La depurazione chimico-fisica è la tecnica comunemente utilizzata per il disinquinamento di liquami inquinati non o difficilmente biodegradabili quali sono gran parte delle acque reflue industriali.
In linea generale, tale tecnica consente di rimuovere dai liquami inquinati le sostanze contaminanti di natura sospesa e colloidale tramite un procedimento articolato in due fasi successive: nella prima fase (flocculazione) il liquame viene miscelato con additivi chimici (un correttore del pH, un coagulante e un flocculante) che provocano l’agglomerazione in fiocchi dei contaminanti, nella seconda (chiarificazione) i fiocchi vengono separati dall’acqua per sedimentazione o per flottazione e rimossi sotto forma di fango.
Se l’acqua chiarificata presenta un inquinamento residuo eccessivo, dovuto in genere alla presenza di sostanze microinquinanti che sfuggono al trattamento chimico, si procede prima dello scarico ad un affinamento tramite filtrazione attraverso filtri a sabbia e a carboni attivi.
La serie di depuratori chimico-fisici prodotti dalla Cancellotti Settore Trattamento Acque nel proprio stabilimento di Perugia comprende due tipologie di impianti, entrambi realizzati con l’impiego di vasche monoblocco prefabbricate in cemento armato vibrato, di cui la prima è adatta al il trattamento delle acque di scarico di piccole aziende quali autolavaggi, officine meccaniche e simili, mentre la seconda è in grado di trattare acque reflue di maggiore consistenza e inquinamento quali gli scarichi di industrie chimiche e petrolchimiche, galvaniche, farmaceutiche, ceramiche nonché da cementifici, cave, vetrerie, mobilifici, ecc.

Nella configurazione standard, gli impianti comprendono i componenti, evidenziati nella figura soprastante, le cui funzioni nel ciclo depurativo sono sinteticamente descritte in quanto segue.
Il bacino di bilanciamento degli scarichi raccoglie le acque reflue canalizzate dalla condotta di scarico e le rilancia a portata costante tramite una pompa sommersa comandata automaticamente da un interruttore di livello. La stessa pompa provvede altresì a ricircolare parte dell’acqua provocandone un intenso rimescolamento all’interno del bacino. In tal modo vengono uniformate sia la portata che le caratteristiche dell’acqua di alimentazione dell’impianto.

Pozzetto di coagulazione e flottazione

I pozzetti di neutralizzazione e coagulazione e di flocculazione miscelano l’acqua rilanciata dalla pompa di alimentazione con i rispettivi additivi chimici per effetto dell’agitazione provocata dall’aria insufflata da diffusori di profondità a bolle grosse alimentati da un compressore. In alternativa possono essere impiegati elettroagitatori ad elica marina di cui il primo, installato nel pozzetto di coagulazione, è del tipo veloce ad accoppiamento diretto albero-motore mentre il secondo, installato nel pozzetto di flocculazione, è del tipo lento ad accoppiamento tramite motoriduttore.

Gli additivi (tipicamente soluzioni acquose di idrossido di sodio, policloruro di alluminio e polielettrolita) sono dosati dalla stazione tramite pompe comandate dall’interruttore di livello della pompa di alimentazione e, limitatamente al correttore del pH, dalla sonda di un pHmetro. In tal modo gli additivi vengono iniettati solo in presenza di alimentazione e in ragione della sua portata.

Bacino di sedimentazione

Il bacino di sedimentazione separa per gravità i fiocchi presenti nella miscela defluente dal pozzetto di flocculazione. Questi si depositano sulla tramoggia di fondo del bacino addensandosi in uno strato di fango mentre l’acqua chiarificata surnatante tracima nella canaletta di sfioro da cui defluisce nel contiguo bacino di accumulo attraverso la condotta di comunicazione. Qualora non sia previsto il bacino di accumulo dell’acqua depurata, la canaletta di sfioro comunica direttamente con la condotta di scarico nel corpo recettore.

Il fango sedimentato viene periodicamente estratto dal fondo della tramoggia tramite una pompa ivi installata che provvede a conferirlo al rispettivo bacino di accumulo dove si ispessisce addensandosi sul fondo mentre il surnatante defluisce per troppo pieno nel contiguo bacino di bilanciamento degli scarichi.
A determinati intervalli di tempo, il fango ispessito deve essere spurgato e conferito ad un centro di trattamento o disidratato in loco tramite disidratatore a sacchi filtranti, filtropressa o nastropressa.
L’acqua chiarificata defluisce nella condotta di scarico innestata sul bacino di accumulo oppure, qualora necessario un ulteriore affinamento, viene rilanciata da una pompa sommersa alla stazione di filtrazione composta da due filtri rapidi in pressione a sabbia e a carboni attivi equipaggiati con un circuito di controlavaggio. In uscita dalla stazione di filtrazione, l’acqua depurata si immette nella condotta di scarico.
Nella versione per scarichi aziendali, i quattro bacini dell’impianto (bacini di bilanciamento degli scarichi, sedimentazione, accumulo dell’acqua depurata, accumulo del fango di risulta) sono ricavati in una vasca monoblocco prefabbricata in cemento armato vibrato a pianta quadrata di dimensioni esterne 2,5 x 2,5 m, altezza 2,5 m, capacità 12,5 m3, suddivisa internamente tramite setti in muratura in quattro comparti.
Nella versione per scarichi industriali vengono impiegate due vasche affiancate a pianta rettangolare di dimensioni esterne 2,5 x 5 m, altezza 2,5 m, capacità 25,7 m3, ciascuna suddivisa in due comparti interni.
Nella posa in opera, le vasche vengono interrate a livello della condotta di scarico e quindi 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, sufficienti in numero e disposizione a garantire agevolmente la manutenzione dell’impianto.

