Mixer 4530 - Processo MBBR - Water Solutions

SOLUZIONI
POCA ENERGIA
PER MOVIMENTARE
LE ACQUE
Marco De Luca
Alpi Acque utilizza con successo i
nuovi mixer Flygt 4530 in un processo
di post-denitrificazione basato sulla
tecnologia Mbbr
48 n.10 maggio 2013
ACQUA
L’ottimizzazione dei costi e la riduzione dell’apporto di sostanze chimiche
rappresentano due delle principali sfi de nella realizzazione
e nella gestione degli impianti di depurazione delle acque refl ue.
L’industria di settore, per tale ragione, è alla continua ricerca di soluzioni
da applicare con successo proprio nell’ammodernamento degli
impianti esistenti. È il caso della tecnologia Mbbr (Moving Bed Biofi
lm Reactor), conosciuta anche come “reattore a biomassa adesa a
letto mobile”, che sta diventando una valida alternativa ai processi
a fanghi attivi anche grazie alla possibilità di essere sfruttata in impianti
esistenti, senza la necessità di signifi cative opere civili per
l’ampliamento delle vasche.
Il principio di funzionamento, all’atto pratico, è infatti semplice e
sfrutta l’impiego di materiale plastico utilizzato come supporto per
favorire lo sviluppo di una fl ora batterica in grado di partecipare attivamente
ai processi depurativi.
Il ‘cuore’ del sistema è così costituito da migliaia di biosupporti, in
pratica dei semplici cilindri plastici traforati, sui quali i fanghi attecchiscono
ed agiscono rapidamente per abbattere in modo naturale
le sostanze inquinanti presenti negli scarichi. Simili carrier sono
solitamente impiegati nei primi stadi di un processo, dove hanno
dimostrato un’elevata capacità nella rimozione del Cod. I risultati
positivi, però, hanno indotto una serie di impieghi anche nei processi
di nitrifi cazione e denitrifi cazione. Il tutto favorito dal fatto che
un simile sistema non richiede regolazioni specifi che al variare del
carico inquinante.
Maneggiare con cura
I liquami da trattare, però, devono entrare in contatto direttamente
con i carrier e questo ha rappresentato, negli impianti esistenti, uno
degli aspetti più delicati. Affi nché il sistema sia effi cace, infatti, è
necessario mantenere i liquidi in constante movimento. Del resto,
come spiega, Enrico Merenda, direttore tecnico di Alpi Acque, “garantire
una corretta agitazione è relativamente semplice in una vasca
in cui si trovano esclusivamente refl ui da trattare. La presenza
dei biosupporti, invece, pone una serie di problematiche”. Il movimento
delle pale, infatti, può provocare la rottura dei carrier, vanifi -
candone così l’effi cacia. Così come le pale, con il tempo, potrebbero
subire una progressiva usura, accelerata dall’ambiente aggressivo
in cui sono immerse. Un’elevata velocità di miscelazione dei supporti,
infi ne, provocherebbe urti violenti tra i carrier stessi e contro
le pareti della vasca, provocando il distacco meccanico dei fanghi
prima che la fl ora batterica abbia completato la propria attività.
Il tutto, come spiega Diego Salvagno, Responsabile Unico Settore
Depurazione Egea, il gruppo cui appartiene la stessa Alpi Acque,
senza perdere di vista la continua ricerca della miglior soluzione per
ridurre i consumi elettrici dei due agitatori in funzione 24 ore al giorno.
Anche questi costi gravano in modo signifi cativo su un’azienda
come Alpi Acque, che gestisce attualmente il servizio idrico integrato
per venticinque Comuni della provincia di Cuneo.

Obiettivi ambiziosi
Eppure Alpi Acque, da tempo, aveva la necessità di ottimizzare il
ciclo di post-denitrifi cazione nella propria vasca nell’impianto di
Savigliano, dove convergono i refl ui provenienti da 23mila abitanti
equivalenti, per una portata media di 300 m 3 all’ora, ma che può
arrivare a 900 m 3 in presenza di piogge o di particolari condizioni
ambientali. La rete di fognatura è caratterizzata da infi ltrazioni di
acque parassite che determinano volumi maggiori rispetto alla
portata media; questo fenomeno comunque è in fase di attenuazione
grazie agli interventi in corso sulla rete fognaria.
