Serbatoi di stoccaggio delle acque reflue: tipologie, materiali e selezione per gli impianti di trattamento
Creato il 09.04
Serbatoi di stoccaggio delle acque reflue: tipi, materiali e selezione per gli impianti di trattamento
I serbatoi di stoccaggio delle acque reflue sono recipienti atmosferici la cui durata utile è determinata dal rivestimento, non dal mantello. Un serbatoio in vetro-fuso-acciaio fonde uno strato di smalto a 820–930 °C con spessore 0,25–0,45 mm, viene testato con rilevatore di scintille a 1500 V CC e tollera pH 1–14, il che copre effluenti settici, acidi e alcalini. L'epossidico fuso a caldo a 180–280 µm è adatto a chimiche aggressive o alternate, e l'acciaio inossidabile 316L è adatto a servizio con alto contenuto di cloruri. Dimensioni, copertura e progettazione dei giunti stabiliscono quindi l'onere di manutenzione.
Un ingegnere impiantista che specifica una nuova vasca di equalizzazione si sente solitamente dire di mantenerla semplice, ed è proprio qui che iniziano i problemi, perché un serbatoio di stoccaggio delle acque reflue è tutto fuorché semplice: il liquido cambia composizione di ora in ora, lo spazio gassoso alterna idrogeno solforato e aria umida, e il serbatoio stesso si trova nel microclima più aggressivo del sito. La specifica deve rispondere contemporaneamente a quattro domande: cosa tollererà il rivestimento, quale diametro e altezza si adattano all'area, quale copertura chiude il serbatoio e come verrà ispezionato il serbatoio una volta pieno di liquido maleodorante. Definire correttamente questi aspetti nel documento di gara vale più di qualsiasi successiva attività di value engineering.
Scelta del rivestimento: smalto, epossidico, zincatura e acciaio inossidabile
Il rivestimento interno definisce l'involucro chimico del serbatoio, e la struttura esterna ne consegue. L'acciaio rivestito di vetro presenta uno strato di smalto fuso sull'acciaio a 820–930 °C, spesso 0,25–0,45 mm, con resistenza nominale superiore a 3.450 N/cm², testato con scintilla a 1500 V CC, liscio con Ra inferiore a 0,8 µm e con resistenza nominale su pH 1–14; questa è la risposta generale per le acque reflue municipali e industriali, inclusa l'equalizzazione settica e l'effluente anaerobico. L'epossidico applicato per fusione, applicato come polvere a 180–280 µm e conforme ad AWWA C550 con nebbia salina superiore a 4000 ore, è la risposta per acque industriali aggressive, alternanza acida e alcalina e siti costieri. La zincatura a caldo secondo GB/T 13912-2020 funziona solo per acqua pulita e materiali secchi sfusi e non è adatta per acque reflue acide o per il contatto con alimenti. L'acciaio inossidabile 304 o 316L è la risposta quando il cloruro è sufficientemente elevato da attaccare i rivestimenti o quando il processo richiede una superficie in lega, e costa diverse volte un serbatoio GFS, quindi dovrebbe essere utilizzato solo dove il servizio lo richiede genuinamente.
Dimensionamento e geometria per un servizio acque reflue
Il tempo di ritenzione determina il volume; il sito determina la forma. Un serbatoio di equalizzazione o di accumulo viene dimensionato in base al profilo di afflusso e alla ritenzione richiesta — per le fasi biologiche, la digestione anaerobica mesofila è comunemente condotta a 35–38 °C con una ritenzione di 20–30 giorni — e il volume risultante viene poi suddiviso tra diametro e altezza per adattarsi al lotto e all'altezza libera disponibile. Un serbatoio ampio a basso diametro si adatta a un impianto con terreno disponibile; un serbatoio più alto si adatta a un impianto con ingombro ridotto ma richiede una gru più alta e una verifica più severa del carico del vento. Poiché un singolo serbatoio è fornito fino a 60.000 m³, la maggior parte delle applicazioni nel trattamento delle acque reflue non necessita di più vasche, ma la suddivisione in stadi è spesso scelta per l'isolamento e la manutenzione. Il pannello bullonato largo circa 1,2 m e il giunto flangiato bullonato di grado 8.8 offrono al proprietario una seconda opzione: rialzare il mantello con anelli aggiuntivi o aggiungere un serbatoio parallelo in seguito senza nuove saldature.
