La Cancellotti Settore Trattamento Acque produce nel proprio stabilimento di Perugia una serie di biofiltri aerati a riempimento mobile prefabbricati progettati specificatamente per la depurazione delle acque di scarico degli autolavaggi ma utilizzabili, previo opportuni adattamenti, anche per il trattamento delle acque reflue domestiche o di scarichi industriali biodegradabili provenienti da altre tipologie di aziende.

Gli impianti della serie sono realizzati con l’impiego di vasche prefabbricate in cemento armato vibrato a sezione circolare, per le altre utenze possono essere impiegate anche vasche a sezione rettangolare (vedere scheda cisterne). In quanto realizzate a getto in soluzione monoblocco, tali vasche offrono la massima garanzia di tenuta idraulica, di stabilità strutturale e di resistenza nel tempo all’azione corrosiva dei liquami a tutela delle acque sotterranee contro possibili perdite di liquami nel sottosuolo. Nelle fotografie è raffigurato un biofiltro in fase di allestimento destinato ad un autolavaggio self service attrezzato con un impianto automatico in grado di lavare fino a 50 autovetture al giorno. Nella tabella sono riportate le caratteristiche tecniche dei tre modelli di biofiltro compresi nella serie.

Nota:Nella versione standard gli impianti sono composti da una unità di pretrattamento (1° vasca) ed una di depurazione biologica (2° vasca).

Configurazione e capacità di trattamento degli impianti

Nella specifica applicazione al trattamento delle acque reflue provenienti dalle stazioni di autolavaggio, gli impianti della serie sono composti dalle seguenti due unità:
a) unità di pretrattamento (sfangamento e disoleazione) delle acque di scarico costituita da un separatore per liquidi leggeri come definito e regolamentato dalle norme UNI EN 858-1 e UNI EN 858-2;
b) unità di depurazione biologica delle acque sfangate e disoleate costituita da un filtro biologico aerato a riempimento mobile equipaggiato con un separatore del fango a flottazione forzata.
Il modello della serie di maggiore capacità (MBBR/30) è dimensionato per il trattamento di scarichi con portata giornaliera fino a 30 m3/giorno. Ipotizzando un fabbisogno di 300 litri di acqua per ogni veicolo lavato, risulta a titolo puramente indicativo che l’impianto può essere applicato in stazioni con una capacità di lavaggio fino a 100 veicoli al giorno.

Elementi di innovazione

La depurazione biologica dei liquami inquinati tramite un filtro aerato a riempimento mobile è stata ideata dal professore Hallvard Odegard nel 1987 ed è stata brevettata dalla società norvegese Kaldnes Miljoteknologi A/S (KMT).
Attualmente questi depuratori sono conosciuti con l’acronimo anglosassone MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor).
Recentemente l’ingegner Giovanni Scarano ha ideato e brevettato un dispositivo per la separazione dei solidi biologici dall’acqua chiarificata da applicare specificatamente ai filtri biologici a riempimento mobile.
Il separatore opera secondo la tecnica della flottazione forzata ad aria dispersa che necessita di un volume molto minore di quello richiesto dalle tecniche separative tradizionali (tipicamente la sedimentazione).
Pertanto, opportunamente realizzato, il separatore viene alloggiato nello stesso bacino di contenimento del filtro biologico evitando, in tal modo, l’impiego di un secondo bacino da destinare alla separazione dei solidi con evidenti vantaggi riguardo alla compattezza e al costo di costruzione dell’impianto.

Peculiarità degli impianti

In virtù delle innovazioni sopra citate (vedere schede tecniche che seguono) gli impianti della serie sono in grado di depurare le acque di scarico degli autolavaggi entro i limiti di emissione previsti dalla tabella 3 dell’allegato 5 alla parte terza del D.Lgs. n. 152/2006 (scarico delle acque reflue industriali in fognatura o in acque superficiali).
Previo installazione di una stazione di filtrazione a sabbia e a carboni attivi, gli impianti sono in grado di produrre un effluente conforme ai limiti della tabella 4 dell’allegato 5 alla parte terza del D.Lgs. n. 152/2006 (scarico delle acque reflue industriali sul suolo) ovvero riutilizzabile nel ciclo di lavaggio. Ciò premesso, le principali peculiarità degli impianti possono essere riassunte come segue:
a) Aspetti strutturali
Per realizzazione degli impianti vengono impiegate due vasche monoblocco prefabbricate in cemento armato vibrato che, in quanto tali, offrono la massima garanzia di tenuta idraulica, di stabilità strutturale e di resistenza nel tempo all’azione corrosiva dei liquami a tutela delle acque sotterranee contro possibili perdite di liquami nel sottosuolo.
D’altronde, essendo le vasche completamente interrate e ove il caso dotate di copertura carrabile, l’installazione degli impianti non richiede alcun impegno dell’area di pertinenza della stazione di autolavaggio.
b) Aspetti funzionali
Gli impianti sono in grado di produrre un effluente conforme ai limiti di emissione previsti dalle norme, oppure riutilizzabile nel ciclo di lavaggio, con un minimo residuo di fango peraltro sufficientemente stabilizzato e quindi conferibile ad un centro di trattamento per il definitivo smaltimento.
Inoltre, poiché gli impianti sono completamente automatizzati, la loro gestione non richiede alcun impegno di manodopera essendo limitata alle sole operazioni periodiche di spurgo dell’unità di pretrattamento.

