forza centrifuga, le particelle solide più pesanti vengono spostate verso la parete del tamburo e si depositano, mentre la maggior parte del liquido chiarificato viene scaricata attraverso l'uscita di troppo pieno all'estremità maggiore del tamburo. Nella seconda fase, i solidi depositati vengono trasportati dal coclea (che opera a una velocità leggermente diversa rispetto al tamburo) fino alla sezione cilindrica con schermo. Qui, l'umidità residua nei solidi concentrati viene ulteriormente separata attraverso lo schermo sotto l'effetto della forza centrifuga, e il liquido filtrato viene scaricato in modo indipendente. Questo processo in due fasi non solo consente una completa separazione solido-liquido, ma supporta anche la separazione trifase quando richiesto, con un contenuto di umidità nei solidi significativamente inferiore rispetto ai decantatori convenzionali.

La chiave delle sue prestazioni superiori risiede nella precisa differenza di velocità tra tamburo e coclea. La maggior parte dei sistemi utilizza motori doppi o differenziali idraulici per regolare con alta precisione questa differenza di velocità, adattandosi alle caratteristiche di diversi tipi di fanghi e alle esigenze dei materiali. Questo controllo preciso permette al decanter centrifugo LWZ di gestire un'ampia gamma di materiali—da fanghi biologici appiccicosi a rifiuti industriali abrasivi, fino a sospensioni cristalline, granulari o fibrose con contenuto solido compreso tra il 5% e il 60% in peso. Si distingue come uno degli equipaggiamenti di separazione più efficienti sul mercato, offrendo risultati costanti e affidabili anche in condizioni operative complesse.

Le centrifughe hanno vantaggi che le mantengono ai vertici del settore

Le centrifughe si distinguono per la loro capacità infinita di operazioni continue e ininterrotte a un ritmo rapido. Non è necessario alcun ciclo di scarico e pulizia, non ci sono pause ingombranti nel processo né interruzioni per trattamenti di fermo. Risultati costanti e precisi. Questo è essenziale sia per operazioni comunali che su larga scala.

Le centrifughe si distinguono anche per la semplicità e facilità di manutenzione. Costruite in modo più robusto e con un numero ridotto di componenti, richiedono poco più che un controllo di routine. I modelli top di gamma includono sicurezza operativa completa, rilevamento delle vibrazioni, controllo della temperatura dei cuscinetti, protezioni contro i sovraccarichi del motore. Proprio queste caratteristiche di sicurezza e manutenzione contraddistinguono il modello per fattore e affidabilità.

Per quanto riguarda la varietà, questi centrifughi decanter sono imbattibili. Possono elaborare fanghi sottili e oleosi, materiali fibrosi e particelle abrasive senza alcuno sforzo. Possono persino regolare con precisione l'efficienza desiderata grazie a controlli di regolazione della velocità, evitando di perdere tempo in complesse regolazioni per ottenere la separazione desiderata. Possono essere utilizzati con una vasta gamma di materiali: disidratazione dell'amido, separazione del pesce e persino trattamento delle acque reflue. Tutti questi vantaggi e altri ancora li rendono aggiunte versatili in qualsiasi stabilimento per la lavorazione degli alimenti.

I centrifughi decanter sono anche notevolmente compatti. Tutti i componenti necessari per completare il processo di separazione sono integrati nella struttura, il che significa che occupano molto meno spazio a terra. Possono essere installati più facilmente evitando l'uso di ingombranti bulloni di fondazione. I modelli dotati di ammortizzatori in gomma permettono di utilizzare le macchine senza la necessità di bulloni di fondazione, riducendo così i costi di installazione e di montaggio antivibrante.

Diverse applicazioni nel trattamento delle acque reflue

Gli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) urbani si affidano a centrifughe decantatrici per gestire i grandi volumi di fanghi di depurazione generati ogni giorno. I WWTP urbani utilizzano le centrifughe decantatrici per addensare e disidratare i fanghi, riducendo così il volume totale dei fanghi. Di conseguenza, le centrifughe decantatrici sono in grado di ridurre i costi di smaltimento e il volume dei rifiuti in loco. Alla luce di questi fattori, l'importanza di questa applicazione nel mitigare le pressioni derivanti dai rifiuti urbani continuerà a crescere. Inoltre, il restringimento delle normative ambientali e la rapida crescita delle popolazioni urbane contribuiscono anch'essi a questa domanda crescente.