Coperture e confine del gas atmosferico
Una copertura per serbatoio di acque reflue è un sistema a bassa pressione che deve gestire contemporaneamente gas, agenti atmosferici e accesso. Dove il biogas viene raccolto, una copertura a doppia membrana gestisce lo spazio del gas a una pressione nominale di 2–3 kPa con un dispositivo di rilascio della pressione e un arrestatore di fiamma sulla linea del gas, ed è la scelta pratica rispetto ai grandi serbatoi. Dove è necessaria una superficie rigida, una cupola geodetica in alluminio secondo AWWA D108 e API 650, con carichi di vento e neve da ADM 2015 o ASCE 7-10, sostiene passerelle e protegge la giunzione del tetto dal traffico. Entrambe sono atmosferiche; nessun serbatoio di stoccaggio delle acque reflue dovrebbe mai essere un recipiente in pressione, e specificare una copertura come confine di pressione è un errore di progettazione che si manifesta al primo incresparsi del gas.
Specifica tecnica
Parametro | Valore tipico / Intervallo | Nota |
Fusione dello smalto | 820–930 °C | Vetro fuso su acciaio, un ciclo |
Spessore dello smalto | 0,25–0,45 mm | Oltre 3.450 N/cm² |
Prova di scintillamento | 1500 V CC | Rilevamento di fori passanti prima della spedizione |
Resistenza al pH | 1–14 | Ampia tolleranza chimica |
Rugosità superficiale | Ra < 0,8 µm | Basso sporcamento |
Rivestimento FBE | 180–280 µm | AWWA C550, nebbia salina > 4000 h |
Zincatura a caldo | HDG secondo GB/T 13912-2020 | Solo acqua pulita e materiali secchi sfusi |
Grado di acciaio inossidabile | 304 / 316L | 316L per servizio con cloruri e zolfo |
Giunti del mantello | Flangiati, guarnizione EPDM, bulloni di grado 8.8 | Riapplicabile con coppia |
Opzione di copertura | Cupola in alluminio AWWA D108 / API 650, o a doppia membrana | Carichi secondo ADM 2015 / ASCE 7-10 |
Vita utile di progetto | 30 anni e oltre | Smalto |
Applicazione del serbatoio a un treno di trattamento
Collocare il serbatoio dove il flusso è più instabile e la chimica è più aggressiva. Un serbatoio di stoccaggio direttamente a monte di uno stadio biologico garantisce stabilità all'intero impianto; un serbatoio a monte di uno skid di recupero o neutralizzazione intercetta il slug corrosivo prima che raggiunga apparecchiature che non possono essere sostituite a basso costo. In entrambi i casi i dettagli che contano sul campo sono gli stessi: un interno liscio con superficie smaltata uniforme, un'uscita a passaggio totale nel punto più basso così che il serbatoio possa essere svuotato e pompato fuori per la manutenzione, un passo d'uomo con faccia della guarnizione integra, e una disposizione delle penetrazioni del coperchio che mantenga ogni cavo, condotto e tubo in ingresso attraverso un manicotto sigillato anziché sopra una giunzione imbullonata. Questi cinque dettagli decidono se il serbatoio è un lavoro di dieci minuti o un fermo impianto di dieci giorni alla prima ispezione.
Caso di progetto
Progetto | Posizione | Prodotto | Capacità | Ambito |
Serbatoi per acque reflue industriali, 27 unità | Xinjiang, Cina | Serbatoi GFS | 30.469 m³ totali | fornitura e supervisione dei lavori |
Serbatoi per acque reflue municipali, 10 unità | Sichuan, Cina | Serbatoi GFS | 17.420 m³ totali | fornitura e supervisione della costruzione |
Serbatoio per acque reflue chimiche di grande diametro | Zhejiang, Cina | Serbatoio GFS | 11.613 m³ | supervisione della fornitura e della costruzione |
Capacità ingegneristica di Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) progetta e produce 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 singoli serbatoi 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 lo stoccaggio delle acque reflue, ciò si traduce in un'unica fabbrica in grado di fornire il serbatoio smaltato, il serbatoio rivestito in epossidica o il serbatoio in acciaio inossidabile, con il coperchio, la guarnizione, l'ugello e il pacchetto di ispezione specificati come un unico ambito coerente.
