Case study / Depuratore biologico a biodischi

Il concetto funzionale su cui si basa l’impianto di depurazione a biodoschi si fonda essenzialmente sul seguente principio:
alla flora biologica, attrice principale del processo di depurazione, viene offerto un supporto inerte sul quale essa possa svilupparsi. il supporto porta la flora stessa, alternativamente, a contatto con la materia organica contenuta nel liquame da depurare e con l’ossigeno atmosferico.
I microrganismi costituenti la flora biologica, posti a contatto diretto con i due elementi determinanti per il loro sviluppo e la loro attività, assorbono direttamente la maggior quantità possibile di materia organica durante la fase di immersione nel liquame e l’ossigeno proporzionalmente necessario durante la fase di emersione.
Praticamente questo principio è stato realizzato costruendo dei rulli costituiti da dischi in polipropilene calettati su di un albero ruotante a bassa velocità (qualche giro al 1′).
Lo strato di flora batterica che aderisce ai dischi, quando raggiunge lo spessore di 4-5 mm, si stacca in fiocchi facilmente sedimentabili.
Gli interstizi tra i dischi non s’intasano mai e consentono di rifornire con continuità la flora di materia organica e di ossigeno.
I fiocchi, separati dall’acqua depurata in una vasca di sedimentazione, costituiscono un fango caratterizzato da un elevato contenuto in sostanze secche (4%) e da alta velocità di sedimentazione.

Vantaggi biologici ed operativi dell’impianto:

Elasticità di funzionamento
Il tappeto biologico presente sui dischi, a fronte di punte di carico inquinante eccezionali (anche decuple del carico normale) può per qualche ora assorbirle, senza che la qualità dell’ effluente ne risenta, accelerando la crescita della flora. altrettanto dicasi a fronte di punte di carico idraulico con grande diluizione della materia organica. La flora presente sui dischi riduce semplicemente la propria attività senza praticamente risentire conseguenze durature.

Insensibilità alla temperatura ambiente
Data la piccola superficie di suolo occupata dai rulli dischi, questi possono essere, senza grande spesa, protetti da una copertura. Basta quindi il poco calore apportato dai liquami e la lieve esotermicità delle reazioni dei microrganismi a mantenere sui dischi una temperatura tale da consentire la normale attività biologica. Il sistema biorulli® consente quindi di ottenere la depurazione anche con temperature esterne di -20° c.

Assorbimento diretto dell’ossigeno
La flora assorbe l’ossigeno necessario alla sua vita, nell’esatta misura, direttamente dall’aria durante la fase di emersione del disco. ciò rende indipendente questo essenziale fenomeno dalla temperatura che agisce negativamente in altri tipi d’impianto nei quali la flora assorbe l’ossigeno preventivamente disciolto nell’acqua. Al crescere della temperatura infatti la solubilità dell’ossigeno nell’acqua diminuisce.

Funzionamento ad alti carichi biologici
è possibile col sistema a dischi operare su liquami aventi alti o altissimi valori di bod5.

Insensibilità agli idrocarburi, agli oli minerali, ecc. e loro sottrazione
I microrganismi presenti sui dischi sono posti nella condizione ideale per assorbire, asportandoli,grassi, oli lubrificanti, benzine, oli combustibili, idrocarburi, ecc. oltre che sviluppare su tali materie un’azione disgregatrice della molecola ed una vera e propria depurazione. Tenori di 40-50 mg/l di idrocarburi nei liquami vengono abbattuti senza difficoltà. è perciò possibile omettere una disoleazione preventiva o condurla con sistemi molto semplici e con risultati anche grossolani. il contenuto in idrocarburi nello scarico finale può essere ricondotto fino a 4-5 mg/l.

Facile avviamento e insensibilità agli arresti
La flora si forma spontaneamente sui dischi senza alcuna necessità d’innesto. la formazione inizia visibilmente 7-8 giorni dopo l’avviamento dell’impianto e, dopo 15-20 giorni, si raggiunge il regime.in caso di funzionamento intermittente con arresti di più giorni, l’impianto si riporta a regime in 2-4 giorni. nel caso di arresto del moto dell’ordine di una giornata, la ripresa della normale funzionalità avviene in un brevissimo tempo.

Piccolo ingombro
L’ingombro del complesso è molto modesto, dell’ordine di 0,1 m2 per abitante.

Basso consumo di energia
Il consumo di energia relativo alla sezione biorulli® e chiarificazione è di circa 8 kwh/anno per abitante equivalente. I rulli ruotano in permanenza anche quando non affluisce liquame.