Proprio la variabilità del carico inquinante dei liquami in arrivo,
nel tempo, ha suggerito di creare un sistema in grado di gestire
in automatico una serie di processi, evitando così una serie di
sprechi, pur a fronte di un’elevata qualità di servizio.
Dal 2009, inoltre, la Regione Piemonte ha defi nito nuovi limiti di
emissione di sostanze inquinanti nelle acque di scarico, ancora
più restrittivi, per nutrienti quali azoto e fosforo. Limiti che, sin
dall’inizio, l’impianto di Savigliano è stato chiamato a rispettare.
A fronte di una simile sfi da, la giovane tecnologia Mbbr è apparsa
la soluzione potenzialmente più idonea, in termini di risultati, ma
anche di ridotto investimento iniziale.
Per questa ragione, mettendo a fattor comune l’esperienza maturata
negli anni da Merenda e le competenze di un giovane laureato
come Fabio Francione, i tecnici sono andati alla ricerca
di una soluzione a queste nuove sfi de. Un’attività che ha visto
anche l’attivo coinvolgimento dell’Università di Trento, nei cui dipartimenti
vengono studiate alcune delle soluzioni più innovative
nell’ambito della depurazione. Uno sforzo congiunto che ha portato
a ristudiare l’intero processo di depurazione, identifi cando
nella vasca di post-denitrifi cazione una delle aree su cui si sarebbe
potuto agire con maggior successo.
Al termine dello studio, che ha dovuto valutare anche il problema
delle infi ltrazioni di acque parassite, si è così deciso di modifi care
radicalmente il funzionamento dell’impianto esistente ma, soprattutto,
di sfruttare al meglio la tecnologia Mbbr in fase di postdenitrifi
cazione. Considerando che, oltre ai vantaggi ambientali
e sui consumi elettrici, questa tecnologia può essere attivata con
investimenti limitati. Del resto, considerando che per l’intero revamping
impiantistico erano disponibili solo 800mila euro, ogni
intervento è stato valutato con estrema cura.
Il principale limite di una simile tecnologia, in fase di post-denitrifi
cazione, è però connesso al devastante effetto meccanico degli
agitatori in commercio. Problemi che avrebbero potuto infi ciare
il successo dell’intero progetto, che prevede di riempire il 45%
della vasca di post-denitrifi cazione con i biosupporti.
E la soluzione, come spesso, accade, è stata individuata a pochi
chilometri dalla sede di Alpi Acque, dove Xylem stava sperimentando
l’innovativo mixer Flygt 4530 presso un analogo impianto
di depurazione.
La tecnologia Mbbr (Moving Bed Biofi lm Reactor), conosciuta anche come “reattore
a biomassa adesa a letto mobile”, sta diventando una interessante alternativa
ai processi a fanghi attivi.
Gli impianti di depurazione devono rendere sempre più moderni i propri processi.
I nuovi mixer Flygt 4530 riducono del 50 % i consumi di energia elettrica.
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SOLUZIONI
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ACQUA
La particolare forma delle pale garantisce un’elevata movimentazione dei liquami
anche a fronte di una rotazione lenta e di bassi consumi.
I mixer Flygt 4530 facilitano i processi MBBR senza danneggiare i biosupporti.
Massima effi cienza e bassi costi energetici
Flygt 4530 rappresenta l’evoluzione dei Flo Maker, ovvero i mixer
Flygt 4410 e 4430 contraddistinti da due grandi pale dalla caratteristica
forma a banana. Un profi lo che, anche a fronte di una
limitata velocità di rotazione e bassi consumi, permette di movimentare
signifi cative masse di liquami. Questi mixer, per le loro
dimensioni, non potevano essere impiegati in vasche di dimensioni
ridotte come quelle de depuratore di Savigliano. Da qui la scelta
di utilizzare i nuovissimi mixer Flygt 4530, che i progettisti della
multinazionale hanno sviluppato sulla scorta dell’esperienza maturata
proprio sui sistemi di grandi dimensioni. I nuovi mixer, dotati
di sistema tripala con un diametro totale di soli 1.200 mm, riescono
infatti a fornire un’effi cace spinta anche a fronte di un basso
numero di giri al minuto. Anzi, proprio in vista del loro impiego in
impianti Mbbr, è stata studiata una combinazione del 4530 con
un numero di giri particolarmente ridotto. Il particolare disegno
della pala, oltre a conferirgli elevatissime qualità di inintasbilità,
raggiunge altissimi livelli di effi cienza riuscendo a trasferire
la propria spinta ai liquami senza creare gorghi e turbolenze che
farebbero inevitabilmente crescere i consumi di energia elettrica.
