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15/02/2008 1 TECNOLOGIE PER L’ACQUACOLTURA PROF. MASSIMO LAZZARI Scuola di specializzazione in: Allevamento, igiene, patologia delle specie acquatiche e controllo dei prodotti derivati Anno accademico 2007-2008 La frazione solida nelle acque di scarico La frazione solida nelle acque di scarico Tutte le sostanze “contaminanti”, ad esclusione dei gas disciolti, contribuiscono alla frazione solida delle acque di scarico. La frazione solida, a sua volta, può essere distinta in una frazione organica ed in una frazione inorganica. Effetti della frazione solida ed importanza della riduzione Effetti della frazione solida ed importanza della riduzione Frazione organica ed inorganica: azioni fisiche di sedimentazione in bacini, ostruzione delle tubazioni, blocco delle pompe e intasamento dei sistemi di filtrazione. Frazione organica: la sua decomposizione comporta consumo di ossigeno e produzione di ammoniaca. La frazione solida origina da: La frazione solida origina da: materiali fecali residui non utilizzati di alimento sabbia, terra, ecc. microrganismi e macrorganismi inferiori residui di origine vegetale Gli effluenti di scarico delle piscicolture differiscono sostanzialmente dalle acque di scarico civili, dai rifiuti agro-industriali e dai liquami di allevamento. I materiali fecali contengono tipicamente sia sostanze digerite che indigerite, racchiuse insieme in un rivestimento mucoso. Le deiezioni vengono generalmente prodotte in forme filamentose allungate, ma questo può essere variabile in funzione delle specie. I materiali fecali sono generalmente più densi dell’acqua, ma le particelle più piccole possono flottare soprattutto nei sistemi con acqua molto turbolenta o in acque sature di ossigeno, dove l’intrappolamento di aria può causare il galleggiamento delle particelle. Caratterizzazione dei solidi Caratterizzazione dei solidi La frazione solida degli effluenti dalle piscicolture può essere caratterizzata in base a 3 criteri: dimensione e stato delle particelle caratteristiche chimiche distribuzione dimensionale delle particelle Classificazione delle particelle solide nell’acqua (mm) 10 -8 10 -7 10 -6 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 1 Disciolti Colloidali Sospesi o non filtrabili Sedimentabili Virus Batteri Alghe ioni organici e inorganici Sedimentabili: > 10 -2 mm, sedimentano in cono Imhoff in 1 h Disciolti: < 10 -3 mm, filtrano attraverso membrana con pori 1,2 μm Sospesi: > 10 -3 mm, non filtrano attraverso membrana con pori 1,2 μm Campione tal quale Acqua (umidità) Solidi totali (sostanza secca) Solidi volatili (frazione organica) Ceneri (inorganica) T.Q. = peso fresco = peso totale mg, g, kg Umidità % T.Q. T.S. = S.T. = s.s. % T.Q., mg l -1 V.S. = S.V. = s. org. % T.Q., mg l -1 , % T.S. Ashes = Cen. = s. inorg mg l -1

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15/02/2008

1

TECNOLOGIE PER

L’ACQUACOLTURA

PROF. MASSIMO LAZZARI

Scuola di specializzazione in:

Allevamento, igiene, patologia delle specie

acquatiche e controllo dei prodotti derivati

Anno accademico 2007-2008

La frazione solida nelle acque di scaricoLa frazione solida nelle acque di scarico

Tutte le sostanze “contaminanti”, ad esclusione dei gas disciolti, contribuiscono alla

frazione solida delle acque di scarico. La frazione solida, a sua volta, può essere distinta in

una frazione organica ed in una frazione inorganica.

Effetti della frazione solida ed importanza della riduzioneEffetti della frazione solida ed importanza della riduzione

Frazione organica ed inorganica: azioni fisiche di sedimentazione in bacini, ostruzione delle

tubazioni, blocco delle pompe e intasamento dei sistemi di filtrazione.

Frazione organica: la sua decomposizione comporta consumo di ossigeno e produzione di

ammoniaca.

La frazione solida origina da:La frazione solida origina da:

� materiali fecali

� residui non utilizzati di alimento

� sabbia, terra, ecc.

