Primeira estação de tratamento completa para areia de esgoto instalada na China

Nos últimos 20 anos, a China intensificou significativamente seus esforços para melhorar o tratamento de águas residuais. Até junho de 2012 já foram construídas 3.243 estações de tratamento de águas residuais. Essas instalações de última geração clarificam uma quantidade média diária de 130 milhões de m³ de águas residuais. Frequentemente, no entanto, ocorrem problemas especialmente com a digestão de lodo devido a sedimentos que impedem a digestão ideal e causam desgaste nos sistemas de Desaguamento de Lodo.

Os problemas são causados pelos inúmeros projetos de construção em andamento nas cidades da China. Muitos detritos, areia e lama, ou seja, muito material inorgânico, são lavados para a rede de esgotos e, mais tarde, para as estações de tratamento de esgoto. Os coletores de areia muitas vezes não conseguem lidar com essas grandes quantidades, de modo que esses materiais minerais cheguem aos tanques de clarificação preliminar e até mesmo às torres de digestão. Investigações mostraram que o teor orgânico no lodo de esgoto digerido é de apenas 30 a 50% na China. Na Alemanha, essa taxa é cerca de 20% maior porque menos minerais são lavados nos esgotos aqui e os esgotos são limpos regularmente.

O cliente definiu seus requisitos para uma nova estação de tratamento da seguinte forma:

• a planta deve remover e lavar material grosso, areia e lama da areia do esgoto.
• material orgânico deve ser separado da areia do esgoto.
• a água de lavagem deve ser descarregada diretamente para o STP Qinghe.

A usina está instalada na STP Qinghe em Pequim, em um novo edifício separado, e foi projetada para uma produção horária de 6 t/h. Durante períodos de pico, a produtividade diária pode aumentar até 60 toneladas.

• Dados de projeto:
  • Capacidade de produção: 60 t/d ou 6 t/h
  • Horas de operação por dia.  8 a 16 horas
  • A limpeza e o transporte de esgotos ocorrem durante a noite das 23h00 às 6h00.
  • Entrega principal de março a maio e de setembro a novembro (80% do valor anual)
  • Materiais: 10 — 70% DR; em média 62 % DR com 16% de material orgânico
• Estruturas:
  • Silo recetor subterrâneo
  • Sala de tratamento
  • Escritório e sala do painel de controle
• Fluxo do processo técnico (ver fig. 2):
  • Guindaste de garra
  • Armazenamento intermediário e instalação de dosagem RoSF7 tamanho 1
  • Tambor de lavagem RoSF9 tamanho 2 com Rosca transportadora
  • 2 unidades do lavador de areia RoSF9, tamanho 2-S3
  • Hidrociclone com parafuso de classificação
  • Tela RoMesh, tamanho 3, com Rosca transportadora
  • Caixas de Areia Longitudinais com parafuso de remoção horizontal
  • Estação de bombeamento para água de serviço e circulação
  • Filtro biológico

3.1 Silo receptor:

A areia de esgoto é entregue à estação de tratamento de esgoto por um veículo de sucção como mistura de lama ou em forma já desidratada por um caminhão e imediatamente esvaziada em um silo receptor. O volume de armazenamento do silo de concreto subterrâneo é de 150 m³ (8 m × 5 m × 4,5 m [C x L x A]). Uma grade é instalada acima do silo para reter o lixo.
Um canal de desidratação no silo garante que a água de infiltração possa fluir por gravidade para uma bomba, de onde é fornecida ao tambor de lavagem RoSF9 por uma bomba submersível (altura de entrega de 15 m).
Um biofiltro é instalado no exterior diretamente ao lado do silo. O ar de exaustão é aspirado do silo através de uma tubulação DN 500 e introduzido diretamente no biofiltro.

3.2 Instalação de dosagem e remoção de material grosso

Um guindaste de preensão retira os sólidos do silo e os eleva até uma altura geodésica de aproximadamente 10 m. A partir dessa altura, o material contaminado cai em uma instalação de armazenamento intermediário de 6 m³ (RoSF7). Um parafuso dosador instalado horizontalmente (tamanho 500) transporta o material para o tambor de lavagem RoSF9 (consulte a fig. 3).
No Tambor de lavagem, todos os materiais maiores que 15 mm são separados, lavados e descarregados em uma Rosca transportadora. O consumo de água de lavagem do Tambor de Lavagem é de aproximadamente 90 m³/h (água de circulação).