Ogni settore presenta una serie unica di sfide, e questo vale anche per il trattamento dei rifiuti industriali. Fortunatamente, le centrifughe decantatrici sono in grado di affrontare questo compito, consentendo la separazione di sottoprodotti preziosi dai flussi di processo senza compromettere il trattamento delle acque reflue e gli standard di scarico richiesti. Ad esempio, il recupero del micelio dal brodo di fermentazione nella produzione di antibiotici è un metodo efficace per evitare che i rifiuti finiscano in discarica. I benefici ambientali ed economici sono significativi anche nella disidratazione dei vinaccioli alcolici e nel recupero delle proteine dai rifiuti nel settore alimentare.

La disidratazione delle sospensioni di carbone, il trattamento dei residui e la classificazione delle sospensioni di minerale si basano tutti su centrifughe decantatrici nelle industrie minerarie e del trattamento dei minerali. È facile apprezzare l'esperienza ingegneristica dimostrata nella progettazione e costruzione di queste macchine – con il trasportatore elicoidale resistente e la fodera protettiva antiusura, poiché questi settori sono tra i più impegnativi nella costruzione di macchinari. La loro durata garantisce una sostenibilità prestazionale nei settori più difficili, caratterizzati da un clima economico particolarmente severo.

Le centrifughe decantatrici consentono inoltre il trattamento di rifiuti speciali altamente caratterizzati prodotti dalle operazioni di perforazione, in particolare nel settore petrolifero e del gas. Le fanghi di perforazione e le acque contaminate sono soggetti a normative specifiche, e le centrifughe decantatrici garantiscono il trattamento necessario in modo continuo, mantenendosi al passo con le operazioni di perforazione, prevenendo danni ambientali e rispettando le norme ambientali relative allo scarico o al riutilizzo dell'acqua.

Tecnologie comparative alle centrifughe decantatrici

Rispetto ai filtri pressa, le centrifughe decantatrici offrono vantaggi in termini di operazioni continue e riduzione della manodopera. Mentre i filtri pressa funzionano per lotti e richiedono un'intervento significativo, con fermi operativi per lo scarico della torta e la pulizia della tela, le centrifughe decantatrici operano in modo continuo con un intervento minimo dell'operatore. Il rendimento complessivo del processo migliora e i tempi di fermo macchina per la sostituzione del mezzo filtrante sono eliminati. Questa è una differenza fondamentale in un impianto produttivo in cui l'operatore punta su rendimento ed automazione. È proprio questo: la filtrazione fatta bene!

Le centrifughe a pile di dischi differiscono da altre tecnologie perché si occupano di applicazioni completamente diverse. Rimuovono particelle fini e separano miscele liquido-liquido. Tuttavia, generalmente gestiscono percentuali molto basse di concentrazione solida (di solito inferiori al 2%). D'altra parte, le centrifughe decantatrici sono in grado di rimuovere ed elaborare contenuti solidi più pesanti con una concentrazione superiore al 2% e scaricano continuamente solidi addensati senza interrompere il flusso di alimentazione.

Grazie a progetti ottimizzati, le centrifughe decantatrici hanno compiuto notevoli progressi verso un'efficienza energetica migliorata. Lo sviluppo di nuove strategie di controllo mira a migliorare l'efficienza energetica riducendo al contempo la potenza attiva necessaria per separare i componenti.

Esistono soluzioni centrifughe portatili, che consentono un numero maggiore di applicazioni rispetto al passato. Negli esami delle reti fognarie municipali, sono diventate disponibili anche centrifughe portatili per il trattamento dell'acqua. Le centrifughe decanter, sebbene non sostituiscano completamente le centrifughe per il trattamento dell'acqua, sono diventate anch'esse portatili. Le centrifughe per il trattamento dell'acqua sono completamente portatili, funzionano a batteria e pesano meno di 5 kg, garantendo l'utilizzo sul campo e consentendo analisi in loco della qualità dell'acqua, fornendo un'analisi tempestiva della qualità dell'acqua direttamente in campo.

Come le innovazioni influenzano le prestazioni delle centrifughe decanter

I recenti progressi nella scienza dei materiali hanno beneficiato i moderni centrifughi decantatori. Ad esempio, tamburi e coclee iniziano a essere realizzati in acciai inossidabili duplex resistenti alla corrosione. Questi materiali sono più adatti per affrontare le sostanze chimiche presenti nel trattamento delle acque reflue, specialmente nei flussi industriali o nel condizionamento chimico. Per gestire materiali ad alta abrasività, i produttori utilizzano specifiche leghe resistenti all'usura, che vengono incorporate sulle superfici di spinta per migliorare la durata del servizio e preservare l'efficienza della separazione.