� microrganismi e macrorganismi inferiori

� residui di origine vegetale

Gli effluenti di scarico delle piscicolture differiscono sostanzialmente dalle acque di scarico

civili, dai rifiuti agro-industriali e dai liquami di allevamento.

I materiali fecali contengono tipicamente sia sostanze digerite che indigerite, racchiuse

insieme in un rivestimento mucoso. Le deiezioni vengono generalmente prodotte in forme

filamentose allungate, ma questo può essere variabile in funzione delle specie.

I materiali fecali sono generalmente più densi dell’acqua, ma le particelle più piccole

possono flottare soprattutto nei sistemi con acqua molto turbolenta o in acque sature di

ossigeno, dove l’intrappolamento di aria può causare il galleggiamento delle particelle.

Caratterizzazione dei solidiCaratterizzazione dei solidi

La frazione solida degli effluenti dalle piscicolture può essere caratterizzata in base a 3

criteri:

� dimensione e stato delle particelle

� caratteristiche chimiche

� distribuzione dimensionale delle particelle

Classificazione delle particelle solide nell’acqua (mm)

10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1

Disciolti Colloidali Sospesi o non filtrabili

Sedimentabili

Virus Batteri

Alghe

ioni organici

e inorganici

Sedimentabili: > 10-2 mm, sedimentano in cono Imhoff in 1 h

Disciolti: < 10-3 mm, filtrano attraverso membrana con pori 1,2 µm

Sospesi: > 10-3 mm, non filtrano attraverso membrana con pori 1,2 µm

Campione tal quale

Acqua(umidità)

Solidi totali(sostanza secca)

Solidi volatili(frazione organica)

Ceneri(inorganica)

T.Q. = peso fresco = peso totale mg, g, kg

Umidità % T.Q.

T.S. = S.T. = s.s. % T.Q., mg l-1

V.S. = S.V. = s. org. % T.Q., mg l-1, % T.S.

Ashes = Cen. = s. inorg mg l-1

15/02/2008

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I trattamenti degli effluenti per la rimozione dei solidiTerminologia della sedimentazione

Decantazione

Operazione effettuata per separare particelle più pesanti presenti in un fluido o

per separare fluidi di diversa densità.

Sedimentazione

Quando la decantazione riguarda la separazione per gravità di particelle solide

più pesanti in un fluido, l’operazione prende il nome di sedimentazione.

Flocculazione

In alcuni casi, per separare particelle molto piccole e leggere presenti in un

liquido si ricorre ad una operazione di flocculazione (impropriamente chiamata

anche chiarificazione) consistente nell’aggiunta di un agente chimico

“coagulante”, la cui funzione è quella di “legare” le particelle più fini,

rendendole più pesanti e favorendone la sedimentazione.

Classificazione dei solidi in base alla suscettibilità ai trattamenti fisici

Solidi totali

Discioltio filtrabili

quelli che filtrano attraverso una membrana

con pori 1,2 mm

Sospesio non filtrabili

> 10-6 mmquelli che non filtrano

attraverso la membrana

Non

colloidali

Colloidali

Sedimentabili

> 10-3 mm

quelli che sedimentano in un cono

Imhoff in 1 ora

Non sedimentabili

quelli che non sedimentano nel cono Imhoff

Solidi sospesi(non filtrabili)

Solidi sedimentabili

Vengono

trattenuti da un

filtro (membrana

porosa) e si

quantificano per

via gravimetrica,

pesando il filtro

con i solidi

trattenuti (mg/l)

Sedimentano in 1 ora in un cono

Imhoff e si quantificano per via

volumetrica, leggendo il livello

corrispondente direttamente sul cono

graduato (ml/l)

Sospensione

iniziale

Chiarificazione

perfetta

Chiarificazione

povera

A partire da una sospensione, la

chiarificazione può evolvere in due

modi.

Il primo (chiarificazione perfetta)

consente la separazione di un fluido

limpido, che occuperà un piccolo

volume rispetto alla sospensione

iniziale.

Il secondo modo conduce ad una

separazione non completa, ma ad

un superiore volume di fluido

(sebbene non perfettamente

chiarificato).

