Produciamo una serie di depuratori biologici a fanghi attivi realizzati con l’impiego di vasche monoblocco prefabbricate in cemento armato vibrato a pianta circolare o rettangolare. Quest’ultime, variamente attrezzate a seconda della loro funzione nel ciclo depurativo, possono essere accoppiate modularmene fra di loro secondo diverse configurazioni che consentono di realizzare tutti gli schemi di processo a fanghi attivi attualmente conosciuti.
Nella posa in opera, le vasche possono essere installate fuori terra o seminterrate oppure interrate a livello della condotta fognaria. In quest’ultimo caso, le vasche vengono sopraelevate e ricoperte al piano di campagna tramite strutture di rialzo e di copertura carrabile o pedonale anch’esse prefabbricate in soluzione monoblocco. Sulle coperture sono praticate aperture munite di chiusini in ghisa di classe adeguata e sufficienti in numero e disposizione a garantire agevolmente la possibilità di ispezione e di manutenzione dell’impianto.
In virtù della loro diversificazione, gli impianti della serie sono in grado di fornire ai progettisti la soluzione ottimale per la depurazione degli scarichi di un ampio settore di utenza che comprende:
– acque reflue urbane provenienti dalle reti fognarie a servizio di comuni e frazioni comunali di consistenza fino a 1000 abitanti;
– acque reflue domestiche o assimilabili scaricate da insediamenti isolati quali case e ville, centri residenziali e commerciali, alberghi, ristoranti, campeggi, villaggi turistici, cantieri, fabbriche, ospedali, ecc;
– acque reflue industriali prodotte da aziende i cui reflui sono totalmente o in parte biodegradabili quali caseifici, conservifici, salumifici, cantine, mattatoi, allevamenti zootecnici, ecc.
Composizione depuratore a fanghi attivi
Gli impianti attualmente offerti sul mercato per la depurazione degli scarichi sopraelencati sono nella quasi totalità composti esclusivamente da un bacino di ossidazione biologica in combinazione con un bacino di sedimentazione secondaria e quindi sono privi di una qualsiasi linea di trattamento del fango di supero.
Ciò perché gran parte di questi depuratori rientra nella categoria degli impianti “ad ossidazione totale” che, secondo convinzione corrente, non producono fango.
Ne consegue che, essendo privo di un mezzo di spurgo e ispessimento del fango di supero, un depuratore così conformato può funzionare (peraltro male per via della scarsa sedimentabilità del fango) solo se viene spurgato frequentemente, il che richiede lo smaltimento di ingenti volumi di fango con costi normalmente inaccettabili.
I depuratori della serie sono costituiti da un modulo base, comprendente per l’appunto i due bacini di ossidazione biologica e di sedimentazione secondaria, che viene abbinato ad un bacino di digestione e ispessimento del fango biologico di supero negli impianti a schema semplificato oppure ad un bacino di bilanciamento idraulico e ad una fossa Imhoff (con funzione di sedimentatore primario e digestore-ispessitore del fango di supero) negli impianti a schema tradizionale.
L’aggiunta di ulteriori moduli di trattamento secondario, quale per esempio il bacino di denitrificazione, consente di attuare tutte le possibili varianti allo schema classico a fanghi attivi fra cui in particolare lo schema nitro-denitro.
L’esigenza di una offerta di impianti così diversificata e qualificata nasce dalla complessa situazione normativa che regolamenta gli scarichi interessati nonché dalla difficoltà intrinseca della loro depurazione, trattandosi in genere di liquami “freschi” non condizionati dalla lunga permanenza nelle condotte fognarie.
Tutti i depuratori della serie e i relativi componenti impiantistici sono stati progettati in conformità con le regole tecniche prescritte dalla UNI EN 12255-6 e quindi posseggono i requisiti di prestazione stabiliti da tale norma.
I depuratori sono descritti nelle schede che seguono a meno dei componenti ausiliari usualmente impiegati quali le stazioni di sollevamento, grigliatura, disinfezione, ecc.
I modelli dei depuratori a fanghi attivi della serie di uso più ricorrente sono elencati nella sottostante tabella in relazione alla loro capacità depurativa ed allo schema di processo operato.
I depuratori per piccole utenze (fino a 30 abitanti) operano secondo lo schema con ricircolo del fango per gravità (modelli FA/SRFG) e sono realizzati con l’impiego delle tre tipologie di vasche monoblocco prefabbricate in cemento armato vibrato a pianta circolare comprese nella serie delle cisterne (vedere scheda).
