Come le macchine per la disidratazione dei fanghi aiutano a ridurre i costi di trasporto e smaltimento dei fanghi

Come le macchine per la disidratazione dei fanghi ottengono la riduzione di volume e peso

Meccanismi di rimozione dell’umidità: centrifughe, filtri pressa e presse a nastro

I principali tipi di apparecchiature per la disidratazione dei fanghi sono le centrifughe, le presse a filtro e le presse a nastro, ciascuna delle quali funziona in modo diverso ma con l’obiettivo comune di eliminare l’eccesso d’acqua dai fanghi. Le centrifughe ruotano a velocità molto elevate, circa 2500–3500 giri al minuto, generando una forza sufficiente a separare l’acqua dai materiali solidi. Queste lasciano generalmente un residuo solido, detto "cake", contenente approssimativamente dal 18 al 25 percento di solidi secchi dopo il trattamento. Le presse a nastro operano invece in maniera completamente diversa: comprimono i fanghi tra due nastri permeabili, sfruttando anche l’azione della forza di gravità. Questo metodo risulta particolarmente efficace quando si tratta di fanghi non troppo densi o concentrati. Per ottenere risultati ancora più asciutti, le presse a filtro potrebbero rappresentare la soluzione ideale. Tali dispositivi comprimono i fanghi all’interno di apposite camere rivestite con filtri in tessuto, applicando talvolta pressioni fino a 225 libbre per pollice quadrato. Il prodotto finale può raggiungere un contenuto di solidi secchi compreso tra il 30 e il 45 percento, a seconda delle condizioni operative. Nel complesso, l’impiego di una qualsiasi di queste tecniche riduce il volume totale dei fanghi del 70–90 percento rispetto ai fanghi non trattati, rendendo così molto più agevoli il trasporto e lo smaltimento successivi. La scelta della macchina più adatta dipende in larga misura dal tipo di fango da trattare: le particelle fini rispondono meglio alle centrifughe, mentre le presse a filtro offrono prestazioni ottimali in presenza di elevate quantità di materiale granulare o inorganico mescolato ai fanghi.

Dal 95–99% al 15–30% di contenuto di umidità: impatto sulla densità e sulla manipolazione dei fanghi

Il processo di disidratazione trasforma i fanghi da una massa prevalentemente acquosa, contenente circa il 95–99% di acqua, in un materiale più solido, con un contenuto di umidità ridotto al 15–30%. Quando è ancora ricco d’acqua, questo materiale si comporta come una sostanza viscosa e densa, con un peso specifico di circa 1.000–1.050 chilogrammi al metro cubo, e richiede veicoli e contenitori speciali per il trasporto. Una volta ridotta tale quantità di acqua in eccesso, la massa effettiva di materiale solido aumenta di cinque-sette volte, rendendo il composto più denso, con una densità di circa 300–450 kg/m³. Ciò che accade successivamente è davvero interessante: questi materiali trasformati possono essere impilati senza perdite, non aderiscono alle superfici delle macchine e sono più idonei alla compostaggio, poiché consentono una migliore circolazione dell’aria. Consideri questo esempio: dieci metri cubi di fanghi umidi vengono ridotti, dopo il trattamento, a soli uno-tre metri cubi. Ciò corrisponde a una notevole riduzione volumetrica del 70–90%, il che significa che attrezzature edili standard, come i caricatori frontali, diventano sufficienti per movimentare il materiale, eliminando la necessità di complessi sistemi di pompaggio e tubazioni.

Risparmi sui costi di trasporto consentiti dalle macchine per la disidratazione dei fanghi

Meno autocarri, minore consumo di carburante e riduzione della manodopera per tonnellata di solidi secchi

Le macchine per la disidratazione funzionano trasformando il fango in un materiale molto più facile da gestire, ovvero in torte compatte che si impilano ordinatamente l’una sull’altra. Quando il contenuto di umidità scende dal 95% circa al 15-30%, il volume complessivo si riduce del 60% fino anche al 90%. Ciò significa che è necessario un numero significativamente minore di autocarri per effettuare i trasporti. Che cosa accade nella pratica? Ogni carico su autocarro trasporta all’incirca quattro volte la quantità di materiale secco rispetto a quanto trasporterebbe altrimenti. Gli impianti riferiscono di risparmiare circa il 40% sui costi del carburante già nel corso di un solo anno. Anche il fabbisogno di manodopera per i conducenti diminuisce, poiché si impiega semplicemente meno tempo nel movimentare i materiali. Inoltre, i veicoli hanno una maggiore durata, poiché vengono percorsi meno chilometri e non sono più sottoposti a carichi così gravosi e abrasivi. La maggior parte degli impianti di trattamento delle acque reflue riscontra che il trattamento di 10 tonnellate di fango umido consente di eliminare da tre a cinque viaggi completi in autocarro, senza compromettere l’efficacia della rimozione di tutti quei solidi.

