Trattamento delle acque reflue delle batterie al sodio: sistema efficiente di separazione solido-liquido.
Introduzione
Le batterie al sodio sono una categoria emergente di fonti di energia rinnovabile. Il loro processo di produzione genera Acque reflue alcaline che richiede un'efficiente separazione solido-liquido per soddisfare gli standard di scarico o di riutilizzo. Questo documento descrive un sistema completo di sedimentazione e filtrazione progettato per il trattamento delle acque reflue derivanti dalla produzione di batterie al sodio, con una capacità di trattamento di10 m³/h.
Il sistema integra coagulazione chimica, chiarificazione lamellare, Disidratazione dei fanghie filtrazione di finitura per ottenere una concentrazione di solidi sospesi totali (TSS) nell'effluente pari a, partendo da un TSS influente di.
Descrizione del processo
Il processo di trattamento segue uno schema a flusso completamente continuo:
Sollevamento delle acque reflue– Le acque reflue grezze vengono pompate tramite pompe sommergibili nel serbatoio di reazione chimica.
Coagulazione e flocculazione– Il PAC (cloruro di polialluminio) e il PAM (poliacrilammide) vengono dosati simultaneamente nel serbatoio di reazione tramite pompe dosatrici. Un sistema di doppia agitazione garantisce una miscelazione completa dei prodotti chimici con le acque reflue.
Chiarimento della lamella– L'acqua trattata chimicamente scorre per gravità in unchiarificatore a lamelleQui, la sedimentazione gravitazionale è accelerata grazie ai pacchi di piastre inclinate. Il surnatante chiarificato trabocca dallo sfioratore superiore in una vasca di raccolta.
Filtrazione lucidante– Dal serbatoio di raccolta, una pompa centrifuga convoglia il surnatante a un filtro di precisione a cartuccia per la rimozione finale delle particelle fini. (È inoltre prevista una linea di ricircolo di emergenza per riportare l'acqua non conforme al serbatoio delle acque reflue grezze per il ritrattamento.)
Disidratazione dei fanghi– La sospensione ad alta concentrazione depositatasi sul fondo del chiarificatore a lamelle viene estratta tramite pompe a membrana pneumatiche e alimentata a una pressa filtrante per un'ulteriore disidratazione meccanica. Il filtrato proveniente dalla pressa viene reimmesso nel serbatoio di raccolta del surnatante, mentre il pannello disidratato viene insacchettato per lo smaltimento fuori sede.
Specifiche principali delle apparecchiature
| Articolo. | Attrezzatura | Specifiche | Quantità | Osservazioni |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Filtro pressa | Tipo a piastre e telai, 1,5 kW | 1 set | Per la disidratazione finale dei fanghi |
| 2 | Chiarificatore a lamelle | Acciaio al carbonio con rivestimento anticorrosione in FRP (tre strati di tessuto di vetro + cinque strati di resina), uscita DN80 | 1 unità | Costruzione resistente agli alcali |
| 3 | Serbatoi per il dosaggio di prodotti chimici | Tipo a doppio scomparto | 2 set | Per la preparazione di PAC e PAM |
| 4 | Pompe dosatrici | Azionamento a frequenza variabile | 4 unità | 2 operativi + 2 di riserva |
| 5 | Serbatoio di reazione | Agitatori doppi, configurazione elevata | 1 unità | Garantisce la completa formazione dei fiocchi |
| 6 | Serbatoio di raccolta del supernatante | PE, 5.000 L, con sensore di livello e valvole | 1 unità | Tampone per la filtrazione a valle |
| 7 | Flussometro | Tipo elettromagnetico, DN32 | 1 unità | Monitoraggio in linea |
| 8 | Sistema di controllo | PLC con HMI (touchscreen), componenti di livello industriale | 1 sistema | Include software di controllo; in grado di integrare una pompa esterna fornita dal cliente. |
