Tanques de Armazenamento de Chorume de Aterro para Serviço com Chorume Agressivo
Criado em 09.03
Tanques de Armazenamento de Lixiviado de Aterro para Serviço com Lixiviado Agressivo
O lixiviado de aterro sanitário é um dos líquidos mais agressivos que um tanque de armazenamento pode conter: o pH pode variar de fortemente ácido a alcalino, o cloreto e a amônia são elevados, e o fluido carrega uma pesada carga biológica e de sulfetos. Um tanque de aço com revestimento de vidro fundido suporta isso porque a camada de esmalte é fundida ao aço a 820–930 °C, tem 0,25–0,45 mm de espessura, é inerte em pH 1–14 e é testada por centelhamento a 1500 V CC após a montagem. Os riscos de corrosão remanescentes situam-se fora do revestimento: a junta de vedação, a junta aparafusada, o espaço de gás do teto e o revestimento externo abaixo da linha de fundação. Projete o revestimento, a junta de vedação e o respiro como um único sistema e o tanque atingirá sua vida útil de projeto de 30 anos sem substituição do revestimento.
O armazenamento de lixiviado raramente é um trabalho glamoroso, e quase sempre ocorre no final do projeto: a célula está enchendo, o sistema de coleta está produzindo, e um tanque precisa conter o excedente antes que possa ser tratado ou evaporado. O fluido chega com uma química que o engenheiro de projeto não mediu naquele mês, ou às vezes não mediu de forma alguma, e chega com uma fração de sólidos que sedimenta. Este artigo aborda o panorama real de corrosão em serviço de lixiviado, as opções de construção de tanques que sobrevivem a isso, as escolhas de geometria que determinam por quanto tempo o tanque pode conter uma carga completa durante um período chuvoso, e a lista de inspeção que o mantém em condições de uso.
O que o fluido realmente ataca
O lixiviado corrói por via química e por via sólida, e os dois modos de falha são diferentes. Quimicamente, o lixiviado jovem de uma célula nova é ácido e rico em ácidos gordos voláteis e sulfureto de hidrogénio; o lixiviado maduro tende para alcalino, com elevado teor de amónia e cloreto. Ambos os extremos desse intervalo estão dentro do que o vidro fundido ao aço acomoda, uma vez que o esmalte é inerte numa gama de pH 1–14, mas o espaço gasoso acima de uma carga de lixiviado armazenada é onde ocorre a maior parte dos danos se não for gerido: o sulfureto de hidrogénio num espaço de topo húmido ataca o aço nu e ataca até um sistema de revestimento que foi escolhido para serviço de imersão em vez de para serviço em vapor.
Mecanicamente, a fração de sólidos assenta e retém água contra as chapas inferiores do casco, e a linha líquida apresenta a maior concentração de sólidos dissolvidos e o ataque localizado mais intenso. É também a faixa onde um defeito de revestimento se torna ativo em vez de cosmético. O vidro fundido ao aço remove o revestimento dessa equação: o esmalte é fundido ao aço, de modo que os modos de falha passam a ser a delaminação do esmalte da base e defeitos de pinhole, ambos detectados na fábrica por um teste de faísca de 1500 V CC em vez de descobertos no quinto ano. Onde um projeto precisa de uma opção de aço revestido, o epóxi fundido aplicado a um filme de 180–280 µm sob a AWWA C550 com mais de 4000 horas de resistência à névoa salina é a rota comparável, e é um filme fundido a pó em vez de um filme pintado.
Construção do tanque para lixiviado
Um tanque de lixiviado é um recipiente de baixa pressão, e a especificação deve indicá-lo antes que alguém o chame de vaso de pressão. O casco opera à pressão atmosférica com um respiro; a fronteira de pressão é o sistema de cobertura e o ajuste de alívio, tipicamente de apenas alguns quilopascais. Acertar essa classificação na fase de licitação evita um caminho de código que acrescenta custo sem acrescentar segurança. Se um projeto exigir genuinamente um vaso de pressão, esse vaso é projetado conforme a especificação e os códigos acordados no contrato, e constitui uma aquisição separada dos cascos de armazenamento de lixiviado.
O tipo de construção segue a logística do local tanto quanto a química. Uma carcaça soldada de aço inoxidável ou carbono é uma alternativa monolítica e requer exame não destrutivo das soldas de campo; uma carcaça parafusada de vidro fundido ao aço chega como painéis planos de aproximadamente 1,2 m de largura, monta-se com juntas vedadas e parafusos de grau 8.8, e não requer revestimento de campo do interior. O grande diâmetro importa aqui porque o volume de armazenamento de lixiviado frequentemente é necessário rapidamente e em quantidade: tanques parafusados individuais são fornecidos até 60.000 m³, e uma carcaça de grande diâmetro proporciona volume sem uma estrutura mais alta que complicaria a viga anelar e o caso de vento. Um tanque que pode posteriormente ser elevado com painéis adicionais é uma proteção útil quando a taxa de enchimento é incerta.