Assistenza tecnica

Lo Studio Associato di Ingegneria Ambientale è a disposizione degli operatori del settore (progettisti, imprese, privati) per il calcolo e la scelta del biofiltro aerato per qualsiasi tipo di applicazione.

A tal fine, il committente può utilizzare l’annessa scheda di rilevamento dati, compilandola e trasmettendola telematicamente all’indirizzo di posta elettronica indicato nella scheda.
A corredo dell’impianto, oltre al manuale di uso e manutenzione, viene fornita una relazione tecnica completa di elaborati grafici, compilata sulla base dei dati trasmessi, che può essere usata integralmente per la richiesta di autorizzazione allo scarico.
L’assistenza al calcolo e la relazione tecnica vengono fornite senza oneri aggiuntivi sul costo dell’impianto.

CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE DEGLI IMPIANTI

Gli impianti della serie sono composti da due vasche circolari di cui la prima è adibita al pretrattamento (sfangamento e disoleazione) delle acque di scarico mentre la seconda è preposta alla depurazione biologica dell’acqua pretrattata.
Nella posa in opera, le vasche vengono interrate a livello della condotta di scarico e ricoperte al piano di campagna con coperture carrabili o pedonali costituite solai prefabbricati in cemento armato su cui sono praticate le aperture di ispezione recanti chiusini in ghisa di classe adeguata.

Particolare separatore dei solidi a flottazione forzata

L’unità di depurazione è costituita da un filtro biologico aerato a riempimento mobile equipaggiato con un separatore dei solidi biologici a flottazione forzata.
Il filtro biologico è ricavato nella seconda vasca dove delle particelle libere di muoversi nel liquame ivi defluente sono tenute in sospensione da un aeratore di profondità. Quest’ultimo è composto da due diffusori d’aria a bolle medie non intasabili realizzati con tubi forati alimentati da due compressori d’aria (di cui uno di riserva) del tipo bistadio a canale laterale a basso consumo energetico.
Le particelle che compongono il riempimento mobile sono costituite da cilindretti di polietilene di densità prossima all’acqua che occupano il 50 % del volume utile della vasca realizzando una superficie attiva specifica di 500 m2/m3.
Il separatore dei solidi biologici a flottazione forzata è posizionato all’interno della vasca contenente il filtro biologico. Il dispositivo è composto da un raccoglitore della miscela di acqua e solidi biologici e da tre condotte preposte alla risalita della miscela, alla separazione dei solidi e alla risalita dell’acqua chiarificata.
Il raccoglitore consiste in una scatola delimitata da quattro pareti laterali (di cui una apribile) realizzate con reti aventi una magliatura inferiore alla dimensione minima dei cilindretti e quindi tale da impedirne l’accesso.
All’interno della scatola è installato un diffusore d’aria a bolle fini mentre nella condotta di separazione dei solidi è montato un estrattore del fango flottato costituito da un air lift a funzionamento intermittente la cui bocca di presa è ribassata rispetto al livello dell’acqua nella vasca.

Ciclo Depurativo

Tutti gli impianti della serie trattano le acque di scarico mediante lo stesso ciclo depurativo descritto in quanto segue per ogni fase del trattamento.

a) Pretrattamento

Attraverso la condotta di scarico, le acque reflue dell’autolavaggio si immettono nel sedimentatore dove i solidi sedimentabili (fango, limo, sabbia, ecc.) si depositano sul fondo mentre l’acqua decantata e le sospensioni oleose (oli, idrocarburi, ecc.) defluiscono nel separatore attraverso i fori di comunicazione. Quando lo strato di fango depositato nel sedimentatore diventa eccessivo provocando il trascinamento dei solidi nel separatore, si deve provvedere alla sua estrazione tramite autospurgo.

Nel separatore, le sospensioni oleose risalgono in superficie mentre la sottostante acqua chiarificata attraversa il filtro a coalescenza e si immette nella condotta di adduzione all’unità di depurazione biologica.
Nell’attraversamento del filtro, le microparticelle oleose sfuggite al galleggiamento e trascinate dall’acqua coalescono formando sospensioni più consistenti che si separano risalendo in superficie.