In pratica si cercherà un

compromesso fra le due situazioni:

un volume ridotto di solidi da

separare ed un ampio volume di

fluido chiarificato al meglio.

Misura pratica della velocità di

sedimentazione:

In un cilindro graduato, si può

facilmente misurare l’altezza della

interfaccia fra liquido chiarificato e

solidi decantati e la sua variazione

nel tempo.

z1 – z0

t1 – t0

v =

La velocità media di sedimentazione

ad un certo tempo si ottiene con la

relazione:

Il principio della sedimentazione

tempo

H interfaccia

15/02/2008

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Sedimentazione discreta Sedimentazione a fiocchi

Sedimentazione a zona Sedimentazione a

compressione

Sono descritti 4 tipi di

sedimentazione, ciascuno

influenzato dalla

concentrazione delle

particelle e dalle loro

interazioni fisiche.

Considerata la bassa

concentrazione dei solidi,

generalmente le acque di

scarico dell’acquacoltura

sono soggette a

sedimentazione di tipo

discreto, cioè le particelle

tendono a sedimentare senza

essere soggette ad

interazioni reciproche.

La sedimentazione di particelle discrete

Questa sedimentazione avviene quando la concentrazione dei solidi è bassa e questi non

interagiscono tra di loro.

Questo tipo di sedimentazione può essere analizzato mediante le leggi classiche di

sedimentazione che si ottengono uguagliando le forze agenti sulla particella:

Forza di inerzia = Forza peso – Spinta di Archimede – Forza di resistenza

Quando queste forze si equivalgono, infatti, si verificano le condizioni stazionarie, ossia il

sistema raggiunge la condizione di moto uniforme (Forza di inerzia = 0).

In pratica, solo le sospensioni di particelle con diametri superiori a 10 µm richiedono

tempi di sedimentazione accettabili nel campo del trattamento degli scarichi.

La velocità di sedimentazione, a parità di altre condizioni, dipende dal diametro delle

particelle.

I dati riportati nella Tabella seguente indicano la velocità di sedimentazione dall’altezza

di 1 m per particelle di vario diametro. Tali dati sono calcolati teoricamente per particelle

supposte sferiche, prive di carica elettrica, con densità 2,6, sospese in acqua a 100C.

La relazione fisica che permette questi calcoli teorici è nota come Legge di Stokes,

ed è la legge base della sedimentazione.

v velocità di caduta della particella

g accelerazione di gravità

D diametro della particella

rp densità della particella

rf densità del liquido

µ viscosità del liquido

Legge di Stokes

Stokes ha fornito una relazione il cui sviluppo permette di calcolare la velocità di

sedimentazione delle particelle solide in un fluido. Da questa relazione risulta che la

velocità di sedimentazione di una particella indisturbata dipende dal quadrato del suo

diametro.

Nella pratica, però, il processo di sedimentazione viene quasi sempre condotto in continuo

con modalità che quindi differiscono da quelle di sedimentazione statica.

In una vasca ideale a flusso orizzontale (e cioè con una velocità di trasporto V data da un

vettore orizzontale) ed a pianta rettangolare, in una sezione longitudinale si possono

distinguere 4 zone.

La prima di ingresso e la seconda, di

uscita, in cui la sedimentazione è

disturbata dalla vicinanza dei

dispositivi di immissione e di scarico;

la terza, indicata come zona del

fango, in cui si raccolgono le parti

sedimentate;

ed infine la quarta, di sedimentazione

vera e propria, in cui la velocità di

trasporto del liquido V si mantiene

costante e nella cui sezione iniziale si

ammette che la concentrazione e la

distribuzione delle particelle delle

diverse dimensioni sia uniforme.

15/02/2008

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Se il liquido non è in quiete, quindi, a ciascuna particella solida compete una velocità che

è determinata, istante per istante, dalla composizione vettoriale della velocità di trasporto

V dovuta al movimento del liquido e della velocità di sedimentazione v, calcolata secondo

la legge di Stokes.

V

v

La velocità di traslazione V risulta uguale per tutte le particelle, perché è funzione della

sola portata e dell’area ortogonale alla loro direzione.

La velocità di sedimentazione v delle particelle, invece, dipende dalle loro dimensioni,

secondo la legge di Stokes.