Evidenza del caso: il 75% in meno di trasporti presso un impianto municipale di depurazione acque reflue da 50 MGD

In un impianto municipale di trattamento delle acque reflue con una capacità di 50 milioni di galloni al giorno, è stato installato un sistema a filtro pressa per la disidratazione dei fanghi, ottenendo risultati straordinari. Il contenuto di acqua nei fanghi è passato dal 98% al solo 18%, riducendone il volume complessivo di circa quattro quinti. Qual è l’impatto pratico? Invece di effettuare 32 viaggi settimanali per lo smaltimento dei fanghi, ora ne sono necessari soltanto 8: una riduzione del 75%. Analizzando i costi operativi, l’impianto ha risparmiato circa 312.000 USD all’anno soltanto per i costi del carburante e gli stipendi degli autisti, secondo quanto riportato da «Wastewater Digest» lo scorso anno. Inoltre, non è stato più necessario investire altri 200.000 USD in nuovi autocarri, come inizialmente previsto. Anche le spese di manutenzione del parco veicoli sono diminuite in modo significativo, poiché i mezzi non percorrono più tanti chilometri. Tutti questi risparmi evidenziano chiaramente perché le grandi strutture con elevati volumi di trattamento ottengono il miglior ritorno sull’investimento quando integrano fin dall’inizio tecniche adeguate di disidratazione.

Riduzione dei costi di smaltimento attraverso la conformità normativa e la classificazione dei rifiuti

Tariffe inferiori per lo scarico in discarica della torta disidratata (classificazione come non pericolosa)

Quando i fanghi vengono sottoposti al processo di disidratazione, passano da uno stato prevalentemente liquido a una forma più solida, il che consente di smaltirli in discariche ordinarie senza dover rispettare i requisiti specifici per rifiuti pericolosi. Analizzando i dati presentati alla WasteExpo 2023, si osserva che gli impianti pagano dal 40 al 60 percento in meno per lo smaltimento della torta disidratata rispetto ai fanghi liquidi grezzi. La forma a torta è strutturalmente molto più stabile, pertanto non sussiste il rischio di formazione di percolato, che comporterebbe costi aggiuntivi legati all’inquinamento ambientale. Inoltre, poiché il volume si riduce in modo significativo, gli operatori non devono pagare somme proporzionali al numero di metri cubi smaltiti ogni volta. Si consideri, ad esempio, un impianto che tratta circa 100 tonnellate di fanghi umidi al giorno: l’adozione della disidratazione potrebbe ridurre le spese annuali di smaltimento di oltre settecentomila dollari soltanto sul versante dei costi diretti, a esclusione di ulteriori risparmi derivanti da miglioramenti nella conformità normativa.

Evitare i costi di gestione dei rifiuti pericolosi e gli oneri amministrativi associati

Quando i fanghi vengono disidratati a sufficienza per essere considerati non pericolosi, non devono più rispettare tutte quelle norme RCRA sui rifiuti pericolosi. Ciò significa che le aziende risparmiano oltre 900 dollari statunitensi a tonnellata soltanto in costi di conformità. Non è più necessario compilare i moduli EPA né gestire una mole infinita di documentazione relativa al percorso di destinazione di ogni singolo carico. Inoltre, non è più obbligatorio noleggiare automezzi specializzati per il trasporto di materiali pericolosi. Stiamo parlando di un risparmio di circa 15–20 ore lavorative settimanali soltanto su questi compiti amministrativi. E non dimentichiamo il risparmio più consistente presso le discariche: lo smaltimento di rifiuti pericolosi costa circa 1.200 dollari statunitensi a tonnellata, mentre i rifiuti urbani ordinari costano solo circa 300 dollari (secondo i dati dell’EPA statunitense del 2024). Per le aziende che desiderano evitare sanzioni da parte delle autorità di regolamentazione, investire in attrezzature di alta qualità per la disidratazione dei fanghi rappresenta una scelta sensata. Queste macchine contribuiscono a prevenire violazioni del Clean Water Act che potrebbero portare alla chiusura degli impianti o a sanzioni amministrative che raggiungono facilmente centinaia di migliaia di dollari, semplicemente perché i rifiuti non sono stati correttamente classificati o gestiti secondo quanto previsto dalla normativa.

Domande Frequenti

Quali tipi di attrezzature per la disidratazione dei fanghi sono disponibili?

I principali tipi di attrezzature per la disidratazione dei fanghi includono centrifughe, presse a filtro e presse a nastro, tutte progettate per rimuovere in modo efficiente l’acqua in eccesso dai fanghi.

Quanta riduzione dell’umidità è possibile ottenere con la disidratazione?

La disidratazione può ridurre il contenuto di umidità dei fanghi da circa il 95-99% a un valore compreso tra il 15% e il 30%, trasformandoli significativamente da uno stato liquido a uno stato più solido.

Quali sono i vantaggi in termini di costi di trasporto derivanti dalla disidratazione dei fanghi?

I risparmi sui costi di trasporto derivano dalla riduzione del volume dei fanghi, con conseguente minor numero di viaggi su camion, minore consumo di carburante e riduzione della manodopera per tonnellata di solidi secchi.

In che modo la disidratazione dei fanghi influisce sui costi di smaltimento?

I costi di smaltimento vengono ridotti grazie alla conformità alle normative: i fanghi disidratati possono essere trattati come rifiuti non pericolosi, comportando tariffe inferiori per lo scarico in discarica.