Geometria, controle de nível e o buffer do período úmido
A questão do volume é realmente uma questão sobre o pior período de chuva que o local pode enfrentar. A geração de lixiviado atinge o pico após chuvas intensas e nos primeiros anos de uma célula, e o armazenamento deve cobrir a lacuna entre a geração e a capacidade de descarga, incluindo qualquer período de encerramento da estação de tratamento. Modele a geração em relação à descarga no pior mês e o volume necessário resulta; então o diâmetro e a altura seguem a mesma relação de 0,785 vezes D² vezes H usada para qualquer tanque circular, com borda livre adicionada para espuma, sedimentos e o caso de expansão. O controle operacional de nível importa igualmente: um transbordamento ou um desligamento por nível alto com alarme para a sala de controle do local é o que transforma um tanque de armazenamento em um ativo de contenção em vez de um passivo.
Abaixo do tanque, a fundação é a parte que normalmente é subespecificada. Um tanque aparafusado requer uma viga anelar ou uma base com uma diferença de assentamento controlada e um padrão de ancoragem compatível com os furos dos painéis. Um tanque de lixiviado sobre uma camada de cobertura de aterro sanitário ou uma célula preparada tem o requisito adicional de que a própria base não deve romper o sistema de revestimento impermeável, o que significa que o tanque é normalmente instalado sobre uma base preparada separada dentro do local, em vez de diretamente sobre a camada de cobertura. A proteção externa contra corrosão para o casco abaixo do nível do solo, e para a chapa de fundo onde não há revestimento interno em um projeto soldado, pertence ao mesmo escopo.
Especificação Técnica
Parâmetro | Valor / Faixa Típica | Nota |
Temperatura de fusão do esmalte | 820–930 °C | um ciclo de fusão térmica ao aço |
Espessura da camada de esmalte | 0,25–0,45 mm | Teste de faísca DC de 1500 V após montagem |
Resistência à compressão da camada de esmalte | acima de 3.450 N/cm² | dimensionado para a camada de esmalte |
Resistência do esmalte ao pH | 1–14 | cobre lixiviado ácido jovem e alcalino maduro |
Rugosidade da superfície interna | Ra < 0,8 µm | baixo acúmulo de depósitos na parede |
Vida útil de projeto | pelo menos 30 anos | sob o serviço químico especificado |
Largura do painel | cerca de 1,2 m | painel modular parafusado, enviado plano |
Grau do parafuso | parafusos de grau 8.8 | junta parafusada com inibição de corrosão |
Junta | EPDM comum, verifique em relação ao pH e à temperatura | idades em serviço, reaperto conforme o cronograma |
Classe de pressão | atmosférico a baixa pressão | telhado e respiro definem o limite |
Alternativa FBE | 180–280 µm, acima de 4000 h de névoa salina | AWWA C550, rota de revestimento em vez de esmalte |
Inspeção e os itens que realmente falharão
Um programa de inspeção de tanque de lixiviado é curto e específico. Externamente: o revestimento acima e abaixo da linha de fundação, as cabeças dos parafusos e a junta de vedação exposta em cada costura vertical, e qualquer fissura por assentamento na viga anelar. Internamente, na primeira oportunidade de entrada: o esmalte para pinholes ou delaminação, com um reteste por centelha após qualquer painel que tenha sido aberto; a chapa de fundo onde o sedimento reteve água; o defletor de entrada e o bocal de saída; e o medidor de nível. Mecanicamente: o respiro e qualquer detecção de gás no espaço superior, a junta da abertura de acesso e o alarme de nível alto.
Esse último item merece ênfase. Os tanques de chorume falham no registro público quando transbordam, e a causa esmagadora não é a falha do revestimento, mas o gerenciamento de nível: nenhum alarme de nível alto funcionando, um operador trabalhando em turno parcial e uma conexão de descarga que foi presumida. Especificar um instrumento de nível com alarme remoto, uma válvula de substituição manual e um protocolo de descarga definido custa menos do que um único relatório de derramamento.