Domande frequenti
D1: Qual è il tipo di serbatoio di stoccaggio delle acque reflue più comune?
R1: Un serbatoio bullonato in vetro-fuso-in-acciaio per le acque reflue municipali e la maggior parte di quelle industriali, perché il rivestimento in smalto gestisce l'intervallo di pH e i giunti bullonati possono essere serrati nuovamente durante un fermo impianto. I serbatoi rivestiti in epossidica e in acciaio inossidabile saldato seguono dove la chimica o i requisiti della città lo richiedono.
D2: Come dimensionare un serbatoio di stoccaggio delle acque reflue?
A2: Partire dal requisito di ritenzione della fase di processo — una fase anaerobica è tipicamente di 20–30 giorni a 35–38 °C, un serbatoio di equalizzazione viene dimensionato in base alla variazione dell'afflusso più un margine di sicurezza — quindi suddividere il volume tra diametro e altezza per adattarsi all'area e alla gru.
D3: Un serbatoio per acque reflue può essere ingrandito successivamente?
R3: Un serbatoio bullonato può esserlo. Ulteriori corsi ad anello aumentano il mantello, pannelli aggiuntivi estendono l'impronta o un secondo serbatoio funziona in parallelo, tutto senza la sostituzione civile completa che richiederebbe un serbatoio saldato.
D4: Come dovrebbe essere chiuso un serbatoio per acque reflue?
A4: Con una copertura adeguata all'obiettivo. Una copertura a doppia membrana con dispositivo di rilascio della pressione e arrestatore di fiamma se il biogas viene raccolto; una cupola in alluminio secondo AWWA D108 e API 650 se è necessaria una superficie rigida calpestabile; un guscio aperto con una pensilina se è sufficiente escludere le condizioni atmosferiche.
D5: Qual è il collaudo di accettazione su un nuovo serbatoio per acque reflue?
R5: I pannelli smaltati vengono sottoposti a prova di scintillamento a 1500 V CC prima della spedizione, i giunti bullonati vengono serrati a coppia e verificati le guarnizioni, e il serbatoio assemblato viene riempito e ispezionato per perdite al livello operativo, con un nuovo serraggio dopo il primo riempimento.
D6: Vale la pena usare l'acciaio inossidabile per le acque reflue?
R6: Solo per servizi con alto contenuto di cloruri, alta purezza o elevati standard alimentari e farmaceutici, dove la barriera della lega è realmente necessaria. Per la maggior parte delle acque reflue municipali e industriali, un rivestimento in smalto o epossidico offre la stessa prestazione a una frazione del costo del materiale.
Un serbatoio di stoccaggio delle acque reflue è un problema di rivestimento che indossa gli abiti di un recipiente. Specificare lo smalto, l'epossidico o la lega in base alla chimica misurata, dimensionare il serbatoio in base al requisito di ritenzione e al sito, chiuderlo con una copertura progettata per gas e agenti atmosferici a pressione atmosferica, e inserire nel manuale operativo l'intervallo di serraggio e di ispezione. Inviare l'analisi, la portata e i carichi del sito a un ingegnere e si otterrà una raccomandazione sul tipo di serbatoio con l'ambito di giunzione, copertura e test di accettazione allegato.
Parla con un ingegnere
Inviaci l'analisi delle acque reflue comprensiva di intervallo di pH e cloruri, temperatura, tempo di ritenzione e capacità richiesti, dimensioni del lotto e limite di altezza, se si applicano il biogas o il controllo degli odori, e i dati di vento e neve del sito. Ti restituiremo una raccomandazione sul tipo di serbatoio con dimensionamento, copertura, requisiti di giunzione e collaudo, oltre al pacchetto di disegni e specifiche per il tuo archivio.
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