3.3 Separação de areia e lavagem de areia:

Todas as partículas subdimensionadas no tambor de lavagem (a 15 mm) são descarregadas em duas unidades de lavadora de areia COANDA RoSF4 (consulte a fig. 1). As unidades do lavador de areia separam a areia dos orgânicos/lodo, lavam a areia e a removem por meio de um parafuso. O teor de orgânicos no grão é inferior a 3% com tamanho de grão de 0,2 mm. A demanda de água de lavagem das duas unidades de lavagem de areia é de aproximadamente 22 m³/h. A água de lavagem vem da fábrica de MBR na STP Qinghe.

O efluente das Estações de Lavagem de Areia flui por gravidade através de uma tubulação DN 350 para uma peneira rotativa HUBER RoMesh (ver fig. 4) onde todos os orgânicos de tamanho 2 — 15 mm são separados e removidos. O efluente peneirado flui diretamente para um coletor de areia não ventilado que serve como tampão intermediário para a água de processo (água de circulação). A demanda de água de lavagem da tela RoMesh é de aproximadamente 12 m³/h. A água de lavagem vem da fábrica de MBR na STP Qinghe.

3.5 Remoção de lama:

O separador de areia não arejado não só serve como um tampão intermediário para a água de circulação, como também separa lama até um tamanho de grão de aproximadamente 60 µm. Rosca transportadora horizontal instalada no coletor de areia entrega a areia fina/lodo de uma extremidade para a outra extremidade do coletor de areia. Lá, com um fluxo volumétrico de aproximadamente 30 m³/h, uma bomba de areia resistente ao desgaste fornece todos os sedimentos a um hidrociclone que separa de forma confiável as partículas finas com um tamanho de grão de 60 µm. A água a jusante do ciclone flui diretamente para um parafuso de classificação que desidrata a lama de forma estática e a entrega em um recipiente.
A água a montante do ciclone é devolvida ao buffer intermediário através de uma tubulação DN 100. O tampão intermediário fornece a água de lavagem para o Tambor de Lavagem (água de circulação). O excesso de água no tampão intermediário, se houver, é descarregado diretamente no sistema de esgoto, ou seja, na entrada da estação de tratamento de esgoto.

3.6 Gerenciamento da água de lavagem:

É necessário um total de até 34 m³/h de água de serviço para as duas unidades de lavagem de areia RoSF4 e a tela RoMesh. Essa quantidade de água de lavagem é retirada da fábrica de MBR na STP Qinghe. A água de serviço de entrada é armazenada em um tanque de 25 m³ de onde é fornecida aos consumidores conforme necessário. A água de circulação do tampão intermediário é usada como água de lavagem para o tambor de lavagem RoSF9, conforme descrito acima.

3.7 Tratamento do ar de exaustão:

A instalação de tratamento de ar de exaustão com uma capacidade de produção de 6.000 Nm³/h é composta por vários componentes: ventilador de exaustão de ar, umidificador, instalação de biofiltro, sistema de aspersores. A planta de biofiltro consiste em um reator de leito fixo que é preenchido com carvão ativado. A instalação de tratamento de ar de exaustão limpa o ar contaminado aspirado de diferentes áreas de toda a instalação. O ar tratado biologicamente é descarregado para a atmosfera.

Devido ao bem conhecido tamanho de separação de seus componentes individuais, esta solução de tratamento fornece separação econômica de areia de esgoto em diferentes frações. A tabela abaixo dá uma visão geral dos fluxos de massa individuais.

Com uma produtividade horária de 6 toneladas (que é uma massa seca de 3,72 toneladas com uma DR de 62%), a areia de esgoto é dividida em cinco frações diferentes (ver fig. 5). A areia lavada com uma perda de ignição inferior a 3% pode, por exemplo, ser usada como material para construção de estradas ou como material de enchimento. Também o lodo separado pode ser usado como material de construção. Os materiais grosseiros lavados (pedras, resíduos domésticos, material plástico) são aterrados. Devido ao seu peso significativamente reduzido, eles ajudam a economizar a capacidade de aterro da cidade. O material orgânico separado é composto para que o meio nutritivo possa ser recuperado dele. Somente o fluxo de águas residuais contendo o material orgânico fino flui para a estação de tratamento de esgoto, onde a maioria é convertida em gás de lama na torre do digestor.

Devido à limpeza regular do esgoto, também a carga de sólidos minerais na estação de tratamento de esgoto é significativamente reduzida, o que melhora a função do coletor de areia. A baixa quantidade de lama e areia na lama do digestor protege a estação de tratamento de águas residuais de problemas operacionais e reduz os custos de manutenção e reparo por desgaste.

Na prática, a composição da areia de esgoto varia continuamente durante o ano, bem como devido a diferentes estruturas de esgoto e formas de "produção" de areia de esgoto. Resta ver quais serão os resultados a médio prazo.