Per il rinnovamento di un impianto di neutralizzazione delle acque è indispensabile migliorare l’efficacia complessiva dei suoi componenti, dalle pompe centrifughe per il dosaggio delle sostanze acide/basiche impiegate nel trattamento alle valvole (a membrana o a sfera) per la regolazione dei fluidi.
Individuiamo di seguito le caratteristiche principali necessarie per ogni componente:

  • Pompe centrifughe: durante il processo di regolazione del pH vengono utilizzate sostanze chimicamente aggressive, per cui è necessario scegliere pompe centrifughe idonee. Esistono modelli (come la serie ETLB-S) realizzati in PP e PVDF per movimentare liquidi e soluzioni aggressive in sicurezza.
  • Valvole: per la movimentazione ed il controllo dei flussi all’interno dell’impianto è indispensabile l’utilizzo di vari tipi di valvole: valvole a sfera (ideali per movimentare grandi quantità di fluido), valvole a membrana, a farfalla o a sfioro. Anche per le valvole devono essere impiegati materiali adatti al contatto con sostanze aggressive o in grado di operare anche con liquidi con particelle sospese, esigenze comuni a molti impianti di trattamento per reflui industriali. La scelta sarà perciò orientata verso valvole a sfera senza zone morte o, meglio ancora, valvole a membrana.
  • Sensori di misura: sono fondamentali per garantire il corretto controllo di un impianto, ad iniziare dalla misura dei parametri chimico/fisici come il pH, la temperatura, ma anche il livello nei serbatoi e la portata del fluido all’interno delle tubazioni. Negli impianti di regolazione chimica delle acque (come può essere un processo di neutralizzazione) a causa delle sostanze utilizzate si impiegano spesso sensori capacitivi, che comportano il minor rischio di usura.

Funzionamento di un impianto di normalizzazione

Nella figura sottostante vediamo un tipico impianto di regolazione del pH con evidenziati i componenti principali: pompe dosatrici, sensori di livello e di flusso, valvole di regolazione.

Per migliorare l’efficienza del processo è indispensabile raggiungere un certo grado di automazione: in questo senso l’impianto diventa completamente programmabile, potendo gestire (tramite l’apertura e la chiusura di elettrovalvole) l’attivazione di agitatori e di pompe dosatrici al fine di normalizzare il pH nella soluzione controllata. Il controllo è di tipo continuo, e le varie fasi possono essere così riassunte:
• Fase di riempimento del serbatoio: prima di tutto avviene il controllo del fluido all’interno del serbatoio (tramite sensori di livello), poi tramite l’apertura della valvola per il riempimento si raggiunge il livello desiderato.
• Fase di misurazione del pH (sensori di misurazione)
• Neutralizzazione: dosaggio tramite una pompa dosatrice dell’acido o della base per la
neutralizzazione del pH
• Fase di scarico: il liquido trattato viene scaricato (apertura valvola di scarico).
Per le grandi quantità di acqua movimentata è utile l’impiego di valvole a sfera per movimentare i flussi, ma anche di elettrovalvole per il dosaggio degli additivi, soprattutto nella fase di regolazione del pH. Siccome è necessario l’impiego di sostanze aggressive e spesso anche con particelle solide sospese (basti pensare alle sostanze presenti negli scarichi dell’industria della lavorazione dei metalli o trattamento superfici) sarà necessario impiegare i giusti componenti, a cominciare da valvole e pompe centrifughe in materiale resistente alla corrosione (tipicamente PP, PVDF, PE, HD).
Lo schema sottostante rappresenta un impianto complesso per il trattamento delle acque reflue ed automatizzato, in cui la fase di neutralizzazione si inserisce in un processo più articolato, interagendo con le altre fasi.

Impianto trattamento acque

Per questo tipo di impianti è più opportuno adottare un sistema di automazione decentralizzato rispetto ad una logica centralizzata per due motivi: l’implementazione e lo start up sono più veloci e il sistema è più semplice ed economico.
Inoltre, come accade negli impianti più complessi, la gestione è integrata su tutto il processo: come appare chiaro dalla figura, le varie fasi di trattamento sono collegate e interdipendenti, per questo risulta necessario un controllo continuo dell’impianto tramite una rete di sensori di misurazione (sensori di misurazione del pH, sensori di livello e di temperatura) installati nelle vasche di raccolta.
Rinnovamento di un impianto di trattamento acque reflue: un caso reale
Vediamo un caso pratico di rinnovamento di un impianto di regolazione chimica: in un impianto di trattamento acque reflue, con lo scopo di rinnovare i componenti impiegati, si è deciso di sostituire la pompa dosatrice di acidi ed il sistema di regolazione (a velocità costante) con un azionamento in c.a. (37 kW).
Il sistema funziona per circa 8000 ore l’anno e il flusso medio è inferiore al 50% di quello nominale della pompa.
In questo caso specifico, avendo utilizzato una pompa centrifuga ad alta efficienza ed un controllo più appropriato sono stati valutati i risparmi energetici in circa 120.000 kWh/anno con una riduzione delle emissioni di anidride carbonica di – 60.000 kg/anno. Per questo intervento il tempo di ritorno dell’investimento (Pay Back Period) è stato valutato in circa un anno e tre mesi.

FONTI
www.abb.com
www.isprambiente.org.it
Prof.A.Tonini “Principi di depurazione reflui industriali”