| 9 | Pompe a membrana pneumatiche | Corpo in alluminio, sedi in PTFE, diaframmi e sfere in tripla gomma | 2 unità | 1 operativo + 1 di riserva |
| 10 | Filtro di precisione | Alloggiamento in acciaio inox 304 con cartucce filtranti in PP sostituibili. | 1 unità | Fase di affinamento per garantire la qualità dell'effluente. |
| 11 | Pompe centrifughe | Struttura in acciaio inox, 12,5 m³/h a 50 m di prevalenza, 5,5 kW | 2 unità | 1 operativo + 1 di riserva |
| 12 | Piattaforme strutturali in acciaio | Realizzato su misura | 2 unità | Per l'accesso alle attrezzature e il supporto |
| 13 | Componenti per l'automazione | Valvole pneumatiche, sonde di livello, pressostati | 1 set | Per l'automazione integrata delle presse filtro |
| 14 | Tubazioni e valvole | Tubazioni e raccordi di collegamento completi | 1 lotto | Copre fino a 200 m dai punti di allacciamento alle utenze del sito; non sono richiesti requisiti antideflagranti o speciali requisiti anticorrosione. |
| 15 | Manometri | Per tutte le pompe | 1 lotto | Indicazione locale |
Caratteristiche di design
Prestazioni del trattamento– TSS in ingresso ≤ 100 mg/L → TSS in uscita ≤ 10 mg/L. Il filtro di precisione funge da barriera di sicurezza finale per garantire la conformità costante.
Resistenza agli alcali– Sia il chiarificatore a lamelle che il serbatoio di reazione sono protetti con un rivestimento in FRP (tre strati di tessuto di vetro + cinque strati di resina) per resistere alla natura caustica delle acque reflue.
Elevata affidabilità– Tutte le pompe (dosate, centrifughe e a membrana) sono configurate con ridondanza di riserva al 100% (1 in funzione + 1 di riserva) per ridurre al minimo i tempi di fermo produzione, soddisfacendo i rigorosi requisiti di uptime del cliente.
Gestione dei fanghi– La pressa filtro integrata produce un pannello filtrante a basso contenuto di umidità, facile da smaltire, mentre tutto il filtrato viene riciclato nel flusso di processo, ottenendo zero rifiuti liquidi dalla fase di disidratazione.
Disposizione e installazione
Il sistema è progettato con un ingombro ridotto, caratterizzato da serbatoi di reazione sopraelevati e piattaforme in acciaio strategicamente posizionate per l'accesso di manutenzione. Le tubazioni di interconnessione e il cablaggio elettrico sono mantenuti entro 200 m dai punti di interfaccia del sito. Non sono richiesti particolari requisiti di resistenza alle esplosioni o agli acidi per i componenti ausiliari, poiché il sistema opera in condizioni ambientali non pericolose.
Controllo e automazione
Il pannello di controllo centrale integra un PLC Siemens e un'interfaccia HMI touchscreen, con tutti i componenti elettrici conformi o superiori agli standard industriali. Il sistema offre:
- Controllo automatico del dosaggio in base al ritmo del flusso.
- Monitoraggio del livello nel serbatoio di raccolta con avvio/arresto interbloccato della pompa.
- Allarmi di pressione e portata per la protezione di filtri e pompe.
- Un ingresso dedicato per l'interfacciamento con una pompa di sollevamento delle acque reflue fornita da un cliente esterno, che consente sequenze di avvio e arresto completamente coordinate.
Conclusione
Il sistema di sedimentazione e filtrazione offre una soluzione robusta, scalabile e altamente affidabile per il trattamento delle acque reflue delle batterie al sodio. Combinando la coagulazione chimica, la chiarificazione a lamelle e la filtrazione a doppio stadio con la completa disidratazione dei fanghi, garantisce:
- Qualità stabile dell'effluente (TSS
- Durabilità operativa a lungo termine in condizioni alcaline.
- Massima operatività della produzione grazie a una ridondanza completa delle pompe.
- Intervento manuale minimo grazie all'automazione avanzata.