La soluzione, quindi, possedeva tutte le caratteristiche idrodinamiche
richieste da Merenda e dal suo team. Requisiti che, uniti
alla fama di Xylem, già fornitore di riferimento per la maggior
parte dei sistemi di movimentazione dei liquami adottati da Alpi
Acque, hanno indotto i responsabili della società a essere in primi
al mondo a installare un simile apparecchio.
“Certo - ammette lo stesso Merenda - essere precursori nell’uso
di una tecnologia implica sempre una certa apprensione, oltre
a un maggior impegno in fase progettuale. Sin dall’inizio, però,
abbiamo potuto contare sul supporto tecnico di Xylem e la fi ducia
nell’estrema affi dabilità dei prodotti sviluppati da Flygt”.
Un supporto che, come spiega Francione, si è rivelato fondamentale
anche per progettare al meglio il posizionamento dei due
mixer, installati alle estremità di uno dei bordi della vasca di postdenitrifi
cazione. In questo modo, individuando l’inclinazione adatta
a far convergere i refl ui verso la griglia di affi oro dell’impianto,
è possibile dirigere al meglio il fl usso dei liquidi all’interno della
vasca. Anche perché il movimento indotto, oltre ad agevolare l’attività
della fl ora, facilita la pulizia della griglia stessa e impedisce
ai carrier di rimanere incastrati.
Lo stesso produttore dei biosupporti, vedendo i mixer in azione, è
rimasto positivamente colpito. Una sensazione confermata a tre
mesi dall’entrata in funzione, quando un ulteriore sopralluogo di
tecnici specializzati non ha rivelato nessun danneggiamento dei
carrier. Un risultato reso possibile anche dal particolare design
inintasabile delle eliche, che previene il rischio di trattenere eventuali
solidi in sospensione.
Una situazione negativa che porterebbe a una riduzione dell’effi
cienza della miscelazione, arrivando persino a bloccare la rotazione
dell’elica. Inoltre il trattamento superfi ciale delle pale
garantisce un’elevata resistenza all’usura del sistema, sia per la
lega speciale di alluminio in cui è realizzata l’elica e per lo speciale
processo di verniciatura adottato, in grado di ridurre al minimo
la necessità di manutenzione periodica. Un insieme di caratteristiche
completato, alla luce dei primi rilievi sui consumi elettrici,
da un’ulteriore sorpresa, come spiega Merenda: “I dati tecnici
forniti da Xylem indicano una riduzione dei consumi valutabile
nel 50% rispetto alle soluzioni tradizionali. In realtà, come risulta
dai nostri strumenti, il risparmio è stato maggiore e ci permetterà
di rientrare dell’investimento in tempi ancora migliori rispetto a
quanto preventivato”.
Al di là degli aspetti prettamente economici, però, il vero valore
di un impianto di depurazione consiste nell’abbattimento delle
sostanze inquinanti. Un obiettivo pienamente raggiunto, come
sottolinea lo stesso direttore tecnico: “All’inizio dell’intervento il
nostro sistema era vicino ai limiti ammessi dalla Legge, mentre
oggi siamo al 40% dei valori massimi consentiti e possiamo vantare
un impianto eccellente, per quanto riguarda la linea acque;
pur a fronte di un investimento relativamente limitato. È in corso
di approvazione il progetto per l’ottimizzazione della linea fanghi
ed i pretrattamenti al fi ne ottenere un impianto completamente
funzionale e moderno.
www.xylemwatersolutions.com/it