Nella posa in opera, le vasche vengono interrate a livello della condotta fognaria e rialzate e coperte al piano di campagna tramite anelli di rialzo e solai di copertura pedonale o carrabile recanti le aperture, munite di chiusini in ghisa di classe adeguata, sufficienti a garantire la possibilità di ispezione e manutenzione degli impianti.
Le vasche sono suddivise internamente, tramite un setto in muratura, in due comparti dove vengono ricavati i tre componenti dell’impianto: fossa Imhoff, bacino di ossidazione biologica e sedimentatore secondario.
La fossa Imhoff viene realizzata tramite una parete metallica, sagomata secondo i dettami Imhoff, che separa il canale di sedimentazione primaria delle acque di scarico dal sottostante vano di accumulo e digestione anaerobica dei fanghi di supero (primario e secondario).
Il canale di sedimentazione comunica per troppo pieno con il contiguo bacino di ossidazione biologica che provvede alla biodegradazione delle materie organiche carboniose e dell’azoto ammoniacale presenti nell’acqua ivi defluente a spese dell’ossigeno contenuto nell’aria insufflata da uno o più diffusori di profondità a bolle fini, del tipo a disco con membrana microfessurata, alimentati da un compressore.
Il bacino di ossidazione è separato dal sedimentatore secondario da una parete metallica, posizionata in corrispondenza del bordo del fondo inclinato del sedimentatore e rialzata sì da creare un’apertura per il ricircolo naturale del fango.
Lo stesso compressore alimenta un diffusore d’aria a bolle grosse, del tipo a tubo forato non intasabile, posizionato davanti all’apertura di ricircolo con la funzione di creare un gradiente di densità sufficiente a garantire il richiamo del fango in modo da scongiurare ogni possibilità di intasamento dell’apertura.
Nel bacino di ossidazione è installata una pompa sommersa preposta allo spurgo periodico del fango biologico di supero ed al suo conferimento al vano di accumulo e digestione della fossa Imhoff.
Il sedimentatore secondario è attrezzato con un deflettore del flusso della miscela di acqua e fango biologico defluente dal bacino di ossidazione attraverso il foro praticato sulla parete di separazione e con una canaletta perimetrale di sfioro a profilo Thomson collegata alla condotta di scarico dell’acqua depurata.
Questa tipologia di impianto è particolarmente indicata per la depurazione degli scarichi di case e villette mono e plurifamiliari non allacciate alla fognatura comunale laddove l’impiego della sola fossa Imhoff non è praticabile per la mancanza di spazio o per la natura argillosa del terreno che non consentono la realizzazione di una trincea di dispersione per subirrigazione dell’acqua depurata.
Le vasche sono suddivise internamente, tramite un setto in muratura, in due comparti dove vengono ricavati i tre componenti dell’impianto: fossa Imhoff, bacino di ossidazione biologica e sedimentatore secondario.
La fossa Imhoff viene realizzata tramite una parete metallica, sagomata secondo i dettami Imhoff, che separa il canale di sedimentazione primaria delle acque di scarico dal sottostante vano di accumulo e digestione anaerobica dei fanghi di supero (primario e secondario).
Il canale di sedimentazione comunica per troppo pieno con il contiguo bacino di ossidazione biologica che provvede alla biodegradazione delle materie organiche carboniose e dell’azoto ammoniacale presenti nell’acqua ivi defluente a spese dell’ossigeno contenuto nell’aria insufflata da uno o più diffusori di profondità a bolle fini, del tipo a disco con membrana microfessurata, alimentati da un compressore.
Il bacino di ossidazione è separato dal sedimentatore secondario da una parete metallica, posizionata in corrispondenza del bordo del fondo inclinato del sedimentatore e rialzata sì da creare un’apertura per il ricircolo naturale del fango.
Lo stesso compressore alimenta un diffusore d’aria a bolle grosse, del tipo a tubo forato non intasabile, posizionato davanti all’apertura di ricircolo con la funzione di creare un gradiente di densità sufficiente a garantire il richiamo del fango in modo da scongiurare ogni possibilità di intasamento dell’apertura.
Nel bacino di ossidazione è installata una pompa sommersa preposta allo spurgo periodico del fango biologico di supero ed al suo conferimento al vano di accumulo e digestione della fossa Imhoff.