Campi di impiego
Non ci sono particolari limiti di utilizzo per il trattamento depurativo delle acque reflue domestiche e/o assimilate con l’impianto di depurazione a biodischi
particolarmente adatto anche presso camping e/o villaggi turistici con casette ed alloggi sparsi, la grande flessibilità del depuratore delle acque reflue a biodischi
le tantissime istallazioni in tutto il mondo, ci permettono di aver accumulato una esperienza tale da poter dire che è possibile trattare:

  • acque reflue domestiche di tutti i tipi di utenze
  • scarichi di hotel, ristoranti, campeggi, villaggi turistici, agriturismi ed altre attività di tipo ricettivo.
  • acque reflue di allevamenti di pesci e canili
  • acque reflue provenienti da aziende agricole in generale
  • e tutte le altre acque reflue anche di natura industriale

Riferimenti normativi
Il depuratore a letto percolatore aerobico viene indicato come elemento impiantistico secondario, dal d.lgs 152/06 e riportato nei vari regolamenti regionali, da utilizzare insieme ad altri sistemi primari, necessari a diminuire il carico inquinante delle acque reflue ed a restituirle all’ambiente più depurate possibile.

IMPORTANTE
Il Regolamento Europeo n. 305/11 ha previsto che anche questa tipologia di impianti deve essere certificato secondo la direttiva CE EN 12566:3 sia per i parametri, strutturali che funzionali, questi ultimi obbligatori dal 1° luglio 2013, attraverso il test di rendimento depurativo obbligatorio della durata di almeno 38 settimane.

Manutenzione
Uno dei principali vantaggi offerti dall’impiego del metodo a biorulli sono le spese di manutenzione praticamente trascurabili grazie a:

  • velocità ridotta dei dischi con conseguente trascurabile usura delle parti meccaniche;
  • nessun controllo, o regolazione, è richiesto per l’apporto di ossigeno quando i carichi variano.l’assorbimento di ossigeno dal tappeto biologico è assicurato anche in caso di elevato carico di sostanze inquinanti poiché avviene direttamente dall’aria senza l’intermediazione dell’acqua;
  • gli impianti molto piccoli richiedono una manutenzione valutabile in un paio d’ore settimanali.
  • assenza di rumori e vibrazioni
  • le basse velocità in gioco sono la migliore garanzia di silenziosità dell’impianto.

Descrizione e funzionamento dell’impianto

Sedimentazione primaria
Gli scarichi grezzi provenienti dalle utenze debbono affluire ad una o più fosse (tipo imhoff) che
assolvono alle seguenti funzioni:
a) separazione fisica dei corpi solidi sedimentabili più grossolani
b) digestione o stabilizzazione dei fanghi primari
se tali fosse esistono come fosse biologiche (settiche o non) vengono utilizzate tali e quali, con eventuali modifiche di lieve entità. dove non esistono, debbono essere costruite secondo il nostro progetto.
Dalla fossa biologica i liquami vengono convogliati all’impianto biologico per dislivello, ove possibile, o con mezzi meccanici.

Equalizzazione e sollevamento
La funzione di questa prima fase è quella di bilanciare e sollevare i liquami dalla quota di arrivo a quella del successivo regolatore di portata. il volume utile di questa vasca è calcolato in modo da poter gestire le punte di carico idraulico che inevitabilmente si presentano nell’arco della giornata.sono previste due elettropompe centrifughe sommergibili con girante aperta arretrata idonee perciò al sollevamento di liquami; delle due una è di riserva all’altra così da avere una maggiore sicurezza di esercizio. il comando della pompa è attuato da due interruttori di livello a galleggiante con bulbo di mercurio: quello posto al livello più alto dà il consenso all’accensione, quello al livello più basso arresta le pompe.
 
Denitrificazione (se richiesta)
in questa fase si attua la trasformazione dell’azoto nitrico (no3) in azoto gassoso (n2) che si libera nell’atmosfera. questa trasformazione avviene ad opera di particolari batteri ed in assenza di ossigeno. pertanto è prevista una vasca a livello costante ed opportunamente miscelata nella quale vengono riciclate le acque provenienti dalla sezione biologica e parte dei fanghi sedimentati nella vasca di chiarificazione finale.
 
Ossidazione biologica a biodischi
Dalla fase di denitrificazione i liquami pervengono al monoblocco di ossidazione. il monoblocco è costituito essenzialmente da una vasca contenente il rullo dischi mosso da un piccolo motoriduttore.una copertura in poliestere rinforzato con fibra di vetro completa la macchina e la rende idonea all’esercizio anche all’aperto. I dischi sono realizzati con una lastra di polipropilene a struttura alveolare avente uno spessore di almeno 5 mm. su di essi avviene il processo di assorbimento delle sostanze organiche decomponibili
da parte della flora batterica formatasi. l’acqua depurata e i frammenti di flora batterica staccatisi dai dischi vengono poi inviati alla vasca di sedimentazione finale.
 
Chiarificazione finale
La funzione di questa vasca è di separare meccanicamente, dall’acqua proveniente dalla sezione biologica, i frammenti di flora staccatisi dai dischi. tali frammenti costituiscono il cosiddetto “fango di supero” che, per effetto delle sue buone proprietà di sedimentazione, si deposita sul fondo della vasca. i fanghi sedimentati vengono rinviati, mediante una pompa temporizzata, o alla denitrificazione o alla fossa imhoff; nel caso la/le fosse primarie non fossero in zona impianto si potrà prevedere un apposito di gestore in loco.
 

 

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