Processi di areazione

A BOLLE GROSSE

Basandomi sul diagramma precedente posso decidere di usare diversi tipi di diffusori in modo da ottenere

rendimenti maggiori.

Andiamo ad analizzare i SISTEMI A BOLLE FINI:

• Diffusori a piatti forati: Ho una lamina su cui faccio dei fori che a seconda delle dimensioni daranno

bolle grosse a fini. Andando a dosare il diametro dei fori decido il diametro, almeno quello iniziale,

delle bolle. Sono molto semplici, prendo delle lamine che possono essere di PVC oppure di metallo,

e le foro. Affinché ci sia il passaggio di aria devo attrezzarli di una camera d’aria e le lamine avranno

una loro larghezza specifica così da poter essere più resistenti. Devo cercare di avere condizioni

meccaniche ottime, troppi fori, infatti, mi creerebbero problemi ma, allo stesso tempo, fori troppo

piccoli potrebbero causare problemi di ostruzione a causa dei solidi sospesi presenti nell’aria. Il

problema principale rimane l’ostruzione.

• Diffusore a pannelli: Per superare il problema dell’ostruzione l’unica soluzione è quella di mandare

portate di aria violente in grado di “sparare” i solidi velocemente così da evitare l’ostruzione.

• Diffusore tubolare ceramico: può essere formato anche da una membrana polimerica. L’aria passa al

suo interno, in questo caso non ho dei fori ma veri e propri pori che sono ancora più piccoli. La

presenza di pori è che, nonostante io possa mandare l’aria a velocità molto alte, il problema

dell’ostruzione è ancora più ingente. Le membrane presentano una determinata porosità, il

problema è che, essendo una membrana porosa, qualora si formassero incrostazioni, andrei a

dirottare l’aria in altre parte. Per avere delle informazioni su queste macchine dobbiamo avere come

varia il SOTE in funzione della portata. Per queste tipologie di diffusori, specialmente quelli a

membrana, vedo che il rendimento diminuisce con l’aumentare della portata ma comunque riesco

ad ottenere rese abbastanza alte. La diminuzione della resa è anche direttamente proporzionale alla

profondità. Con l’aumentare della profondità a cui sono posti i diffusori, aumenta l’efficienza. Nello

specifico la caduta di resa è abbastanza leggera quindi sono diffusori buoni.

• Diffusore ceramico a disco: questa è la versione che più si sta diffondendo. Non ho un tubo poroso

ma il tubo, in questa tipologia, fa da supporto ad un disco da cui fuoriesce l’aria. Il VANTAGGIO

principale sta nel fatto che, qualora il tubo poroso dovesse incrostarsi sarei costretta a cambiare tutto

il tubo. In questo caso, usando dei dischi a membrava dovrei semplicemente andare a sost ituire la

zona soggetta alle incrostazioni cioè la membrava presente nel disco. I dischi vengono posti sul fondo

di vasche e sono in numero molto elevato. Maggiore è il numero più riuscirò ad ottenere una

situazione omogenea nel bacino. L’alto numero comporta un’alta efficienza in ogni caso. Da un punto

di vista della manutenzione questa risulta essere molto delicata, se vi è la rottura di pochi dischi,

infatti, non sussiste alcun problema e il funzionamento continua ad essere assicurato. Qualora il

numero di dischi rotti risultasse essere alto dovrei intervenire svuotando la vasca e chiaramente il

processo di sostituzione comporterebbe un’interruzione dell’intero processo. Lo svantaggio, per

quanto minimo, è che comunque vado incontro a problemi di ostruzione e l’unico modo per

attenuare questa problematica è andare a SOVRADOSARE il numero di diffusori. È comunque da

prevedere una perdita di prestazioni. Analizzando il diagramma operativo anche per questo diffusore

il SOTE tende a diminuire con l’aumentare della portata e l’efficienza oscilla tra il 40% e il 15% in base

alla portata inviata. Anche in questo caso il valore del SOTE dipende dalla profondità del bacino.

L’alto numero è giustificato anche dal fatto che, dovendo io mandare molta aria per assicura re la vita

ai microrganismi, ho valori di efficienza molto bassi.

• Diffusore ceramico a membrana: È una valida alternativa al precedente. Non cambia nulla se non il

fatto che la membrana si pulisce meglio in quanto si può lavorare e sottoporre meglio ad operazioni

di pulizia. Quando li sostituisco non c’è la necessità di buttarli ma mi basta pulirli con acidi e soluzioni

aggressive.

SISTEMI DI AREAZIONE A BOLLE GROSSE: Sono tubi metallici dove ho dei fori più grandi che si intasano meno

facilmente ma ho bolle più grandi e quindi un numero inferiore di bolle. Oltre lo scarso intasamento altro

vantaggio è sicuramente la resistenza meccanica maggiore in quanto i tubi sono fatti in acciaio INOX.

Dobbiamo quindi scegliere i vari diffusori in base alle esigenze dettate dall’acqua di scarico da trattare, se ad

esempio ho un’acqua ricca di solidi o un’acqua corrosiva.

Il dimensionamento dei diffusori si fa attraverso diagrammi utilizzati per i compressori dove è riportata

sull’asse delle y la portata e sull’asse delle x i giri al minuto. Dalla parte opposta sempre sull’asse delle y ho

la potenza in KW e al di sotto ho la prevalenza. Se ho una portata con una certa prevalenza posso già calcolare

la potenza. Posso facilmente mettere in relazione, grazie a questo diagramma, prevalenza, portata e potenza.

