Situaţia

 

 Nămolul este un produs secundar inevitabil generat în urma epurării apelor uzate. Creşterea populaţiei, furnizarea serviciului de tratare a nămolului, valori standard privind tratarea nămolului generează creşterea cantităţii de nămol.

 

 Nămolul cuprinde materii fecale şi biomasă reziduală, o varietate de substanţe naturale (nutrienţi, materii organice) şi potenţial toxice (metale grele, micropoluanţi organici, microorganisme patogene)

 

 Tratarea namolulului se impune cu următoarele scopuri:

- Stabilizare pentru reducerea mirosului şi a conţinutului de microorganisme patogene,

- Reducerea volumului şi a costurilor de transport,

- Cerinţa a reglementarilor,

- Generare energie,

- Obţinerea calităţii necesare pentru utilizare/depozitare

 

 Principiile care stau la baza strategiilor de gestionare nămolului de epurare sunt:

- Evitarea producerii de deșeuri – din punctul de vedere al nămolului sunt promovate tehnicile care generează cele mai mici cantități de nămol.

- Recuperarea nămolului – se referă la folosirea în agricultură, în reabilitarea calității solurilor sau în silvicultură.

- Recuperarea energiei – implică eliberarea energiei potențiale conținută în materialul organic din nămol folosind diferite tehnici: fermentare anaerobă (producerea biogazului), incinerare, co-combustie sau alte metode inovatoare, cum ar fi gazeificarea nămolului.

- Eliminarea finală – se referă la depozitarea nămolului după pre-tratare în amplasamente specifice, având anume caracteristici.

 

Probleme

 

 Ȋn context european, depozitarea finală şi reutilizarea/reciclarea nămolului generat ȋn staţiile de epurare este o problemă foarte disputată. Aplicarea nămolului pe sol poate reprezenta un beneficiu, deoarece poate contribui la ameliorarea proprietăţilor fizice, chimice şi biologice ale solurilor, ceea ce conduce la ȋmbunătăţirea culturilor. Pe de altă parte, utilizarea nămolului ȋn agricultura conduce la un risc potenţial pentru sănătate şi mediu prin afectarea apei subterane, apei de suprafaţă şi a solului. Depozitarea nămolului pe depozitele de deşeuri trebuie să se faca cu respectarea restricţiilor de mediu ȋn vigoare. Alte alternative, cum ar fi compostarea, sunt mult mai puţin dezvoltate sau, ȋn alte cazuri, cum este incinerarea, foarte scumpe.

 

 Multe din staţiile de tratare a apelor uzate existente au ajuns într-o stare proastă, în anumite situații fiind nefuncționale. Puțini operatori pot face în prezent o alegere în ceea ce privește eliminarea nămolului – aproximativ 90% se stochează în incintă – și, datorită costurilor și complexității tratamentului nămolului, există puțin interes și puține soluții practice de utilizare.

 

 Directivele europene permit nămolurilor netratate de a fi utilizate pe terenurile agricole dacă acestea sunt injectate sau îngropate în sol. În caz contrar, nămolurile sunt tratate înainte de a fi utilizate în agricultură, mai precis acestea trebuie supuse unui tratament biologic, chimic sau termic, prin stocare pe termen lung sau prin orice alt procedeu corespunzător astfel încât în mod semnificativ sa se reduca fermentabilitate lui si riscurile pentru sănătate rezultate prin utilizarea lor.

 

 Incinerarea nămolului realizează o oxidarea completă a materiei organice, produsele finale fiind apa, bioxidul de carbon, dioxidul de sulf şi cenusă (material inert). Acest procedeu se recomandă în cazul când nămolurile rezultate din epurarea apelor contin substanţe toxice, ce nu permit valorificarea agricolă, depozitarea pe sol sau aplicarea procedeelor de recuperare a substanţelor utile.

Pentru incinerarea nămolurilor este obligatoriu ca nămolul să aibă o umiditate scăzută (aplicarea reducerii prealabile a umiditătii) şi o putere calorifică suficientă, iar cantitatea de cenusă să fie cât mai mică. Puterea calorică a nămolului depinde, în special, de cantitatea substantelor solide organice din compozitia sa. Din acest punct de vedere, nămolurile proaspete contin mai multă substantă organică uscată fată de nămolurile fermentate, motiv pentru care se recomandă evitarea stabilizării aerobe sau anaerobe a nămolurilor.

 

 Depozitarea nămolului în depozite ecologice este totdeauna ultima opțiune, fiind recunoscută ca soluție nedurabilă și fiind supusă unor restricții legale în Uniunea Europeană.

 

Calea principală prin care poate fi redusă cantitatea de nămol după tratare este reducerea volumului de apă prezent într-un nămol prin îngroşare şi deshidratare. Există o limită pentru cantitatea de apă care poate fi îndepărtată din nămol cu mijloace mecanice şi cele mai multe nămoluri deshidratate (de exemplu cu presă cu bandă, filtru presă, centrifugă etc.) au un conţinut de substanţă uscată cuprins în domeniul de la 15 % până la 40 %. 

