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Optimization of the treatment and disposal of sewage sludge in the ATO of Como: options and scenarios assessment.

Estratto della Tesi di Walter Malacrida

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15 2. Conventional sludge management 2.1 Sludge sources, quantities and management Both domestic and industrial wastewater treatment processes almost always involve the production of sludge, made of concentrated suspensions of the materials removed during the treatment. In fact, it is rare the case in which the purification can be obtained by gasification of the pollutants or by their sol- ubilization in a form compatible with a proper disposal. In general, the treatment can be seen as a con- centration in the sludge of substances initially in a dispersed, dissolved and suspended form and a re- moval by processes culminating in a phase of solid-liquid separation (sedimentation or sometimes flo- tation, filtration and centrifugation). As a result of the concentration step, the sludge contains a sub- stantial portion of the pollutants originally present in the effluent; if not treated and disposed of cor- rectly, it can then give rise to new phenomena of pollution. In urban sewage sludge, the volatile component is dominant, being formed by settled organic material, bioflocculated organic pollutants and excess biomass. Metal precipitates (hydroxides, phosphates, etc.) are present in substantial measure in the case where the cycles of purification include physical- chemical or chemical steps, such as flocculation and precipitation of phosphorus. Sludges are characterized on the basis of the chemical (pH, alkalinity, organic substance, presence of nutrients and micro-pollutants), physical (humidity, specific weight, particle size, calorific value, rheo- logical characteristics) and biological properties that influence the treatment and disposal. Moisture and specific gravity are related to the volume; the rheological properties to the hydraulic behavior; the physical properties to the applicability of the different systems of dewatering; chemical and biological characteristics to the need for stabilization and to identify ways for proper disposal. It is observed, however, that the characterization of sludge is not subject to standardization and that in many cases there is still uncertainty about the parameters to be considered as indicators and methods of defini- tion. Treatment and disposal of sludge are one of the major aspects of the entire cycle of water purification, with heavy economic implications: the relative costs can approach, for certain plant solutions, 40-45% of the total costs of the construction and operation of water treatment plants (Bonomo, 2008). The re- duction of the quantities to be disposed of and of their reactivity in the environment plays a crucial role in the schemes of purification. A typical municipal wastewater treatment plant produces three types of sludge:  Primary sludge, when the initial phase of sedimentation is expected. It is made up of suspended settled material fed with wastewater, separated by simple decantation without having under- gone any process of transformation. Therefore it is always characterized by high putrescibility.  Secondary or biological sludge, made of biomass in excess (excess activated sludge, membranes films), including bacterial colonies and suspended, inert and volatile material, adsorbed or me- chanically trapped. The level of putrescibility depends on the type of biological treatment ap- plied. In some cases (extensive aeration treatment, trickling filters with low load) sludge may be stable enough to not require any additional treatment.  Tertiary sludge, produced by phases of filtration, flocculation or precipitation downstream of the biological treatment. In the presence of simple filtration, without the addition of inorganic reagents, the nature of the sludge is similar to that of biological sludge. Otherwise chemical precipitates are present in a variable percentage in function of the process applied, but often sufficient to produce a good degree of stability. In some cases different types of sludge may be mixed, within the same chain of water treatment. It can be foreseen, for example, the recycling of sewage sludge and tertiary ones (especially if produced by simple filtration) upstream of the primary sedimentation in order to improve the performance of the action exerted by the flocculation of excess biomass and get a better level of thickening. Other waste products in the water line (material retained by the grids and sieves, sand, fats and oils) have unique characteristics that require special disposal methods, distinct from those of the sludge. Hereafter they will not be taken into account.
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Optimization of the treatment and disposal of sewage sludge in the ATO of Como: options and scenarios assessment.

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Informazioni tesi

  Autore: Walter Malacrida
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2013-14
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Environmental and Geomatic Engineering
  Relatore: Roberto Canziani
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 142

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