Detta vo la velocità di caduta che, in base alla legge di Stokes, compete alle particelle più

piccole di cui si vuole ottenere la separazione, la retta h_f rappresenta il cammino

percorso da una di tali particelle che inizialmente si trovi nel punto h.

Le particelle sospese, caratterizzate da dimensioni e quindi da velocità di sedimentazione

uguali o maggiori, potranno raggiungere la zona del fango qualunque sia la distanza dal

fondo con cui attraversano la sezione d'ingresso della vasca, visto che l'inclinazione della

loro traiettoria rispetto all'orizzontale sarà uguale o superiore a quella delle particelle più

piccole che si vogliono separare.

V

Di conseguenza, vc potrà anche essere considerata la velocità critica di sedimentazione,

perché dal sistema così congegnato non potranno essere separate particelle più piccole di

c, dotate di velocità vc.

h

f

V

vc

zona del fango

h

f

vz

zona del fango

Particella di dimensioni c, con velocità vc Particella di dimensioni z > c, con velocità vz > vc

h

f

V

vc

zona del fango

h/2

f

2V

vc

zona del fango

Supponiamo ora di considerare la stessa

particella con velocità di sedimentazione vc

e di dimezzare l’altezza della vasca,

mantenendo però costanti la portata del

fluido e la superficie di base della vasca.

La prima conseguenza è che la velocità del

fluido e cioè la velocità di trasporto delle

particelle V, raddoppia, perché la sezione

della vasca viene dimezzata e la portata

rimane costante.

Tuttavia, anche la traiettoria di caduta della

particella viene modificata e rimanendo

inalterata la velocità critica vc, la particella

ricade comunque nella zona del fango, cioè,

ha ancora la posssibilità di essere separata.

Queste considerazioni permettono, in via intuitiva, di enunciare che:

per una determinata portata la percentuale di rimozione delle sostanze sospese

dipende esclusivamente dalla superficie e non dalla profondità h della vasca o dal

punto h in cui entrano nella vasca.

V

vc

hh

B

L

V

Se le dimensioni della vasca

sono quelle indicate in figura (B

x h x L), allora la portata

d’acqua risulta:

Q = V . B . h

Osservando però i triangoli

tratteggiati in figura, essi

risultano simili e quindi sarà:

V

vc

hh

B

L

V

V

L

vc

h=

risolvendola per vc:

V h

Lvc =

moltiplicando i termini per B:

V B h

Lvc B =

Q

Lvc B =Sostituendo la precedente relazione Q = V B h, si ottiene:

Risolvendo quest’ultima per Q, si ottiene: Q = vc B L

Da questa, dato che B.L = A, risulta: Q = vc A

Quest’ultima relazione rappresenta un altro modo per

calcolare la portata Q, che come si vede dipende

dalla velocità di sedimentazione vc e dalla superficie

A della vasca.

Risolvendo la stessa relazione per vc, ottengo:Q

Avc =

Quest’ultima relazione prende il nome di carico idraulico

applicato alla vasca di sedimentazione, che si esprime con

ci ed ha le dimensioni di una velocità (m/s).

Q

Aci =

Tutto ciò dimostra quanto già precedentemente affermato, e cioè che la percentuale

di rimozione delle sostanze sospese dipende esclusivamente dalla superficie e non

dalla profondità della vasca; inoltre il processo non è influenzato dal tempo di

permanenza.

In altre parole, una volta fissato il valore del carico, l’efficienza di rimozione dei

solidi è indipendente dalla profondità del bacino o dal tempo di residenza. In

realtà, affinché siano verificate le ipotesi alla base della teoria è necessario che

la profondità del bacino non sia inferiore a determinati valori (2-3 m) in modo da

non avere perturbazioni nel flusso che possano ostacolare la sedimentazione.

La procedura di progettazione dei bacini di sedimentazione, quindi, consiste nel

selezionare una particella con una velocità terminale di sedimentazione vc e

progettare la vasca in modo che tutte le particelle che hanno una v*c > vc siano

rimosse. La portata alla quale viene prodotta acqua “pulita” risulterà proprio:

Q = A . vc

dove A è la superficie del bacino.