 

 Oricare dintre alternativele de gestionare a deşeurilor cere şi uscarea termică a acestora.

 

 Uscarea termică a nămolului va reduce volumul de nămol prin evaporarea apei care nu poate fi indepărtată mecanic . Totuşi pentru uscarea termică a nămolului, se utilizează o cantitate considerabilă de energie şi circumstanţele locale vor dicta dacă se obţine un beneficiul pentru mediu prin uscare termică faţă de transportul de volume mari de nămol umed pentru reciclare sau pentru eliminare. Este vital ca acesti factori să fie estimati în evaluarea strategică a optiunilor. Cea mai mare cantitate din apa evaporată urmează a fi recirculată în instalaţia de apă uzată după treapta de condensare a gazelor eliminate. Proiectul de stocare trebuie să ia în considerare riscul de auto-aprindere.

​

Implicaţii

 

 Dezavantajele uscării termice a namolului:

- Costuri de investiţie mari, uscătoarele clasice sunt scumpe şi necesită spaţii mari pentru amplasare,

- Costuri de operare foarte mari, consum mare de combustibil, datorită pierderilor mari de energie prin debite mari de aer cald vehiculate

- Complex din punct de vedere tehnic,

- Risc de incendiu, explozie datorită cantităţilor mari de praf evacuat,

- Necesită controlul mirosului deoarece ȋn special ȋn cazul ȋncălzirii prin convecţie sunt necesare debite mari de aer cald ce preiau şi vaporii de apă, dar şi mirosul inainte de a fi evacuat

 

 Volumul de nămol produs este <1% din volumul de apă uzată epurat dar poate ȋnsemna >50% din costurile de operare ale staţiei de epurare ale apei uzate ȋn ceea ce priveşte costurile de tratare, transport şi valorificare/depozitare.

 

Soluţii

 

 Se impune aplicarea unor soluţii eficiente energetic pentru uscarea avansată a nămolului.

Uscătoarele cu tambur cu ȋncălzire prin radiaţie realizează concomitent uscare, sterilizare, dezodorizare, dezinfectare, degerminare, inactivare enzime, reducere de volum şi greutate ȋn condiţii de eficienţă energetică net superioară oricărui alt sistem de uscare.

 

 Energia utilizată pentru tratarea şi uscarea nămolului poate fi recuperată prin:

- utilizarea biogazului rezultat din fermentare anaerobă 

- incinerare sau coincinerare cu alte deşeuri, valoarea energetică a nămolului se plasează într-un domeniu larg în funcţie de tipul nămolului, conţinutul de apă şi continuţul de substanţe volatile. Valoarea energetică a nămolului tratat este cea mai mare. Din cauza conţinutului de apă această valoare este mică dacă nu se usucă;

- combustia cu alţi combustibili în centrale electrice;

- utilizarea drept combustibil într-un proces industrial, precum producţie de ciment şi asfalt. Combustibilul convenţional poate fi suplimentat prin înlocuirea lui cu nămol.

 

 Energia termică obţinută în urma arderii nămolului şi a biogazului acoperă întotdeauna consumurile specifice pentru uscarea nămolului, rămânând un surplus care poate fi folosit pentru procesele de tratare ale apei uzate şi a nămolului. Energia electrică obţinută prin cogenerare poate asigură peste 30% din consumul energetic al întregii staţii de epurare, ȋn funcţie de puterea calorifică a nămolului incinerat şi a biogazului rezultat în urma fermentării anaerobe.

 

 Dacă se alege o opţiune de recuperare a energiei, nu este neapărat nevoie de treapta de fermentare anaerobă, deoarece acest proces reduce capacitatea calorifică a namolului pentru receptor.

Ȋn urma studiilor de fezabilitate dezvoltate, tinȃnd cont de condiţiile specifice de la caz la caz pentru SEAU mari, se poate aplica doar fermentarea unei părţi a nămolului uzat ȋn vederea generării energiei necesare tratării/uscării acestuia, ȋmbunătăţindu-se astfel posibilităţile de acceptare spre co-procesare şi reducȃndu-se costurile de transport şi admisie.

 

Principiu de funcţionare Uscător cu tambur rotativ cu ȋncălzire directă prin radiaţie:

 Materialul granular supus uscării este introdus ȋn tamburul cu rol de transportor elicoidal. Aici are loc uscarea continuă prin aportul de căldură, preponderent prin radiaţie, transmis de arzătoarele radiante cu ţesătură metalică aflate ȋn interiorul tamburului.

 Eliminarea vaporilor din tambur se realizează prin exahaustare după caz odată cu gazele de ardere şi prin introducere de aer proaspăt ȋncălzit după caz prin recuperarea a căldurii gazelor de ardere evacuate. O parte din acestea sunt recirculate şi reintroduse ȋn tambur.