Il sedimentatore secondario è attrezzato con un deflettore del flusso della miscela di acqua e fango biologico defluente dal bacino di ossidazione attraverso il foro praticato sulla parete di separazione e con una canaletta perimetrale di sfioro a profilo Thomson collegata alla condotta di scarico dell’acqua depurata.
Questa tipologia di impianto è particolarmente indicata per la depurazione degli scarichi di case e villette mono e plurifamiliari non allacciate alla fognatura comunale laddove l’impiego della sola fossa Imhoff non è praticabile per la mancanza di spazio o per la natura argillosa del terreno che non consentono la realizzazione di una trincea di dispersione per subirrigazione dell’acqua depurata.
I depuratori per utenze maggiori (fino a 600 abitanti) sono realizzati con l’impiego delle quattro tipologie di vasche monoblocco prefabbricate in cemento armato vibrato a pianta rettangolare comprese nella serie delle cisterne (vedere scheda) attrezzate e abbinate fra di loro secondo diverse configurazioni che dipendono dallo schema di processo operato dall’impianto.
Il modulo base di tutte le configurazioni è costituito da un bacino di ossidazione biologica equipaggiato con un sistema di aerazione di profondità e collegato, tramite una condotta sommersa, con un bacino di sedimentazione secondaria dotato di dispositivo di ricircolo del fango sedimentato.
Il bacino di ossidazione biologica è il componente dell’impianto preposto alla rimozione del BOD5 ed alla nitrificazione dell’ammoniaca tramite ossidazione biologica a fanghi attivi delle materie organiche carboniose (in anidride carbonica, acqua e sottoprodotti) e dell’azoto ammoniacale (in azoto nitrico) presenti nell’acqua defluente nel bacino.
Nella versione corrente, il sistema di aerazione è realizzato con diffusori d’aria di profondità a bolle fini del tipo a disco con membrana microfessurata, posizionati uniformemente sul fondo del bacino e innestati su un circuito di distribuzione dell’aria alimentato dalla tubazione di mandata di due compressori d’aria (di cui uno di riserva) collegati in parallelo mediante due raccordi muniti di valvola di regolazione della portata e valvola di ritegno.
Il bacino di sedimentazione secondaria è il componente dell’impianto che provvede alla decantazione della miscela di acqua e fiocchi di fango biologico proveniente dal bacino di ossidazione con conseguente separazione dell’acqua chiarificata dai fiocchi. Quest’ultimi si depositano per gravità e si addensano sul fondo del sedimentatore, da dove il fango risultante viene ricircolato al bacino di ossidazione, mentre l’acqua surnatante tracima nella canaletta di sfioro e si incanala nella condotta di scarico.
Il bacino è conformato con fondo a tramoggia ed è equipaggiato con i dispositivi tipici dei sedimentatori a flusso ascensionale: condotta di immissione della miscela di acqua e fango, deflettore cilindrico coassiale, canaletta perimetrale di sfioro a profilo Thomson e condotta di scarico dell’acqua depurata. Il dispositivo di ricircolo del fango consiste in un estrattore idropneumatico (air lift) a funzionamento intermittente azionato dai due compressori a servizio del bacino di ossidazione mediante una diramazione di mandata dell’aria dotato di valvola di regolazione manuale della portata e valvola automatica di intermittenza.
Stante la mancanza di una linea di trattamento del fango, un depuratore così configurato può operare solo se il fango biologico di supero viene spurgato dal bacino di ossidazione biologica dove la concentrazione dei solidi sospesi deve essere necessariamente contenuta per favorire la loro sedimentabilità.
Pertanto il fango prelevato è molto diluito e quindi, anche in condizioni di carico particolarmente basso, il depuratore necessita di spurghi molto frequenti che comportano costi di smaltimento del fango inaccettabili per i settori di utenza a cui questa tipologia di impianto viene impropriamente venduta.
I depuratori a fanghi attivi a schema semplificato (modelli FA/SS) sono composti da un modulo base abbinato ad un bacino di accumulo, ispessimento e digestione anaerobica del fango biologico di supero, il quale consente di ridurre drasticamente la frequenza di spurgo del fango rendendone al contempo più agevole il conferimento al centro di trattamento finale.
