Serbatoi in acciaio inossidabile per acque reflue di allevamenti avicoli: scelta del materiale per un servizio ad alto contenuto di ammoniaca
Creato il 02.12
Serbatoi in acciaio inossidabile per acque reflue di allevamenti di pollame: scelta del materiale per un servizio ad alto contenuto di ammoniaca
Le acque reflue avicole sono ricche di ammoniaca, solidi e carico organico, e vengono stoccate accanto a un ambiente di stalla umido, caldo e ricco di ammoniaca, una combinazione difficile per l'acciaio. Il grado 304 è normalmente la scelta giusta per il lato liquido; il grado 316L è giustificato dove il cloruro è elevato o l'atmosfera è severa. Un interno in acciaio inossidabile viene scelto quando l'operatore necessita di una superficie pulibile e non migrante; a volume maggiore un serbatoio in acciaio vetrificato con uno strato di smalto inerte su pH 1–14 è di solito un miglior rapporto qualità-prezzo con una superficie inferiore a Ra 0,8 µm. Gli elementi progettuali che determinano la durata in servizio sono lo spazio di testa contenente ammoniaca, la pulizia dei solidi sedimentati e il controllo di livello che previene il traboccamento.
Un serbatoio per le acque reflue di un'azienda agricola si trova nell'ambiente meno indulgente in cui un serbatoio possa essere collocato. La stalla sopra o accanto ad esso presenta un'atmosfera continuamente umida, calda e carica di ammoniaca, e il liquido al suo interno è una miscela di lettiera, letame, piume e acqua di lavaggio che si deposita rapidamente e diventa anaerobica. L'acciaio in questa combinazione si corrode nella fascia superiore e al livello del liquido, e un rivestimento scelto per il servizio in immersione spesso si comporta male nello spazio di vapore sopra il liquido. Questo articolo tratta la questione della lega, i percorsi di corrosione, la progettazione del deposito e della pulizia, e l'ispezione che mantiene in servizio un serbatoio per le acque reflue di un'azienda agricola.
Cosa corrode effettivamente il serbatoio
Nel servizio di trattamento delle acque reflue avicole ci sono tre percorsi di corrosione e richiedono tre risposte diverse. Il primo è il liquido: ammonio, acidi organici e solfuri in uno strato inferiore sedimentato e anaerobico attaccano l'acciaio nudo sulla linea del liquido e sotto i sedimenti. Il secondo è lo spazio di vapore: ammoniaca e acido solfidrico nell'aria umida attaccano l'acciaio al di sopra della linea del liquido, e in alcuni casi lo attaccano più rapidamente del liquido stesso. Il terzo è l'esterno, che in un allevamento è soggetto all'acqua di lavaggio, all'ammoniaca proveniente dalla stalla e, in un sito costiero o con acqua dura, ai cloruri.
La risposta smaltata gestisce completamente il liquido e la superficie di contatto, poiché lo strato è fuso a 820–930 °C in 0,25–0,45 mm, inerte nell'intervallo di pH 1–14 e testato con scintilla a 1500 V CC dopo l'assemblaggio. Per una soluzione in acciaio inossidabile, il 304 è adatto per impieghi generali e il 316L è la risposta corretta in presenza di cloruri o di una fase fortemente acida. La zincatura a caldo non è una candidata in questo caso: lo zinco viene attaccato dall'ammoniaca e dalla fase acida, e la migrazione dello zinco è inaccettabile in un flusso di acque reflue che potrebbe essere applicato al suolo.
Decisione sulla lega e dove l'acciaio inossidabile giustifica il suo costo
L'acciaio inossidabile è la scelta giusta quando l'operatore necessita di una superficie metallica pulibile e non migrante e il volume è moderato. Questo è il caso tipico: una vasca per il lavaggio della stalla, una vasca di alimentazione per la laguna, un recipiente di dosaggio e diluizione, o un reattore di trattamento dove il fluido è aggressivo e il regime di pulizia è regolare. L'acciaio 304 con finitura 2B o lucidato gestisce il caso comune; il 316L gestisce i cloruri provenienti da un sito costiero, da acqua dura o da un processo che aggiunge sale.
Dove il volume è grande — una vasca di raccolta condivisa per effluenti, una vasca di equalizzazione per un impianto di trattamento — il confronto onesto si sposta verso l'acciaio smaltato, che di solito offre un miglior rapporto qualità-prezzo su larga scala, ha una superficie inferiore a Ra 0,8 µm che resiste all'accumulo di solidi, ed è disponibile in formato bullonato che raggiunge un'azienda agricola remota senza trasporto pesante. La configurazione mista è comune in un singolo sito: grandi vasche di raccolta in smalto, piccoli recipienti di contatto e dosaggio in acciaio inossidabile.