Come appena visto, da questa relazione risulta anche che

vc = Q/A

ossia risulta che il carico superficiale impiegato per la progettazione coincide

proprio con la velocità di sedimentazione della particella critica. L’equazione

indica, ancora una volta, che la capacità del flusso è indipendente dalla

profondità.

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Il fenomeno della sedimentazione nella realtà non è però così “semplice”, perché

esistono numerosi aspetti che tendono a “complicarlo”:

� non tutte le particelle hanno la stessa dimensione,

� il diametro delle particelle non è sferico,

� il moto delle particelle non procede in modo laminare,

� può essere presente l’effetto parete, determinato dall’attrito delle particelle sulle pareti

dei bacini di sedimentazione,

� nel caso di liquidi ad elevate concentrazione di solidi, le particelle tendono ad

interagire tra loro, in alcuni casi si ostacolano a vicenda e rallentano la velocità di

sedimentazione, in altri casi coagulano e tendono ad aumentarla.

In realtà, dunque, se tutte le particelle presenti avessero le stesse caratteristiche, e quindi

lo stesso valore di velocità di sedimentazione, la loro completa rimozione sarebbe

assicurata per un dimensionamento della superficie della vasca (A) ottenuto con la

relazione precedentemente esposta vc = Q/A.

h

f

V

vc

zona del fango

2 particelle di dimensioni c > b, con

velocità di sedimentazione vc > vb

vb

b

V

In realtà, essendo le dimensioni delle

particelle diverse, dei solidi sospesi dotati

di una velocità di sedimentazione vb < vc,

possono essere eliminati solo quelli che

entrano nella zona di sedimentazione al di

sotto del punto b. Gli altri non ricadono

nella zona del fango, quindi non vengono

separati e raggiungono l’uscita della vasca

rimanendo nell’effluente.

Quindi tutte le particelle con vx > vc (più

grandi) verranno separate, mentre quelle

con vx < vc (più piccole) verranno separate

con una resa (= efficienza) che dipende

dalla loro dimensione e punto di entrata

nella vasca.

Acqua

depurata

Frazione

surnatante

Fanghi

secondari

Fanghi

primari

Negli allevamenti zootecnici

tradizionali la sedimentazione viene

prevalentemente attuata a diversi

stadi del processo di depurazione

degli effluenti, quindi rappresenta

una casistica estremamente limitata,

perché limitata ad allevamenti

suinicoli che impiegano elevate

quantità di acque di lavaggio e che

gestiscono i liquami di allevamento

insieme a reflui di lavorazione dei

caseifici.

Bacini semplici di sedimentazione

E’ questo il tipo più semplice di sistema di

separazione, costituito da una vasca nella quale il

fluido entra da una parte ed esce dall’altra.

La velocità del flusso nel bacino deve essere

inferiore alla velocità di sedimentazione, cosicchè le

particelle della sospensione possano decantare sul

fondo della vasca. In caso contrario, le stesse

particelle attraverserebbero la vasca senza avere la

possibilità di separarsi.

Nota la sezione del bacino (A), ne risulta che in

regime superlaminare la portata volumetrica limite di

alimentazione (V*) è calcolabile con la legge della

sedimentazione.

A

Ovviamente non è importante quanto il bacino sia profondo, piuttosto è importante

quanto sia ampio! L’altezza della vasca interessa esclusivamente la fase di

compattamento del deposito e l’eventuale operazione di pulizia o estrazione dei solidi

decantati.

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Bacini semplici di classazione

Questo tipo di bacini vengono

utilizzati per separare le

particelle solide o pesanti, in

funzione della loro densità. Ci

sono due tipi di sistemi di

classificazione, operanti sullo

stesso principio.

Particelle a inferiore densità sedimentano più lentamente e, se il flusso attraversa

tangenzialmente il bacino, si separeranno nella parte più lontana rispetto al punto di

alimentazione. Viceversa, le particelle più pesanti raggiungeranno il fondo del bacino

vicino al punto di alimentazione.

