Il trattamento delle acque è la scienza che mira a migliorare la fornitura di acque reflue e quindi a trattarle in modo che possano essere utilizzate in sicurezza per tutti gli scopi domestici, compresi il consumo di acqua potabile e l’irrigazione. In breve, il trattamento dei rifiuti è la scienza che permette di gestire gli ingredienti (liquami grezzi) in modo tale che gli effluenti (output degli impianti di depurazione) non siano in alcun modo pericolosi o offensivi per la vita o la proprietà.
Come funziona il sistema di trattamento
La forza delle acque reflue e la loro capacità di inquinare l’acqua è descritta da due condizioni fondamentali:
– BOD (Biological Oxygen Demand)
– Solidi sospesi in mg/litro
Ad esempio, quando un corpo idrico, come un fiume, è fortemente sovraccarico di liquami che cercano di ossidarsi o decadere, l’azione dei liquami richiede ossigeno per procedere. Questo BOD è fornito da DO (ossigeno disciolto) nell’acqua. Pertanto, se il BOD supera il DO, non rimane più ossigeno per la vita fluviale. Tutto il trattamento delle acque reflue è finalizzato a soddisfare la domanda di ossigeno e a ridurre i solidi sospesi.
La fase principale di questo processo viene eseguita consentendo ai liquami di depositarsi in un grande serbatoio. Anche se l’effluente del serbatoio di decantazione contiene meno solidi sospesi ed è più pulito, non è stato fatto nulla per soddisfare il BOD in questo semplice serbatoio di decantazione. Affrontiamo la decomposizione controllata delle acque reflue con un processo tale che il DO (ossigeno disciolto) presente nella miscela acqua-acque reflue soddisfi sempre la domanda biologica di ossigeno. Per definizione si tratta essenzialmente di un processo aerobico (i microrganismi dipendono dall’ossigeno per la sopravvivenza).
I materiali alimentari contenuti nelle acque reflue promuovono la crescita di organismi viventi. La loro attività respiratoria diminuisce quindi il DO nelle acque reflue, a meno che l’apporto di ossigeno non venga reintegrato con mezzi naturali o artificiali. Il metodo più comune di trattamento delle acque reflue oggi è il sistema a fanghi attivi che richiede ossigeno per mantenere il processo aerobico.
Un Floc si sviluppa quando le acque reflue vengono aerate nel serbatoio o nei serbatoi di aerazione. Mantenuto in sospensione mediante aerazione, questo fiocco ha una capacità depurativa molto elevata. L’accumulo dei fiocchi nel serbatoio di aerazione viene favorito restituendo i fiocchi formati in precedenza all’affluente del serbatoio. Questo metodo è un tipo di sistema a fanghi attivi.
Dopo l’aerazione, i fanghi attivi vengono lasciati sedimentare nella vasca di decantazione secondaria. I fanghi prodotti in eccesso rispetto alla quantità necessaria per il ritorno al serbatoio di decantazione primario vengono smaltiti come acqua o trasformati in fertilizzanti. L’effluente stesso viene ulteriormente disinfettato prima dello smaltimento per distruggere gli organismi patogeni. Il disinfettante più comune è il cloro.
In questo processo, è molto importante mantenere la corretta quantità di aria per fornire un’aerazione adeguata. Se la fornitura di aria non viene mantenuta a un tasso tale da bilanciare il DO bilanciando il BOD, gli organismi muoiono per mancanza di ossigeno e il processo diventa settico perché i fanghi non vengono più attivati. Pertanto, per bilanciare BOD e DO, la ventola ideale per il trattamento delle acque reflue dovrebbe avere un volume d’aria variabile ed essere selezionata per superare le perdite di pressione totali come indicato di seguito o i cambiamenti nelle condizioni di ingresso della ventola:
1. Filtro, tubo di ingresso e valvole
2. Tubi e valvole dalla flangia di scarico del ventilatore alle aperture del diffusore d’aria.
3. Caduta di pressione attraverso le aperture del diffusore d’aria: minima quando pulita e aumenta quando l’apertura viene intasata da depositi.
4. La pressione statica dovuta al battente delle acque reflue (che rappresenta l’85% della perdita totale).
5. Cambiamenti nelle condizioni di ingresso del ventilatore.
I fattori di perdita 4 e 5 sono della massima importanza per il progettista del sistema di trattamento delle acque reflue. Ciò significa che è necessaria una curva delle prestazioni del ventilatore con una caratteristica di aumento della pressione per compensare le variazioni nella resistenza dei collettori delle acque reflue o del diffusore d’aria.
Vantaggi dei soffiatori centrifughi multistadio nel trattamento delle acque reflue
1. I soffiatori centrifughi multistadio offrono una flessibilità totale nel loro campo di funzionamento poiché possono essere strozzati sia in ingresso che in uscita per ridurre il volume dell’aria mantenendo una curva di pressione stabile. La riduzione del volume d’aria riduce proporzionalmente il consumo energetico, mentre tale risparmio non può essere raggiunto con i ventilatori volumetrici.
2. La semplice disposizione dell’azionamento del ventilatore centrifugo multistadio consente il funzionamento tramite accoppiamento diretto, cinghia trapezoidale o moltiplicatore di ingranaggi.
3. Non è necessario un elaborato silenziatore di aspirazione poiché i ventilatori sono silenziosi.
4. Non è necessario alcun silenziatore di scarico poiché la tubazione di processo può essere collegata tramite manicotto in gomma o giunto di dilatazione alla flangia di uscita del ventilatore per ridurre ulteriormente il rumore.
5. Non è mai necessaria alcuna valvola limitatrice di pressione di emergenza poiché la curva non consente di raggiungere una pressione eccessiva o distruttiva.
6. Per controllare il volume non sono necessarie complesse valvole di sfiato (sfiato nell’atmosfera). Il ventilatore centrifugo multistadio può essere strozzato sia in ingresso che in uscita per regolare il volume e risparmiare HP.
7. Non sono necessarie misure di protezione per alte temperature poiché il rapporto di pressione di progetto dei ventilatori centrifughi non può produrre temperature eccessive o pericolose.
8. Non è richiesto alcun elaborato sistema di lubrificazione a pressione poiché i soffianti centrifughi multistadio sono dotati di cuscinetti antifrizione lubrificati a ricircolo d’olio.
9. Poiché esiste un ampio spazio tra la circonferenza della girante e l’alloggiamento, non sono presenti parti soggette ad usura, a fronte dello stretto contatto tra i lobi e l’alloggiamento dei soffiatori PD.