Il bacino di accumulo del fango comunica per troppo pieno con il contiguo bacino di ossidazione biologica attraverso una apertura praticata sul bordo superiore della parete di confine ed è alimentato da una diramazione di spurgo innestata sulla tubazione di ricircolo del fango sedimentato ambedue munite di valvola di intercettazione a valle dell’innesto.
In condizioni di esercizio, la valvola di ricircolo viene tenuta aperta e quella di spurgo chiusa.
Periodicamente, un campione di miscela di acqua e fango biologico deve essere prelevato dal bacino di ossidazione e lasciato decantare per 30 minuti in un cono Imhoff.
Quando l’esame visivo del cono evidenzia un eccesso di fango, occorre provvedere alla estrazione di una parte del fango dal bacino di ossidazione in modo da mantenere costante la concentrazione dei solidi sospesi. Questa operazione si effettua chiudendo la valvola di ricircolo e aprendo quella di spurgo per un certo periodo di tempo.
Il fango conferito al bacino di accumulo si deposita sul fondo mentre il surnatante tracima nel bacino di ossidazione attraverso l’apertura di comunicazione.
Quando il fango si approssima alla superficie libera, il bacino deve essere svuotato tramite autospurgo.
Nell’intervallo fra due prelievi, il fango accumulato viene digerito anaerobicamente e quindi perde una parte della frazione volatile della sostanza secca che viene rimossa sotto forma di emissioni gassose (metano, anidride carbonica, ecc.) ed inoltre subisce un ulteriore ispessimento per compressione degli strati inferiori per cui, all’atto del prelievo, il fango risulta ampiamente ispessito e stabilizzato.
Questa tipologia di impianto viene prodotta in quattro versioni di diversa potenzialità e risulta particolarmente adatta al trattamento delle acque di scarico domestiche o assimilabili di insediamenti isolati di consistenza non superiore a 200 abitanti equivalenti nonché delle acque di scarico industriali di aziende con reflui biodegradabili (tipicamente quelle agroalimentari).
I depuratori a fanghi attivi a schema tradizionale (modelli FA/ST) sono costituiti da un modulo base abbinato ad un bacino di preaerazione e bilanciamento idraulico e ad una fossa Imhoff i quali, uniformando la portata e le caratteristiche degli scarichi e sottoponendoli ad una sedimentazione primaria, migliorano sensibilmente l’affidabilità e le prestazioni degli impianti rispetto allo schema semplificato.
Il bacino di bilanciamento idraulico è equipaggiato con un circuito di aerazione di profondità e con una pompa sommersa per rilancio dell’acqua. Il circuito di aerazione è costituito da diffusori d’aria a bolle grosse del tipo a tubi forati non intasabili ed è alimentato da un apposito compressore.
La pompa di rilancio è collegata ad una tubazione di sollevamento a cui sono raccordate una tubazione di ricircolo ed una di mandata che alimenta i canali di sedimentazione della fossa Imhoff o direttamente il bacino di ossidazione biologica.
Una volta regolate le valvole montate sulle tubazioni di mandata e di ricircolo, la pompa provvede ad alimentare l’impianto ad una portata uniforme (pari alla portata di progetto) nell’arco delle 24 ore giornaliere in virtù della capacità di accumulo del bacino che assorbe gli eccessi di scarico nelle ore di punta.
Al contempo le acque di varia natura vengono omogeneizzate e deodorate per effetto del rimescolamento e dell’ossigenazione provocati dall’aria insufflata dal compressore attraverso il circuito di aerazione.
La fossa Imhoff è dotata di due canali longitudinali di sedimentazione entro i quali la frazione sedimentabile dei solidi sospesi contenuti nell’acqua (fango primario) si separa per gravità e, dopo aver attraversato le aperture inferiori, si deposita sul fondo del sottostante comparto di digestione, mentre l’acqua prechiarificata defluisce nel contiguo bacino di ossidazione.
Ove il caso, per esempio in presenza di scarichi con un basso carico organico o durante la fase di avviamento dell’impianto, la sedimentazione primaria può essere esclusa rilanciando l’acqua dal bacino di bilanciamento direttamente in quello di ossidazione operando sulle valvole montate sulle tubazioni di mandata.
Il fango biologico di supero (fango secondario) viene conferito al comparto di digestione da una diramazione di spurgo innestata sulla tubazione di ricircolo del fango sedimentato ambedue munite di valvola di intercettazione a valle dell’innesto.
Il fango di risulta dal ciclo depurativo (misto di fango primario e secondario) accumulato nel comparto digestione deve essere prelevato periodicamente tramite autospurgo.