I recenti sviluppi nel campo della tecnologia di trasmissione hanno introdotto un livello di controllo senza precedenti. Le attrezzature odierne sfruttano azionamenti indipendenti che controllano il tamburo e il nastro trasportatore, consentendo agli operatori di regolare la velocità del nastro e del tamburo in modo indipendente l'uno dall'altro. Ciò permette all'utente di gestire con precisione il controllo della velocità differenziale, il che influisce sull'essiccazione dei solidi, sulla chiarezza del liquido e sulla flessibilità complessiva del processo. Questa flessibilità è fondamentale quando si devono affrontare variazioni stagionali del fango o scarichi industriali variabili.

I progressi compiuti nei sistemi di strumentazione e controllo sono stati fenomenali. Le decanter centrifughe odierne sono dotate di sistemi di monitoraggio multiparametrico che registrano e archiviano la velocità di rotazione, la differenza di velocità, il livello di vibrazione, la temperatura del motore e la coppia sul coclea. Questi sistemi possono chiudere automaticamente le valvole di protezione e arrestare il decanter in caso di superamento dei parametri, evitando costosi interventi di riparazione. Inoltre, l'integrazione di controllori logici programmabili ha reso la norma il controllo operativo completamente automatizzato, inclusi l'avvio, l'arresto e la regolazione in tempo reale dei parametri operativi desiderati.

La continua ricerca della conoscenza continua a ottimizzare il potenziale operativo delle centrifughe decantatrici. Metodi sofisticati di modellazione computazionale sono ora pienamente integrati nei processi di progettazione ingegneristica. Tra questi vi sono la dinamica dei fluidi computazionale e la modellazione con il metodo degli elementi discreti, che permettono la visualizzazione di flussi multifase altamente complessi all'interno del tamburo rotante del sistema. Queste preziose informazioni ottenute da simulazioni avanzate spesso non sono raggiungibili attraverso processi sperimentali e migliorano la progettazione del tamburo e dei profili di flusso, consentendo maggiore efficienza nella separazione di diversi tipi di fanghi.

Guardando al Futuro: Il Futuro delle Centrifughe Decantatrici nella Gestione delle Acque Reflue

Recupero di Risorse ed Economia Circolare

Il recupero delle risorse posiziona i centrifughi decanter in cima alla lista nell'economia circolare. Le strutture moderne considerano il fango un'risorsa piuttosto che un prodotto di scarto. I centrifughi decanter contribuiscono a concentrare la materia organica presente nel fango per la digestione anaerobica, al fine di produrre biogas o compost organico. In alcuni casi, permettono inoltre di recuperare e compostare costituenti xenobiotici importanti, come le terre rare provenienti dal fango acido fosforico, nonché inquinanti comuni.

Conformità a normative ambientali più rigorose

A livello mondiale, la normativa ambientale è stata e sta diventando sempre più rigorosa riguardo allo smaltimento dei fanghi e ai livelli richiesti di trattamento e rimozione di contaminanti. L'uso versatile delle centrifughe decanter si adatta bene alle nuove normative. Studi hanno dimostrato una significativa rimozione di inquinanti organici durante il trattamento dei fanghi di depurazione, e nella letteratura scientifica è stata documentata una sostanziale riduzione dei contaminanti di interesse dopo il disidratazione centrifuga. Con l'attenzione crescente sui microinquinanti e sugli inquinanti organici nei biosolidi, questa capacità di trattamento assumerà un'importanza sempre maggiore.

Integrazione con altri processi di trattamento

Il processo collaborativo di trattamento dei fanghi sarà la prossima grande sfida! I processi non verranno più eseguiti in modo indipendente e il trattamento multistadio con centrifughe decantatrici diventerà comune! Un esempio include l'intasamento da fango di digestione anaerobica e la necessità di disidratazione prima dell'ingresso nell'unità di essiccazione termica. Questo è un esempio della capacità integrata di elaborazione della centrifuga decantatrice. Residuare il fango in questo modo è anche economicamente vantaggioso!

Conclusione

La capacità della centrifuga decantatrice di funzionare costantemente e in modo indipendente con flessibilità ha permesso a questa tecnologia di rimanere all'avanguardia nell'ottimizzazione del recupero di risorse e nella riduzione degli invii in discarica. Poiché il recupero delle risorse diventa una sfida sempre più importante, il sistema di centrifughe decantatrici rimarrà indispensabile.