Il disegno di queste vasche è simile a quello dei bacini semplici di sedimentazione. Il fondo

del bacino è però suddiviso in camere con uno svadsamento conico. A partire dalla camera

più vicina al punto di alimentazione si otterrà la separazione di particelle progressivamente

di inferiore densità (il che coincide spesso anche con le dimensioni delle particelle!)

Ispessitori

Questo tipo di vasche attrezzate ha forma cilindrica, con svasatura conica sul fondo. La

sospensione torbida è alimentata al centro della vasca, poco sotto il pelo del liquido. La

vasca cilindrica è munita di paratie, dalle quali per sfioramento fuoriesce il liquido

chiarificato. Sul fondo della vasca è presente un braccio girante che convoglia i solidi

separati verso la parte centrale, onde compattarli e consentirne l’evacuazione, che avviene

in continuo.

Questo tipo di bacini è molto utilizzato in alcuni stadi di depurazione degli effluenti.

Sedimentatori o decantatori

Schema di decantatore

tradizionale a pianta circolare e

fondo conico (tipo decantazione

acque di scarico civili)

Schema di decantatore

lamellare: consente di diminuire

notevolmente lo spazio

necessario rispetto ad un

decantatore tradizionale

Le caratteristiche funzionali di diversi tipi di sedimentatoriLe caratteristiche funzionali di diversi tipi di sedimentatori

Coagulazione o flocculazione

Le sospensioni finemente disperse sedimentano con gran difficoltà, non solo a causa del

piccolo diametro particellare, ma anche perché si respingono reciprocamente per la loro

carica elettrica positiva o, più frequentemente negativa. Ciò impedisce alle particelle di

riunirsi a grappolo (coagulazione), formando un corpo unico (fiocco) il quale, avendo

dimensioni maggiori, cadrebbe con velocità più elevata.

Mediante l'aggiunta di appositi reagenti (coagulanti o flocculanti), si può provocare

l'aggregazione (coagulazione indotta) e l'addensamento delle particelle, con formazione di

fiocchi pesanti che sedimentano velocemente.

La separazione con idrocicloni

Gli idrocicloni sono impiegati nel trattamento primario delle acque di scarico.

L’acqua entra tangenzialmente in testa all’unità creando un flusso idrico con andamento a spirale che

determina una zona in depressione verso il centro della struttura. Mentre i solidi tendono a

precipitare e sono scaricati dal fondo conico, l’acqua pulita esce dall’alto.

Le prestazioni degli idrocicloni risultano inferiori a quelle dei sedimentatori ed inoltre comportano

spese energetiche per il sollevamento e l’immissione dell’acqua ad una velocità adeguata.

L’utilizzo degli idrocicloni è quindi limitato a particolari situazioni:

� bassi carichi inquinanti dell’acqua da trattare,

� impossibilità di installare sedimentatori per mancanza di spazio.

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A causa del gran numero di parametri che influenzano il processo di sedimentazione e

delle complicate caratteristiche fisiche degli effluenti, è improponibile basarsi solamente

su equazioni teoriche e quindi, prima di dimensionare e progettare un bacino di

sedimentazione, si effettua normalmente una analisi sperimentale del caso specifico.

I bacini di sedimentazione sono generalmente progettati per stabilire un flusso

longitudinale, nel quale siano minimizzati i fenomeni di turbolenza e ri-sospensione dei

solidi.

Il bacino di sedimentazione deve avere tre funzioni progettuali:

1. essere efficace nel rimuovere i solidi sospesi, rilasciando un effluente

sufficientemente chiarificato,

2. raccogliere e scaricare efficacemente i solidi sedimentati (fanghi ispessiti),

3. ridurre il più possibile il volume del fango ispessito.

Se una di queste tre funzioni viene meno, la funzionalità globale del bacino di

sedimentazione risulta compromessa.

Applicazioni dei bacini di sedimentazione agli effluenti di acquacoltura Di seguito vengono riportati i risultati di diversi studi sperimentali dai quali è possibile

trarre le informazioni fondamentali che consentono il dimensionamento di un bacino di

sedimentazione per effluenti di acquacoltura

Overflow rate

Esprime la portata d’effluente da trattare per unità di superficie del bacino. Vari Autori per

gli effluenti di acquacoltura propongono valori compresi nel range

1,5 – 3,0 m3/h m2

Innanzitutto è opportuno ricordare che per la Legge di Hazen, l’efficienza di

sedimentazione risulta indipendente dalla profondità del bacino. Il parametro più

importante per il dimensionamento dei bacini di sedimentazione diventa quindi il

cosiddetto overflow rate, parametro che quantifica la massima portata d’acqua per unità di

superficie del bacino che ancora permette la sedimentazione delle particelle che si

vogliono separare.