Nell’intervallo fra due prelievi, il fango viene digerito anaerobicamente e quindi perde una parte della frazione volatile della sostanza secca che viene rimossa sotto forma di emissioni gassose (metano, anidride carbonica, ecc.) ed inoltre subisce un ulteriore e definitivo ispessimento per compressione degli strati inferiori. All’atto del prelievo, il fango risulta ampiamente ispessito e stabilizzato.
Questa tipologia di impianto viene prodotta in sei versioni di diversa potenzialità e risulta particolarmente adatta al trattamento delle acque di scarico di comuni e frazioni comunali o di grandi centri residenziali di consistenza fino a 600 abitanti qualora sia necessario conseguire un’acqua depurata di elevata qualità.
Schema funzionamento depuratori a fanghi attivi
Lo schema nitro-denitro è la variante allo schema classico a fanghi attivi più praticata. I depuratori della serie operanti secondo tale schema (modelli FA/SDN) sono dotati, oltre ai già descritti componenti dei depuratori a schema tradizionale, di un modulo di denitrificazione costituito da un bacino non aerato equipaggiato con un miscelatore sommerso.
Al contempo, nel bacino di ossidazione biologica viene installata una pompa di ricircolo al bacino di denitrificazione dove viene altresì ricondotta la tubazione di mandata della pompa di estrazione del fango dal bacino di sedimentazione secondaria che, nel caso specifico, sostituisce l’eiettore idropneumatico.
L’inserimento del bacino di denitrificazione permette di realizzare due ambienti, uno anossico e l’altro aerobico, dove la miscela di acqua fango biologico viene rapidamente e continuamente alternata per effetto del ricircolo dal bacino di ossidazione a quello di denitrificazione.
In virtù di tale alternanza, nella miscela si genera e sopravvive uno spettro di microrganismi capaci di operare biologicamente sia l’ossidazione delle materie organiche carboniose e dell’azoto ammoniacale sia la riduzione dell’azoto nitrico ad azoto gassoso. Mentre gli impianti basati sullo schema classico si limitano a nitrificare l’azoto organico e ammoniacale presente nelle acque di scarico, peraltro solo se operati a basso carico, quelli basati sullo schema “nitro-denitro” rimuovono anche l’azoto nitrico derivante dalla nitrificazione.
Inoltre, questo tipo di impianto fornisce prestazioni eccezionali con riguardo sia all’efficienza di rimozione delle materie organiche carboniose sia ai consumi energetici, in quanto parte di tali materie vengono ossidate a spese degli stessi nitrati in luogo dell’ossigeno contenuto nell’aria fornita dai compressori.
Questa tipologia di impianto viene prodotta in sei versioni di diversa potenzialità e risulta particolarmente adatta al trattamento delle acque reflue industriali ad alto contenuto di azoto oppure delle acque reflue domestiche o urbane scaricate da insediamenti fino a 600 abitanti che recapitano in corsi d’acqua ricadenti in aree sensibili per le quali è prescritto un limite di emissione per la concentrazione dell’azoto nell’acqua depurata che non può essere conseguito senza un trattamento specifico.
I depuratori della serie operanti secondo lo schema SBR (Sequencing Batch Reactors) sono composti da due bacini aerati tramite diffusori a bolle fini (reattori) ed equipaggiati con pompe sommerse per lo spurgo del fango e pompe galleggianti per l’estrazione dell’acqua depurata.
Così attrezzati, i due reattori sono preposti contestualmente alla ossidazione biologica delle sostanze inquinanti presenti negli scarichi e alla sedimentazione secondaria del fango biologico.
I bacini di ossidazione sono abbinati ad un bacino di bilanciamento idraulico degli scarichi munito delle due pompe di rilancio ai reattori e ad un bacino di accumulo e digestione anaerobica del fango biologico di supero.
I due reattori funzionano in modo discontinuo alternandosi nei due cicli di riempimento aerato e di funzionamento pieno, il quale a sua volta comprende le fasi di aerazione, sedimentazione, estrazione dell’acqua depurata e stasi (durante quest’ultima fase, viene periodicamente effettuato lo spurgo del fango di supero e il suo conferimento al bacino di accumulo).
Queste operazioni, desumibili dallo schema di processo sottostante e dalla relativa tabella di funzionamento dei componenti impiantistici durante i cicli, sono controllati da un quadro elettrico comandato da PLC.