Quando lo strato di olio galleggiante supera il limite di norma (pari a 10 NS, così come disposto dal punto 6.5.2 della norma UNI EN 858-1) è necessario provvedere al travaso dello strato di olio galleggiante nello specifico contenitore di accumulo aprendo l’apposito rubinetto di travaso.
Allorché il contenitore è pieno si deve provvedere alla estrazione e allontanamento dell’olio ivi contenuto tramite autospurgo.

Periodicamente è necessario effettuare il controlavaggio del filtro a coalescenza in modo da evitare che l’eccessivo intasamento del mezzo filtrante provochi un innalzamento del livello dell’acqua nel separatore.
La compatibilità della portata di scarico della specifica stazione di autolavaggio con la dimensione nominale dell’unità di pretrattamento deve essere valutata in fase di progetto mediante la relazione (1) e con l’ausilio dei prospetti 2 e 3 nonché sulla base dei punti 4.3.4.2 e 4.3.4.3 della norma UNI EN 858-2.
In ogni caso, operando con una portata compatibile con la sua dimensione nominale, l’unità di pretrattamento è in grado di rimuovere la fanghiglia presente nelle acque di scarico e di ridurre il contenuto d’olio residuo nell’acqua pretrattata entro il limite di 5 mg/l.

b) Depurazione biologica

L’acqua proveniente dall’unità di pretrattamento defluisce nella vasca di contenimento del filtro biologico dove le sostanze inquinanti presenti nell’acqua vengono degradate ad opera della flora batterica (film biologico) adesa alle superfici attive delle particelle di riempimento mobile a spese dell’ossigeno contenuto nell’aria insufflata dall’aeratore che al contempo mantiene in sospensione le particelle.
I microrganismi catalizzatori delle reazioni di biodegradazione tendono a moltiplicarsi ma parte di essi viene trascinata dall’acqua.
Pertanto il film biologico si stabilizza ad uno spessore per cui la quantità di biomassa generata è uguale a quella trascinata. L’acqua viene depurata ma contiene i solidi biologici trascinati che devono essere rimossi prima dello scarico nel corpo recettore.

A tal fine, la miscela di acqua e solidi biologici si immette nel raccoglitore del separatore dei solidi a flottazione forzata attraverso le reti laterali, all’uopo facilitata dall’aria insufflata dal diffusore interno alla scatola che tende ad allontanare le particelle evitando possibili ostacoli al deflusso.
Dal raccoglitore, la miscela si immette nella rispettiva condotta di risalita e sfocia nella condotta di separazione dove i solidi, alleggeriti dalle microbolle d’aria generate dal diffusore, tendono a risalire a galla mentre l’acqua chiarificata inverte il moto discendendo nella intercapedine fra le due condotte da cui, attraverso le apposite aperture di comunicazione, defluisce nella condotta di risalita e si immette nella tubazione di uscita (a riguardo occorre rimarcare che l’inversione del moto del chiarificato è fondamentale per il corretto svolgimento del processo di flottazione).
Periodicamente, azionato dall’aria con una prefissata intermittenza, l’air lift installato nella condotta di separazione aspira il sovrastante strato di fango flottato e lo estrae dalla vasca di contenimento del filtro biologico conferendolo al sedimentatore dell’unità di pretrattamento.

Alla massima portata giornaliera di progetto, il filtro biologico opera in condizioni di bassissimo carico. Ciò, unitamente alla elevata capacità rimotiva del separatore dei solidi a flottazione forzata, comporta una considerevole efficienza di abbattimento (80 - 90 %) dei principali parametri di inquinamento delle acque di scarico (BOD5, COD, solidi sospesi, tensioattivi) con un minimo residuo di fango peraltro già sufficientemente stabilizzato.

Pertanto si può affermare che, operato ad una portata giornaliera non superiore a quella massima di progetto, il filtro biologico è in grado di depurare le acque reflue entro i limiti di emissione previsti dalla tabella 3 dell’allegato 5 alla parte terza del D.Lgs. n. 152/2006 (scarico delle acque reflue industriali in fognatura o in acque superficiali).

Previo installazione di una stazione di filtrazione a sabbia e a carboni attivi, il filtro biologico è in grado di produrre un effluente conforme ai limiti della tabella 4 dell’allegato 5 alla parte terza del D.Lgs. n. 152/2006 (scarico delle acque reflue industriali sul suolo) ovvero riutilizzabile nel ciclo di lavaggio.
Il fango di risulta dal ciclo depurativo risulta sufficientemente stabilizzato e quindi conferibile ad un centro di trattamento (disidratazione) per il definitivo smaltimento.