SISTEMI DI AREZIONE PIU’ MODERNI: Quando faccio areare un bacino in cui all’interno ho dei microrganismi,

con il passare del tempo nella mia acqua di scarico non avrò solo elementi presenti all’inizio ma, dal momento

che sto insufflando ossigeno, ho un aumento dei materiali solidi in sospensione. Chiaramente se il

quantitativo di materiale diventa ingente potrei avere problemi nel mantenere a galla tutto il materiale. I

microrganismi proliferano in seguito alla fornitura di ossigeno e questo, insieme ai solidi sospesi, causa

problemi di caduta e sedimentazione.

I microrganismi crescono più velocemente quanto più la macchina è efficiente e chiaramente se il

quantitativo di microrganismi diventa ingente potrei andare incontro ad una sedimentazione.

Bisogna quindi assicurare, insieme all’areazione, anche una miscelazione. Questa viene assicurata da alcuni

diffusori posti a 70-100 cm da terra. L’areazione è sicuramente accompagnata da una agitazione dovuta alle

bollicine che salgono verso l’alto ma questo non basta e quindi devo assicurare un continuo ricircolo. Devo

quindi necessariamente aggiungere un AGITATORE MECCANICO. Un’idea potrebbe essere quella di prendere

una turbina che gira e che viene posta al centro, ne posso mettere anche più di una così da assicurare il

mantenimento in soluzione dei solidi.

Tra queste tipologie possiamo trovare

• AGITATORE A GETTO RADIALE: Sono protetti da brevetto. Vi è la presenza di una camera con tanti

ugelli. L’aria viene aspirata dall’alto e fuoriesce dagli ugelli. Nel mentre gira vorticosamente

distribuendo ossigeno mediante un gesto radiale. Se questo aeratore viene posto abbastanza in

basso, oltre a mandare una notevole quantità di ossigeno mi permette di creare anche un moto

vorticoso. In base alla grandezza del bacino posso metterne anche più di uno di questi agitatori. I

materiali utilizzati sono per lo più acciaio INOX per diffusori e giranti mentre per l’anello, in quanto

soggetto ad usura, si utilizza la gomma nitrilica. Le tenute meccaniche vengono fatte in carburo di

tungsteno in quanto è molto resistente alla corrosione.

COME SI PROGETTANO LE MACCHINE DI AREAZIONE: Posso farlo attraverso delle curve caratteristiche che

devono essermi fornite dal costruttore. Questi diagrammi riportano l’andamento della potenza assorbita

dalla rete in funzione del battente, cioè l’altezza ha cui viene effettivamente posto, la resa di ossigeno, cioè

portata di ossigeno assorbita, sempre in funzione del battente e l’aria aspirata in funzione del battente. Per

progettare basandomi sui grafici capisco quanti diffusori voglio in base alla mia portata di aria che mi serve

per far avvenire una determinata proliferazione di microrganismi. Il quantitativo di microrganismi è

strettamente correlato alla % di BOD che ho bisogno di rimuovere. Chiaramente quello che io voglio ottenere

è la resa massima. Grazie a questi diagrammi io sono in grado di determinare il numero di aeratori necessari

per ottenere rese ottimale. Osservando i grafici si può vedere come l’andamento della resa presenti un

massimo e poi decresca in funzione del battente crescente.

Per la progettazione io devo prima di tutto valutare la potenza complessiva necessaria affinché riesca ad

ottenere buoni risultati, una volta calcolata la potenza vado a vedere in corrispondenza di quale valore di

potenza ho la resa massima per quella macchina nello specifico. Una volta ottenuto il valore di Potenza

corrispondente alla massima resa vado a dividere la potenza totale per il nuovo valore e ottengo il numero

di diffusori da mettere nel bacino.

Alternativa potrebbe essere il caso in cui io decida il numero di diffusori a priori, successivamente vado a

vedere la potenza delle macchine in funzione della resa massima (io voglio sempre lavorare a % di resa

massima) ed infine calcolo la potenza totale. Posso, eventualmente, utilizzare questo metodo per andare a

confrontare la potenza tra due tipologie di aeratori differenti.

• FLOW GET: Sono delle elettropompe sommerse e ne ho di due tipi: a motore sommerso o con il

motore al di sopra del pelo libero dell’acqua.

Queste sono macchine un po’ più complicate da un punto di vista strutturale e funzionale ma,

utilizzandole, posso usare rendimenti maggiori perché in queste macchine ho una pompa sommersa

che aspira aria e la mescola con acqua. Quello che ne esce è un unico vortice che viene inviato nella

linea di mandata dell’acqua con un getto molto forte. Grazie a questo getto riesco ad assicurare

anche un buon livello di agitazione. Questo aspira anche acqua differentemente dalle altre che si

limitavano ad aspirare aria.

Anche in questo caso la progettazione avviene attraverso diagrammi che riportano determinate

grandezze in funzione del battente. Il mio scopo è chiaramente quello di andare ad ottenere una resa

massima e una volta determinato il valore della resa vado a vedere la portata di acqua necessaria per

ottenere quei valori di resa.

Andando ad analizzare i grafici possiamo vedere come con l’aumentare dell’immersione (cioè il

battente) la portata di aria aspirata tende a decrescere, contrariamente la resa raggiunge un massimo

e poi diminuisce.

• AREATORI SUPERFICIALI: Siamo partiti da macchinari che prelevavano aria da fuori e la sputavano nel

bacino e siamo passati a macchinari che aspirano acqua e la miscelano con aria. In realtà la situ