Geometria, sedimentazione e la pulizia che conta
I solidi delle acque reflue avicole si depositano rapidamente, quindi la geometria del serbatoio decide se mantiene il suo volume. Uno strato inferiore simile a fango occupa capacità reale nel giro di settimane e, se lasciato, diventa anaerobico, emana odori e inizia a corrodere il fondo. Le opzioni pratiche sono una pendenza dolce verso un punto di lavaggio con una linea di spurgo, un fondo a cono dove l'operatore vuole svuotare completamente, oppure un fondo piatto con un prelievo programmato e agitazione che mantiene i solidi sufficientemente mobili da poter essere pompatti.
Due dettagli decidono se la pulizia funziona. Il primo è la posizione dello scarico: prelevare da un punto che non riesce a portare un letto compattato nella pompa, con un lavaggio nel punto più basso per lo strato depositato. Il secondo è l'agitazione: miscelazione meccanica o a gas dimensionata per mantenere il letto mobile senza trascinare solidi nell'effluente, perché un serbatoio agricolo che deve essere svuotato con una ruspa è un serbatoio che verrà svuotato con una ruspa una volta all'anno.
Specifica tecnica
Parametro | Valore tipico / Intervallo | Nota |
Lega 304 | acque reflue generali di pollame e lavaggio stalla | grado di acciaio inossidabile predefinito |
Lega 316L | cloruro, acqua dura o fase fortemente acida | con molibdeno, basso tenore di carbonio |
Finitura superficiale | 2B o lucidato, profilo di saldatura liscio | superficie di contatto pulibile |
Spazio vapore | ammoniaca e H₂S in aria umida | il percorso di corrosione più rapido in un allevamento |
Linea del liquido | solidi sedimentati anaerobici | corrosione sotto il sedimento |
Alternativa allo smalto | inerte su pH 1–14, Ra < 0,8 µm | solitamente un valore migliore su grandi volumi |
Temperatura di fusione dello smalto | 820–930 °C | un ciclo di fusione termica |
Spessore dello strato di smalto | 0,25–0,45 mm | prova di scintillamento a 1500 V CC dopo l'assemblaggio |
Fondo | piatto con scarico, o cono | determina la pulizia e il residuo |
Uscita | posizionata per evitare di prelevare un letto compattato | protegge la pompa |
Agitazione | meccanica o a gas, dimensionata per mantenere il letto mobile | evita una visita annuale con la ruspa |
Classe di pressione | atmosferico a bassa pressione | tetto e sfiato definiscono il confine |
Vita utile di progetto | almeno 30 anni | nell'ambito del servizio agricolo specificato |
Sfiato, controllo del livello e rischio di traboccamento
Un serbatoio agricolo è solitamente situato lontano dalla vista dell'operatore, il che rende lo sfiato e lo strumento di livello elementi di sicurezza piuttosto che di comodità. Il riempimento sposta l'aria, il serbatoio respira con il ciclo di temperatura della stalla e lo spazio di vapore trasporta ammoniaca e metano dai solidi depositati, quindi è necessario uno sfiato o una valvola di sicurezza per pressione e vuoto dimensionata per la portata di riempimento di picco. Dove lo spazio di testa è confinato per l'odore, l'acciaio della copertura appartiene a una classe di corrosione a sé stante e una copertura a membrana a tenuta di gas con una membrana interna a pressione nominale di circa 2–3 kPa e un dispositivo di sicurezza è la soluzione abituale.
Il controllo del livello è ciò che impedisce il traboccamento di cui alla fine viene incolpato un serbatoio agricolo. Uno strumento di livello con indicazione remota, un allarme di alto livello e un protocollo di scarico definito — una persona responsabile nominata e un collegamento a tubo verticale in grado di sopportare il carico — trasformano un serbatoio in un contenimento. Si tratta di una voce di controllo, ma rientra nelle specifiche del serbatoio perché è l'elemento che impedisce a un serbatoio di acque reflue agricole di diventare un incidente ambientale.