Caso de Projeto
Projeto | Localização | Produto | Capacidade | Escopo |
Tanques de lixiviado, duas unidades | China, Pequim | Tanques GFS | 9.682 m³ | φ16,23 × 23,4 m, fornecimento e supervisão |
Tanque de lixiviado soldado | China, Hebei | tanque de aço soldado | serviço de lixiviado | fornecimento e soldagem em campo |
Tanque de água de grande diâmetro | Namíbia | Tanque GFS | 44.900 m³ | fornecimento e supervisão |
Tanque de águas residuais químicas | China, Zhejiang | Tanque GFS | 11.613 m³ | φ24,45 × 19,8 m, fornecimento |
Capacidade de Engenharia da Center Enamel
A Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) projeta e fabrica tanques de armazenamento parafusados desde 2008. Como o primeiro fabricante de tanques de vidro fundido ao aço (GFS) da China, a empresa possui cerca de 200 patentes relacionadas a esmalte, produz aproximadamente 300.000 placas de aço revestidas com esmalte por ano, concluiu mais de 30.000 projetos instalados e fornece seus tanques para mais de 100 países. A nova base de produção de 150.000 m² foi adicionada para aumentar a capacidade de produção, e tanques individuais são fornecidos com capacidade de até 60.000 m³. A fabricação opera sob as normas ISO 9001 e ISO 45001, com certificação de produtos incluindo NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI e EUROCODE, e o design é referenciado nas normas AWWA D103-09, AWWA C550 e NFPA onde a aplicação exigir.
Para o serviço de lixiviado, a parte relevante disso é o envelope de química do esmalte, a experiência com casca de grande diâmetro necessária para conter um tampão de período úmido em um único vaso, e a seleção de junta e respiro que mantém a fronteira intacta quando o fluido oscila de ácido para alcalino entre as fases jovem e madura de uma célula.
Perguntas Frequentes
Q1: Um tanque de aço revestido com vidro pode conter lixiviado bruto de aterro sanitário?
A1: Sim, dentro do envelope de pH 1–14 do esmalte, que cobre tanto o lixiviado jovem ácido quanto o lixiviado maduro alcalino. Confirme o material da junta e o tratamento do espaço gasoso, pois esses estão fora do controle do revestimento.
Q2: O armazenamento de lixiviado bruto é um vaso de pressão?
A2: Não, é um tanque de armazenamento operando à pressão atmosférica ou baixa pressão. O dispositivo de ventilação e alívio define o limite de pressão em alguns quilopascais. Vasos de pressão, onde o processo os exige, são projetados conforme a especificação e os códigos acordados no contrato.
Q3: Qual deve ser o volume de um tanque de lixiviado?
A3: Dimensione-o considerando o pior período úmido: o volume necessário entre a geração de pico e a capacidade de descarga disponível, mais a borda livre. A curva de geração de uma célula de aterro sobe acentuadamente nos primeiros anos, portanto a exigência inicial geralmente é maior que a de regime permanente.
P4: Qual é a diferença entre um tanque de armazenamento de lixiviado e um tanque de aço soldado aqui?
R4: O armazenamento geralmente tem menor custo e é mais rápido de instalar no local com um casco de esmalte parafusado; um casco soldado é monolítico e requer exame de solda em campo. A escolha é frequentemente determinada pelo acesso ao local, pelo volume necessário e pela necessidade de inspecionar e limpar o interior.
P5: O esmalte precisa de teste de faísca em serviço?
R5: Um teste de faísca é feito após a montagem e após qualquer painel ser aberto e substituído. Em serviço, o esmalte é inspecionado visualmente; um pinhole ou deslaminação na linha de líquido é a condição que justifica um reteste local.
P6: E quanto à fundação do tanque em um local de aterro sanitário?
A7: O tanque deve assentar sobre sua própria base preparada com recalque controlado, e não diretamente sobre o revestimento da tampa, para que um vazamento ou derramamento seja contido em uma superfície não perfurante. O revestimento externo abaixo do nível do solo e sob o padrão de ancoragem faz parte do escopo.
P7: O tanque pode crescer se o aterro sanitário encher mais rápido do que o planejado?
A8: Em um casco parafusado, sim. Painéis extras aumentam a altura ou baias adicionais ampliam o diâmetro, e especificar a base para a pegada maior no início custa pouco em comparação com adicionar um segundo tanque depois.
Os tanques de armazenamento de lixiviado de aterro sanitário são ganhos ou perdidos com base em três coisas: um revestimento esmaltado que seja inerte em toda a faixa de pH, um sistema de vedação e ventilação selecionado com base no fluido e não por hábito, e um protocolo de controle de nível e descarga que evite transbordamento. O material do casco é a parte fácil depois que a química é definida; os itens de fronteira são onde o orçamento de manutenção é consumido.
Envie-nos a análise do lixiviado, a curva de geração, a capacidade de descarga e a condição da base do local, e retornaremos com um dimensionamento do tanque, uma recomendação de revestimento e vedação, e o pacote de arquivos técnicos.
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