Demasiados Metales Pesados

Limitaciones de metales pesados ​​por instalaciones de tratamiento de aguas residuales municipales se han generalizado en Virginia como límites de algunas de las plantas se acercan a la detección. Los límites son sensibles al tipo de recepción de flujo y la dureza del agua. Aproximadamente 44 instalaciones en Virginia ahora están sujetas a límites de cobre de menos de 15 g / L, y 33 están sujetas a límites de cinc de menos de 75 g / L.

El cobre y el zinc son constituyentes normales de residuos, originarios de los productos alimenticios, productos domésticos, de champú y de agua; Además, algunos de cobre puede lixiviar de la tubería casa. El cobre y el zinc son perjudiciales para algunas formas de vida acuática en ciertos niveles de dureza del agua. El agua dura hace que los metales menos perjudiciales.

Dos de tamaño similar plantas de tratamiento de reactor discontinuo secuencial (SBR) a unas 80 millas de distancia en el este de Virginia se enfrentaban a límites estrictos sobre el cobre y el zinc. Una planta sirve el Departamento de Correcciones de la Unidad 13 en la prisión del Condado de Chesterfield Virginia; el otro sirve la ciudad del condado de Westmoreland de Montross. Ambos sistemas SBR eran casi la misma edad y no estaban cumpliendo los límites de descarga del estado de metales pesados.

La planta opera Unidad 13: 0,04 a 0,06 millones de galones por día (mgd) y se descarga en un pequeño afluente a un parque estatal lago recreativo. El límite de descarga metales pesados ​​es 11 g / L para el cobre.

La planta Montross funciona a 0,08 a 0,10 mgd y descarga en una, tributario de bajo flujo pantanosa a la bahía de Chesapeake, a través del río Rappahannock, que también es un cuerpo de agua sensible. Los límites de descarga de metales pesados ​​son 7,3 g / L para la COP-per (que es apenas por encima de valor de detección típica de 5 g / L) y 68 g / L de zinc. El agua de pozo en Montross es muy suave, de modo natural dureza no disminuye el impacto sobre la vida acuática.

Estudios de procesos

Tanto el Departamento de Correcciones de Virginia y el condado de Westmoreland contratados de forma independiente con Intl recursos. Ltd. para estudiar y proponer soluciones. Unidad 13 era la planta inicial evaluado. El primer enfoque en la Unidad 13 era reducir metales pesados ​​en tradicional, formas “al final de la tubería”, tales como el control del pH, coagulación química, ultrafiltración, adsorción zeolita y mejorado eléctricamente de coagulación. Un programa de prueba parte superior del banco se creó utilizando el ajuste del pH seguido por ulación COAG de productos químicos y ultrafiltración.

El programa no cumplió con los límites. El problema química básica era que el control del pH solamente tendrá un impacto en la precipitación de metales en rangos más altos que las concentraciones requeridas por las regulaciones.

Las pruebas se realizaron en adsorbentes de carbono-zeolita pero, también, no logró alcanzar los bajos niveles requeridos. De estos métodos, el método de coagulación mejorada eléctricamente era el único que cumplir los límites. Un sistema electro-coagulación fue diseñado y oferta, pero todas las propuestas eran demasiado presupuesto. Debido a que el tratamiento de todo el flujo sería costoso, se determinó que otros cambios potenciales del proceso deben ser revisados ​​más.

El destino de los Metales

Se ha sugerido que los metales pesados ​​se están poniendo de nuevo en solución debido a la sobre-digestión (aireación) del lodo activado, seguido por decantación del digestor de nuevo a la SBR. La investigación realizada por Intl recursos. mostraron que los metales pesados ​​eran propensos a concentrarse en los esqueletos y los cuerpos de las entidades biológicas en los lodos activados, conocidos comúnmente como “errores” típicos presente son bacterias “errores.”; protozoos ameba; protozoos flagelados; Nadan libremente protozoos ciliados; arrastrándose protozoos ciliados; acechado protozoos ciliados; y metazoarios (rotíferos, nematodos, osos de agua, ostrácodos, etc.). A medida que la mezcla de las formas biológicas consumido los materiales de desecho en las aguas residuales, tendrían la captación de los metales. Pero después de que los materiales de desecho se agotan, los insectos consumen entre sí. Los residuos de estos insectos consumidos contiene metales y, por tanto, vuelve a la solución, con el tiempo que sale de la planta en el efluente.