Questa tipologia di impianto, prodotta in due versioni per potenzialità di 500 e 1000 utenti, può costituire una valida alternativa ai depuratori a schema tradizionale per la sua notevole semplicità costruttiva e operativa.
Le altre varianti allo schema classico a fanghi attivi sono meno praticate e quindi i depuratori operanti secondo tali schemi vengono prodotti fuori standard, sulla base delle specifiche esigenze del committente, in funzione delle loro peculiarità che sono sinteticamente descritte in quanto segue.
Lo schema a contatto-stabilizzazione prevede gli stessi componenti dello schema tradizionale con la sola differenza che il bacino di ossidazione biologica è suddiviso in due comparti, uno di contatto e l’altro di stabilizzazione di volume circa tre volte superiore.
Il comparto di contatto comunica tramite condotta sommersa con il bacino di sedimentazione da cui l’estrattore idropneumatico ricircola il fango nel comparto di stabilizzazione che a sua volta comunica per troppo pieno con il comparto di contatto. Normalmente il bacino di sedimentazione secondaria viene dotato di un pacco lamellare.
Nel comparto di contatto avviene la miscelazione fra il liquame ivi defluente e i fiocchi biologici con conseguente assorbimento all’interno dei fiocchi delle sostanze inquinanti di natura sospesa e colloidale, la cui biodegradazione viene completata nel comparto di stabilizzazione dove si stabilisce un’elevata concentrazione dei solidi sospesi.
Questo schema fornisce buone prestazioni, in particolare nella depurazione di liquami inquinati prevalentemente da sostanze colloidali, impegnando volumi di impianto 3 – 4 volte inferiori a quelli richiesti dallo schema classico. Pertanto viene applicato soprattutto nelle installazioni in ambienti angusti dove la disponibilità di area rappresenta un fattore critico.
Lo schema MBR (Membrane Biological Reactor) prevede la sostituzione del bacino di sedimentazione secondaria con un modulo di filtrazione a membrana (microfiltrazione o ultafiltrazione) nella funzione di separazione fra l’acqua depurata e i fiocchi di fango biologico che compongono la miscela aerata nel bacino di ossidazione biologica.
Il modulo è immerso direttamente nel bacino di ossidazione il quale è attrezzato con particolari aeratori sommersi in grado di erogare aria a bolle fini con portate molto superiori a quelle ottenibili con circuiti di diffusori d’aria di profondità tradizionali.
L’impianto viene in genere completato con un ispessitore del fango biologico di supero costituito da un flottatore ad aria disciolta di tipo innovativo (flocculatore-flottatore monoblocco) realizzato in carpenteria metallica e installato fuori terra.
Il modulo di microfiltrazione o ultrafiltrazione è tipicamente composto da una serie di elementi a membrana tubolare (sistema a tubi) o piana (sistema a piastre) assemblati in modo da realizzare i canali interni di deflusso del permeato i quali sono collegati ad una pompa di aspirazione che crea la depressione necessaria per il passaggio dell’acqua attraverso i microfori delle membrane.
Così conformato, il modulo viene sommerso nel bacino di ossidazione e la tubazione di mandata della pompa di aspirazione viene collegata alla condotta di scarico al corpo recettore o di adduzione al bacino di recupero dell’acqua depurata.
Durante il funzionamento, le membrane tendono a sporcarsi perdendo progressivamente a loro capacità di permeazione fino al completo intasamento dei microfori.
Per rallentare questo processo, il modulo è dotato di un circuito tubolare forato, alimentato da un apposito compressore d’aria, attraverso il quale viene insufflata una corrente d’aria a bolle grosse che investe tangenzialmente le superfici esterne delle membrane allontanando i fiocchi di fango.
Tale accorgimento non può eliminare completamente l’intasamento delle membrane per cui, periodicamente, queste devono essere sottoposte ad un lavaggio in controcorrente con acqua pulita o con la stessa acqua permeata. A tal fine, il modulo è dotato di un circuito di controlavaggio, con apposita pompa, attraverso il quale viene iniettata acqua in pressione all’interno degli elementi a membrana. Ovviamente il circuito di aspirazione dell’acqua permeata e quello di controlavaggio sono dotati di valvole di intercettazione che consentono di escludere un circuito quando l’altro è in funzione.