Caso di progetto
Progetto | Posizione | Prodotto | Capacità | Ambito |
Serbatoi per acque reflue di allevamenti zootecnici | Canada | Serbatoi GFS | servizio per acque reflue zootecniche | fornitura e supervisione |
Serbatoi per acquacoltura, 7 unità | Cina, Yunnan | Serbatoi GFS | 11.603 m³ totali | fornitura e supervisione |
Serbatoi per allevamento e acquacoltura | Cina, Shandong | Serbatoi GFS | servizio per acqua di mare e acquacoltura | fornitura e assemblaggio in sito |
Sezione anaerobica per acque reflue da lavorazione dei fagioli | Cina, Hebei | Serbatoi per digestore GFS | sezione del processo anaerobico | fornitura del serbatoio più integrazione del processo |
Capacità ingegneristica di Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) progetta e fabbrica serbatoi di stoccaggio bullonati dal 2008. In qualità di primo produttore cinese di serbatoi in vetro-acciaio (GFS), l'azienda detiene quasi 200 brevetti relativi allo smalto, produce circa 300.000 lastre d'acciaio smaltate all'anno, ha completato oltre 30.000 progetti installati e fornisce i propri serbatoi in oltre 100 paesi. Il nuovo stabilimento produttivo di 150.000 m² è stato aggiunto per aumentare la capacità produttiva, e i serbatoi singoli vengono forniti fino a 60.000 m³. La produzione è gestita secondo le norme ISO 9001 e ISO 45001, con certificazioni di prodotto tra cui NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI ed EUROCODE, e progettazione conforme a AWWA D103-09, AWWA C550 e NFPA ove l'applicazione lo richieda.
Per le acque reflue avicole e zootecniche la capacità rilevante è la gamma completa di materiali per un sito: acciaio inossidabile 304 e 316L per i vasi di contatto e dosaggio, vetro-fuso-in-acciaio per il grande stoccaggio, e un tetto, una vent e un confine di rilievo consegnati con il guscio in modo che lo spazio di testa contenente ammoniaca sia trattato fin dall'inizio.
Domande frequenti
D1: Perché l'acciaio inossidabile invece dell'acciaio zincato in un'azienda agricola?
R1: Perché l'ammoniaca e la fase acida attaccano rapidamente lo zinco, e perché un flusso di acque reflue che può essere applicato al terreno non dovrebbe raccogliere zinco. Lo smalto o l'acciaio inossidabile sono la risposta durevole per un servizio ad alto contenuto di ammoniaca.
D2: 304 o 316L per le acque reflue avicole?
R2: 304 per il caso comune; 316L dove il cloruro è elevato, l'acqua è dura e salina, o il fluido è fortemente acido. Indicare la ragione nella specifica invece di utilizzare il valore predefinito.
D3: È necessario un serbatoio in acciaio inossidabile?
R3: Non per ogni servizio. A grande volume un serbatoio in vetro fusso su acciaio è solitamente un valore migliore con una superficie inerte; l'acciaio inossidabile è giustificato da un requisito di contatto con metallo, un fluido forte o un elevato standard di pulizia.
D4: Come viene gestito lo strato di solidi sedimentati?
A4: Con una geometria del fondo e uno scarico che possano svuotarlo: una pendenza verso un punto di lavaggio, un cono dove si desidera un completo svuotamento, o un'agitazione che mantenga il letto abbastanza mobile da poter essere pompato. L'estrazione programmata batte uno scavo annuale.
Q5: Lo spazio di vapore necessita di trattamento?
A5: Sì. L'ammoniaca e l'idrogeno solforato nell'aria umida attaccano l'acciaio sopra la linea del liquido più velocemente del liquido stesso. Ventilare lo spazio di testa, proteggere l'acciaio del tetto e trattare il tetto come una classe di corrosione a sé stante.
D6: Cosa impedisce a un serbatoio agricolo di traboccare?
A6: Uno strumento di livello con indicazione remota e allarme di alto livello, oltre a un protocollo di scarico denominato e un collegamento a tubo verticale in grado di sopportare il carico. Il serbatoio da solo non può gestire un riempimento che nessuno controlla.
Q7: Qual è il programma di ispezione?
A7: Rivestimento esterno e teste dei bulloni, la guarnizione sui giunti aperti, lo sfiato e la valvola di sicurezza, lo strumento di livello, la profondità del sedimento a ogni svuotamento, e una riprova con scintilla o un'ispezione interna dopo l'apertura di qualsiasi pannello.
Un serbatoio per acque reflue di un allevamento avicolo ha successo quando la lega è compatibile con la chimica, il fondo può essere lavato, lo spazio di testa è trattato per l'ammoniaca e il livello è monitorato da qualcuno che può vederlo. Mettendo insieme questi quattro elementi, il serbatoio scompare nella routine dell'allevamento; trascurandone uno qualsiasi, diventa lo scavo annuale.
Inviaci le caratteristiche delle acque reflue, il volume, la disposizione della stalla e il percorso di scarico, e ti restituiremo la raccomandazione sui materiali con la relativa motivazione, la disposizione del fondo e dello scarico, la proposta di ventilazione e il pacchetto di documentazione tecnica.
Parla con un ingegnere
Dicci cosa contiene il serbatoio, in che quantità e in quali condizioni della stalla, e lo specificheremo insieme a te. Riceverai la motivazione della lega, la geometria e il design della pulizia, la raccomandazione per il controllo del livello, i disegni per la revisione e una visione onesta se l'acciaio inossidabile sia la spesa giusta. Prima l'ingegneria, senza impegno.
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