Depuratore chimico-fisico in fase di installazione

Le vasche di contenimento del depuratore vengono completamente equipaggiate in stabilimento con tutte le attrezzature interne e quindi, unitamente alle strutture di rialzo e copertura, vengono trasportate in cantiere dove deve essere preventivamente eseguito lo scavo e predisposto il piano di posa delle vasche, che può essere uno strato di sabbia, un magrone o un massetto di cemento armato a seconda della consistenza del terreno. Una volta calati i manufatti a mezzo di un’idonea gru, vengono completati i collegamenti idraulici ed elettrici e viene effettuato il rinterro. In genere l’impianto viene completamente installato nell’arco di pochi giorni.

Depuratore chimico-fisico in funzione

Il depuratore per scarichi aziendali è in grado di trattare liquami mediamente inquinati con portate fino a 1 m3/h mentre quello per scarichi industriali può arrivare fino a 4 m3/h (questi valori sono solo indicativi, in quanto la capacità depurativa di un depuratore chimico-fisico dipende dalla quantità di fango risultante dalla flocculazione e quindi dal grado di inquinamento iniziale del liquame). Una volta regolate le portate di dosaggio dei coagulanti, l’impianto funziona in automatico e necessita solo delle operazioni periodiche di ricambio degli additivi chimici, controlavaggio dei filtri (se esistenti) e spurgo del bacino di accumulo del fango ove non disidratato in loco.

L’attuale offerta di depuratori chimico-fisici sul mercato è per lo più costituita da impianti in carpenteria metallica o in plastica composti da un sedimentatore integrato con due pozzetti miscelatori equipaggiati con agitatori meccanici e serviti da una stazione di dosaggio degli additivi chimici realizzata con contenitori di capacità minima dovendo il tutto essere contenuto in un armadietto di dimensioni limitate.
Questi impianti, il cui costo è tutt’altro che esiguo, costituiscono in realtà solo una parte della struttura dell’intero sistema dovendo comunque essere abbinati ai bacini di raccolta degli scarichi, dell’acqua chiarificata (ove prevista la filtrazione finale) e del fango (ove previsto lo smaltimento tramite autospurgo).
Rispetto a questa tipologia di impianti, i depuratori della serie presentano quanto meno i seguenti vantaggi:
- minore costo di costruzione, in quanto il sedimentatore e i pozzetti miscelatori sono realizzati con l’impiego di vasche prefabbricate in cemento armato, notoriamente meno costose di quelle in carpenteria metallica o in plastica, per di più costruttivamente integrate con i restanti bacini del sistema;
- migliori prestazioni e affidabilità di funzionamento, poiché l’impiego di manufatti in cemento consente di realizzare maggiori volumi di impianto;
- minore ingombro, essendo interrata la maggior parte dell’impianto;
- maggiore durata, in quanto tutte le vasche impiegate sono realizzate a getto in soluzione monoblocco con cemento e ferro controllati in stabilimento per cui, oltre alla tenuta idraulica ed alla stabilità strutturale, offrono la massima garanzia di resistenza all’aggressione chimica dei liquami, a differenza dei manufatti in carpenteria metallica che, ove realizzati con lamiere zincate o verniciate, sono destinati ad arrugginirsi in breve tempo.

A meno di casi ormai conosciuti e catalogati, per esempio gli autolavaggi, l’applicazione di un depuratore chimico-fisico al disinquinamento delle acque reflue industriali richiede l’esecuzione di prove di flocculazione e sedimentazione in laboratorio al fine di valutare le possibilità di riduzione dei parametri di inquinamento entro i limiti di emissione previsti dalle tabelle 3 e 4 dell’allegato 5 alla parte terza del D.Lgs. n. 152/2006 e di individuare gli additivi chimici più idonei e i relativi dosaggi nonché le quantità di fango di risulta dal ciclo depurativo.
Lo Studio Associato di Ingegneria Ambientale è a disposizione degli operatori del settore (progettisti, imprese, privati) per l’esecuzione delle prove di laboratorio, previo disponibilità di un campione di liquame, e per il conseguente dimensionamento dell’impianto sulla base dei dati di progetto comunicati dal committente.
Nel caso di applicazione ad un autolavaggio è sufficiente compilare l’annessa scheda di rilevamento dati e trasmetterla telematicamente all’indirizzo di posta elettronica indicato nella scheda.
Per le altre applicazioni è opportuno un contatto diretto con il progettista.
A corredo dell’impianto, 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.
Le prove di laboratorio e la relazione tecnica vengono fornite senza oneri aggiuntivi sul costo dell’impianto.