Disidratazione con pressa a vite multidisco: fanghi a basso contenuto di solidi, limiti operativi e manutenzione

Uno dei principali vantaggi di una pressa a vite multidisco, chiamata anche macchina di disidratazione con pressa a vite, è la sua capacità di gestire fanghi relativamente diluiti senza richiedere sempre una fase di ispessimento separata. Ciò può essere utile per piccoli impianti di trattamento delle acque reflue, impianti industriali con concentrazioni di fanghi variabili e progetti di retrofit in cui lo spazio è limitato.

Una filtropressa a nastro si basa in parte sul drenaggio per gravità per rimuovere l'acqua prima che i fanghi passino attraverso la sezione di disidratazione a pressione. Quando l'alimentazione è troppo diluita o il fango ha scarse caratteristiche di sedimentazione e flocculazione, i solidi potrebbero non essere trattenuti in modo efficace sul nastro. Le particelle fini possono fuoriuscire con il filtrato, riducendo il recupero dei solidi e influenzando il processo di disidratazione. Potrebbe essere necessario ulteriore polimero, sebbene il dosaggio effettivo dipenda dal fango e dalle condizioni operative.

Un torchio a vite multidisco utilizza un meccanismo diverso. Il fango si muove attraverso una camera formata da un albero a coclea e da anelli fissi e mobili alternati. Man mano che il fango avanza, lo spazio disponibile diminuisce e la pressione meccanica aiuta a separare l'acqua dai solidi. Gli anelli mobili aiutano inoltre a limitare l'accumulo di solidi tra gli anelli.

Questo design può rendere le presse a vite adatte a fanghi a concentrazione relativamente bassa. Tuttavia, la capacità di trattare mangime diluito non significa che ogni macchina possa mantenere la stessa produttività, qualità del filtrato o grado di secchezza della torta in tutte le condizioni.

Ad esempio, con determinati tipi di fanghi e condizioni operative è possibile ottenere un contenuto di umidità della torta pari all'80–85%, equivalente al 15–20% di solidi totali. Non dovrebbe essere considerato un risultato garantito, soprattutto quando la concentrazione dei fanghi in ingresso oscilla in modo significativo.

La concentrazione di alimentazione adeguata per una pressa a vite dipende dal design della macchina, dalle caratteristiche dei fanghi, dal condizionamento dei polimeri e dalla produttività di solidi secchi richiesta.

Alcune presse a vite multidisco sono progettate per concentrazioni di mangime pari a circa 2.000 mg/l (0,2%) o superiori. Altri sistemi hanno dimostrato il funzionamento a concentrazioni inferiori. Di conseguenza, 2.000 mg/L non dovrebbero essere considerati un minimo universale e il funzionamento al di sotto dello 0,5% di solidi non dovrebbe essere automaticamente considerato impossibile.

Tuttavia, man mano che l'alimentazione diventa più diluita, aumenta la quantità di acqua che deve essere trattata per ciascuna unità di solidi secchi. Ciò può ridurre la capacità di lavorazione effettiva e rendere più difficile la disidratazione stabile. Se il fango è scarsamente flocculato o contiene una grande percentuale di particelle fini, i solidi possono fuoriuscire attraverso gli spazi anulari, determinando un filtrato torbido e un panello più umido del previsto.

Consideriamo un impianto che alimenta i fanghi biologici in eccesso direttamente in una pressa a coclea senza vasca di ispessimento a monte. Se la concentrazione del mangime rimane compresa tra poche centinaia e poco al di sopra di 1.000 mg/l, la macchina potrebbe continuare a funzionare, ma i risultati potrebbero essere incoerenti. Il consumo di polimeri potrebbe aumentare, la qualità del filtrato potrebbe deteriorarsi e la quantità di solidi secchi trattati per unità di tempo potrebbe diminuire.

Prima di modificare le impostazioni della macchina, controllare la concentrazione effettiva del mangime, il caricamento dei solidi secchi, il dosaggio del polimero e la formazione dei fiocchi. Se l'alimentazione è costantemente troppo diluita per il modello selezionato, un buffer o un'unità di addensamento a monte può migliorare le prestazioni complessive. Anche ridurre la velocità di avanzamento può essere d'aiuto, a condizione che vengano rispettati i limiti idraulici e di carico dei solidi della macchina.

Diminuire la velocità della vite può aumentare il tempo disponibile per il drenaggio e la compressione, ma non è una soluzione universale. La velocità adeguata deve essere stabilita attraverso prove di funzionamento o raccomandazioni del produttore.

Le condizioni degli anelli fissi e mobili sono importanti per le prestazioni a lungo termine di una pressa a vite multidisco.

Gli spazi stretti tra gli anelli consentono all'acqua di defluire trattenendo la maggior parte dei solidi. Le loro dimensioni e condizioni influiscono sulla filtrazione, sulla cattura dei solidi e sulla resistenza incontrata durante il movimento dei fanghi attraverso la camera di disidratazione.