Tempo di ritenzione nel bacino

Vari Autori propongono che il tempo di ritenzione

T = Q/Vol

dove:

T tempo di ritenzione (h)

Q portata d’acqua (m3/h)

Vol Volume utile del bacino (m3)

si mantenga inferiore a

0,5 ore

Velocità dell’acqua nel bacino di sedimentazione

La velocità del flusso nel bacino di sedimentazione dovrebbe mantenersi non superiore a

4 m/min

ma preferibilmente dovrebbe essere intorno a

1 m/min

mediamente, quindi si consigliano valori di

1,2 – 2,4 m/min

Impiego di flocculanti

L’impiego di agenti chimici flocculanti per favorire la formazione di aggregati che

aumentino la velocità di sedimentazione anche delle particelle più piccole, sperimentato

da diversi Autori è risultato, dal punto di vista economico,

non conveniente

Tipo di sedimentatori

Nell’industria e nel settore civile sono utilizzati diversi tipi di sedimentatori, che variano

nel disegno da semplici stagni di sedimentazione con lento flusso longitudinale a

complesse vasche coniche con incorporati sistemi di regolazione del flusso e di

asportazione dei fanghi sedimentati.

Nonostante la larga diffusione di queste attrezzature, alcuni problemi pratici di

funzionamento, come la spesso inadeguata dinamica del flusso d’acqua e la difficoltà di

rimozione dei fanghi sedimentati, ne hanno molto limitato l’impiego per gli effluenti di

acquacoltura.

Molti Autori ritengono, infatti, che i sedimentatori, qualunque sia il tipo, non risultino

affatto adatti per il trattamento primario degli scarichi provenienti dai sistemi di

acquacoltura intensiva di terra che sfruttano il by-pass delle acque superficiali torrentizie

(es. raceways per le trote).

In queste situazioni, sebbene le caratteristiche delle particelle solide del refluo siano

facilmente e velocemente sedimentabili, le elevate velocità del flusso comportano spesso

tempi di ritenzione insufficienti, ri-sospensione delle particelle solide sedimentate e corto-

circuitazione dell’effluente caricato direttamente verso la zona di scarico.

Possibilità di applicazione

Secondo molti, l’impiego della sedimentazione per il trattamento degli effluenti di

acquacoltura non è deliberatamente sbagliato. E’, tuttavia, il tipo di applicazione che se ne

fa che spesso risulta inappropriato.

Le portate d’acqua degli scarichi primari non trattati risultano spesso troppo elevate e

questo come è già stato rilevato compromette la funzionalità dei sedimentatori.

Invece, i fanghi che residuano da eventuali stadi di trattamento, ad esempio dai sistemi di

filtratura meccanica, sono notevolmente più bassi, tanto che normalmente risultano

dell’ordine dell’1% rispetto al flusso di scarico primario.

Tali fanghi richiedono quasi sempre un’operazione di ulteriore disidratazione e la

sedimentazione è uno dei metodi più efficaci proprio per effettuare questo trattamento.

La sedimentazione, quindi, non è applicabile per la chiarificazione degli effluenti primari,

o meglio risulterebbe applicabile solo realizzando bacini di sedimentazione di vasta

superficie.

Al contrario, la sedimentazione risulta vantaggiosamente applicabile per l’ispessimento

dei fanghi separati in un secondo stadio di trattamento o per una pre-concentrazione

localizzata dello scarico.

15/02/2008

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Caratteristiche dell’effluente dal bacino di sedimentazione

Nei bacini di sedimentazione, a causa delle elevate portate d’acqua, non è raro che si

verifichino fenomeni di turbolenza e quindi il contenuto di solidi dell’effluente

chiarificato risulta quasi sempre superiore a

10 mg/l