Sólo hay dos rutas de los metales podrían tomar para salir de la instalación: a través del efluente o el lodo. Si la biota lodo activado contenía los metales pesados ​​en sus cuerpos, entonces sería mejor para eliminarlos más rápidamente de la aguas residuales y no permitir que se continúan consumiendo uno al otro, volviendo de este modo los metales para los SBR a través de decantación o filtración. Si una instalación tiene límites más altos en los metales pesados, sería razonable para permitir que los insectos para canibalizan, reduciendo la cantidad de lodo que ser eliminados (un ahorro de costes). Debido a que muchas plantas de tratamiento no tienen tales restricciones extremadamente bajos de metales pesados, es una práctica gene- ral para digerir el lodo en el digestor tanto como sea posible, y para decantar el líquido claro de nuevo en el sistema de tratamiento.

Las pruebas confirmaron que los sólidos del lodo contenían alta concentración de metales pesados ​​y el decantado digestor que se devuelven a la Cess pro- era bastante más concentrada en metales pesados ​​que el efluente. Por tanto, la clave para cumplir con los límites de cobre y zinc era eliminar más de lodos del sistema, más a menudo.

Unidad 13 Modificaciones

En el caso de la Unidad 13, se suministró originalmente ninguna filtración de lodos y fangos líquido fue llevada a una cercana gran sistema de recogida municipal. A fin de mantener los costes de transporte bajo, el lodo se digirió vigorosamente y se decantó varias veces antes de acarreo. Las pruebas se realizaron por formato de lance ing los lodos de distancia con más frecuencia, lo que minimiza la decantación, y luego el metal pesado entraron en el cumplimiento. El propietario determinó que sería ahorrar costes en el largo plazo mediante la filtración de los lodos y el transporte de la torta de lodo a una instalación de tratamiento adicional que proporciona la hermana y la aplicación al suelo. Recurso Intl. diseñadas las instalaciones para una prensa ventilador de lodos de disco vertical para ser instalado.

El diseño incluye una opción para la electrocoagulación del filtro de filtrado ventilador, en caso de que el efluente todavía no cumplía con los límites requeridos. El filtro del ventilador, fabricado por Prime Solution Inc., fue instalado en un nuevo edificio diseñado por Intl de Recursos., Y un bucle de recirculación por bombeo se ha instalado en los tanques de lodos del digestor para llevar los lodos a la construcción del filtro. La porción de filtro del proyecto fue hecho una oferta y se instala. En el arranque, la planta comenzó a cumplir con los límites de metales pesados, sin la necesidad de instalar electrocoagulación.

Modificaciones Montross

En el caso de Montross, una prensa de cinta estaba a la mano, pero sólo se utiliza una vez cada tres meses para filtrar los lodos. Esto significa que casi todos los metales pesados ​​estaban siendo liberados de nuevo en el efluente, porque muy poco se desalojaba con el lodo. Los operadores fueron instruidos para presionar lodos sobre una base más quent cuencia, aproximadamente cada semana.

Debido a que la planta necesita para coagular fosfatos y filtrar las partículas resultantes, que originalmente fue equipado con un par de filtros de arena de efluentes. Los filtros de arena final de descarga-limpieza continua complicadas no eran operable. La tubería instalada originalmente permitió un filtro de arena molesto para volcar toda la arena de nuevo en el SBR. Estos filtros fueron reemplazados por un filtro final disco giratorio llamado Aqua-disco que fue instalado para atrapar cualquier biota o restos biológicos, más cualquier fosfatos coaguladas de pasar al emisario de efluentes. Estos cambios en la estrategia y equipos de proceso trabajaron juntos para reunirse periódicamente algunos de los límites de cobre y zinc más restrictivas en el estado.

La planta Montross se mejoró aún más con la instalación de un cribador de tornillo sinfín para las obras de toma. El investigador fue fabricado por O-Tec Inc., de Maple Heights, Ohio. Recurso Intl. Ltd. diseñó estas modificaciones. Los inspectores de obras de cabecera anteriores eran inoperables. La eliminación de desechos por el nuevo cribador redujo los grandes materiales que entran en la SBR. Aunque no impactando directamente metales pesados, esta mejora ayudó a permitir que la planta en general para operar más consistente.

El muestreo limpia

Además, las técnicas de “muestreo” limpio se instituyeron para asegurar que los resultados de efluentes eran correctas. La planta Montross contratado con el Distrito Sanitario de Hampton Roads (EHD) para proporcionar el “muestreo limpio.” En los bajos valores que se busca, incluso el más mínimo contami- nación puede empujar el resultado por encima del límite. Los protocolos-que utilizan equipo especial, reactivos, técnicas y precauciones desarrollados por EHD-se les enseñó a los operadores para asegurar que la contaminación no sesgar los resultados.

resultados

En conclusión, las dos instalaciones de tratamiento entraron en el cumplimiento de límites muy bajos de metales pesados, en base a la mejor eliminación de las formas de vida biológica y restos que contienen la mayor parte de los metales pesados.


Aldo Zaffalon
Aldo Zaffalon

Author

Water treatment automation expert, with over 25 years of experience in industrial water treatment automation, marketing, sales and engineering.


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