Questi componenti sono soggetti ad usura. Quando i fanghi contengono notevoli quantità di sabbia o particelle inorganiche abrasive, gli anelli e l'albero della coclea possono usurarsi più rapidamente rispetto alla lavorazione di fanghi meno abrasivi. Nel corso del tempo, un'usura eccessiva può influire sulla limpidezza del filtrato, sul recupero dei solidi e sulla capacità di lavorazione.

Il tasso di usura varia in base alla composizione dei fanghi, alle ore di funzionamento, ai materiali dei componenti e alla progettazione delle apparecchiature. Pertanto non è possibile specificare una durata di vita universale o un aumento fisso del gioco degli anelli che valga per ogni pressa a vite.

Quando una macchina inizia a produrre un filtrato torbido o un panello più umido, ispezionare gli anelli e l'albero della vite come parte del processo di risoluzione dei problemi. Se l'usura ha superato i limiti consentiti dal produttore, potrebbe essere necessaria la sostituzione dei componenti interessati. La sola regolazione delle impostazioni operative non ripristinerà i componenti usurati alla loro condizione originale.

Anche la coclea è soggetta ad usura mentre convoglia i fanghi attraverso la camera di disidratazione. Il materiale, il trattamento superficiale e la resistenza all'usura dell'albero della vite e degli anelli possono quindi incidere sui costi di manutenzione per tutta la vita della macchina.

Quando confronti i preventivi delle attrezzature, non concentrarti solo sul prezzo di acquisto iniziale. Chiedere informazioni sui materiali dell'anello e dell'albero della vite, sui trattamenti resistenti all'usura, sulla disponibilità dei pezzi di ricambio e sui requisiti di manutenzione previsti per i fanghi specifici da trattare. Un prezzo iniziale più basso potrebbe non rappresentare il costo totale di proprietà più basso se i componenti critici necessitano di frequenti sostituzioni.

Le presse a vite multidisco sono spesso descritte come autopulenti perché il movimento relativo degli anelli fissi e mobili aiuta a prevenire l'accumulo di solidi negli spazi di filtrazione. Questa caratteristica può ridurre gli intasamenti e il fabbisogno di acqua di lavaggio, ma non elimina la necessità di un pretrattamento adeguato.

I materiali lunghi e fibrosi possono ancora creare problemi. Corde di plastica, strisce di sacchetti di tessuto e altri detriti filamentosi potrebbero avvolgersi attorno all'albero della vite o interferire con i componenti in movimento. A seconda delle loro dimensioni e della loro natura, possono causare intasamenti, aumentare il carico meccanico o provocare l'arresto delle apparecchiature.

Gli stretti spazi tra gli anelli non sostituiscono un'adeguata schermatura.

Laddove i fanghi in ingresso possano contenere detriti fibrosi, installare o verificare un'adeguata grigliatura a monte e rimuovere i materiali problematici prima che raggiungano la macchina di disidratazione. I requisiti di screening dovrebbero basarsi sulle caratteristiche dei fanghi in ingresso e sulle raccomandazioni del produttore dell'apparecchiatura.

Per i fanghi contenenti quantità significative di sabbia o altre particelle abrasive, potrebbe essere necessario anche un pretrattamento per ridurre l'usura e proteggere la pressa a coclea.

Un torchio a vite che produce panello umido o filtrato torbido non ha necessariamente un gruppo vite usurato o danneggiato. Diverse condizioni operative possono produrre sintomi simili, pertanto la risoluzione dei problemi dovrebbe iniziare con il processo anziché modificare immediatamente le impostazioni meccaniche.

Se la torta è troppo bagnata, controllare la concentrazione dei solidi di alimentazione, il dosaggio del polimero, la qualità della flocculazione, la velocità della vite e l'impostazione della contropressione. Un'alimentazione diluita, un condizionamento inadeguato o una velocità eccessiva della vite possono ridurre le prestazioni di disidratazione. Il meccanismo di contropressione dovrebbe quindi essere controllato rispetto alle istruzioni operative del produttore.

Se il filtrato è torbido o contiene una quantità eccessiva di solidi sospesi, esaminare innanzitutto il sistema di preparazione e dosaggio del polimero. Confermare che la soluzione polimerica sia preparata correttamente e che siano disponibili tempi di miscelazione e reazione sufficienti per un'efficace formazione dei fiocchi. Controllare inoltre se la concentrazione del mangime è cambiata e se gli anelli fissi e mobili presentano segni di usura eccessiva o danneggiamenti.

Le regolazioni della contropressione possono influire sulla secchezza della torta e sul carico interno, ma la direzione e l'entità corrette della regolazione dipendono dal design della macchina. Un aumento indiscriminato della pressione può sovraccaricare l'azionamento o accelerarne l'usura. Seguire le istruzioni del produttore ed effettuare regolazioni controllate solo entro l'intervallo operativo consentito.

Dopo ogni regolazione, attendere un tempo sufficiente affinché il processo si stabilizzi prima di valutare i risultati. Registrare la concentrazione dell'alimentazione, il dosaggio del polimero, la velocità della vite, le condizioni della torta e l'aspetto del filtrato. Queste osservazioni aiutano a identificare se il problema è correlato alle caratteristiche dei fanghi, al condizionamento chimico, alle impostazioni operative o all'usura dei componenti.