In ogni caso, il controlavaggio delle membrane non è in grado di ripristinare integralmente la loro capacità di permeazione per cui si instaura un graduale intasamento che comporta l’esigenza di un ricambio periodico delle membrane.
Peculiarità fondamentale dello schema MBR è che, venendo meno la necessità di sedimentare il fango, è possibile operare con concentrazioni dei solidi sospesi nel bacino di ossidazione biologica molto superiori a quelle realizzabili con uno schema tradizionale (12 – 15 kg/m3 in luogo di 3 – 5 kg/m3) il che consente di ridurre di 3 – 4 volte il volume del bacino a parità di carico del fango.
Se si considera che viene anche eliminato il bacino di sedimentazione secondaria, si desume che un depuratore MBR impegna un volume di impianto decisamente inferiore a quello di un depuratore a schema tradizionale di pari potenzialità.
Ulteriore peculiarità dello schema in esame risiede nella elevata qualità dell’acqua depurata che, essendo permeata attraverso microfori (soprattutto se di ultrafiltrazione), risulta praticamente esente da solidi sospesi e dal relativo apporto di carico organico, anche in quelle situazioni del fango biologico (bulking, pinpoint floc) in cui l’acqua chiarificata defluente da un bacino di sedimentazione secondaria avrebbe un alto contenuto di solidi sospesi indipendentemente dal corretto dimensionamento del sedimentatore.
A fronte dei vantaggi sopradetti, a tutt’oggi sussistono ancora alcune incertezze sull’impiego dello schema MBR che derivano soprattutto dal costo dei moduli di filtrazione, dalla durata delle membrane rapportata all’onere della loro sostituzione, dalla semplicità e/o dalla praticabilità delle procedure di controlavaggio delle membrane.
Ad ogni buon conto, non c’è dubbio che nel prossimo futuro questa tecnica soppianterà quella tradizionale, anche grazie al continuo evolversi della tecnologia delle membrane, in tutte quelle applicazioni in cui i costi di costruzione e di manutenzione dei moduli di filtrazione saranno bilanciati dai vantaggi derivanti dai minori costi di realizzazione degli impianti e dall’elevata qualità dell’acqua depurata.
Quale che sia la loro configurazione e lo schema di processo adottato, tutti i depuratori biologici a fanghi attivi della serie vengono completamente costruiti in stabilimento. Una volta realizzate le vasche che compongono l’impianto e le relative strutture di rialzo e copertura, i bacini vengono allestiti, secondo i disegni di progetto, con il montaggio di tutta la componentistica interna (diffusori d’aria, pompe e miscelatori sommersi, canali di sedimentazione della fossa Imhoff, attrezzatura del bacino di sedimentazione secondaria) ivi compresi gli innesti alle condotte di entrata/uscita e di collegamento fra le vasche.
Il servizio fotografico che segue documenta la sequenza di allestimento in stabilimento delle due vasche che compongono il depuratore a fanghi attivi a schema tradizionale per 200 utenti (modello FA/ST/200).
Completato l’allestimento, le vasche e le rispettive strutture di rialzo e copertura vengono caricate sul rimorchio di un camion e trasportate in cantiere dove deve essere preventivamente eseguito lo scavo a misura e deve essere predisposto il piano di posa delle vasche costituito da uno strato di sabbia, un magrone o un massetto di cemento armato a seconda della consistenza del terreno.
Una volta calate le vasche a mezzo di una gru di portata adeguata al peso dei manufatti, vengono realizzati tutti i collegamenti idraulici ed elettrici, quindi vengono posate le strutture di rialzo e copertura e viene effettuato il rinterro.
In genere, l’installazione di un impianto richiede pochi giorni di lavoro. Il servizio fotografico che segue documenta la sequenza di installazione di un depuratore a fanghi attivi a schema tradizionale per 500 utenti (modello FA/ST/500).
La rapidità e la semplicità di realizzazione dei depuratori biologici a fanghi attivi della serie determinano rilevanti economie dei costi di costruzione rispetto agli impianti gettati in opera.
Tali economie si aggiungono ai vantaggi derivanti dalle attestazioni di conformità rilasciate dal Costruttore, relativamente ai controlli di qualità effettuati in stabilimento sui materiali impiegati e sulle procedure di costruzione, e dai Progettisti relativamente alla stabilità strutturale dei manufatti e alla conformità degli impianti alla vigente normativa in materia di tutela delle acque dall’inquinamento.