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Fig. 1: due dei quattro soffiatori rotativi a lobi TYR utilizzati per l'ossigenazione dell'acqua e la pulizia degli stadi di filtrazione. Fonte: Busch Vacuum Solutions

Trattamento dell'acqua perfetto grazie alla flessibilità dei soffiatori rotativi a lobi

Nel comune danese di Rudersdal, l'azienda idrica municipale Birkerød fornisce acqua potabile ai 23.000 abitanti. Il consumo annuo per questa area è di 1,2-1,5 milioni di metri cubi d'acqua. L'acqua grezza viene pompata da nove pozzi profondi con una resa media di 160 metri cubi all'ora.
I soffiatori rotativi a lobi TYR di Busch Vacuum Solutions vengono utilizzati per trattare l'acqua grezza e trasformarla in acqua potabile.
Il trattamento dell'acqua da acqua grezza ad acqua potabile è un processo a doppio stadio. L'acqua grezza viene innanzitutto aerata, ovvero i gas indesiderati quali metano o solfuro di idrogeno vengono rimossi. L'acqua viene quindi arricchita con ossigeno nella stessa fase del processo. Questa operazione viene eseguita affinché, dopo la filtrazione, l'acqua potabile contenga i cinque milligrammi di ossigeno disciolto per litro specificati.
Per ottenere la soluzione più efficiente a livello energetico, i responsabili hanno optato per due soffiatori rotativi a lobi TYR di Busch Vacuum Solutions. Questi soffiatori adeguano le prestazioni alla quantità di acqua grezza in entrata mediante variatori di velocità, per garantire sempre lo stesso contenuto di ossigeno nell'acqua.
In passato, l'acqua grezza veniva arricchita con ossigeno mediante il cosiddetto sistema a cascata. Lo svantaggio di questa procedura è che non prevedeva opzioni di regolazione, cioè il contenuto di ossigeno non poteva essere stabilito con precisione. Inoltre, era richiesto un enorme sforzo in termini di pulizia e manutenzione.
Quando è stata necessaria una revisione dell'impianto di trattamento dell'acqua nel 2018, l'azienda idrica Birkerød ha deciso di installare un sistema di aerazione a pavimento in due linee e, in collaborazione con Busch Vacuum Solutions, ha installato due soffiatori rotativi a lobi TYR a controllo della velocità (Fig. 1). L'acqua viene aerata in due vasche di aerazione identiche. Viene fatto funzionare solo un sistema alla volta. Il secondo ha una mera funzione di riserva per garantire la fornitura di acqua in caso di guasto dell'altro sistema. Generalmente, entrambi i sistemi di aerazione vengono utilizzati quotidianamente in modo alterno. Un soffiatore rotativo a lobi TYR è collegato a ciascuna di queste vasche di aerazione. Sul lato aspirazione è installato un silenziatore per ridurre al minimo le emissioni di rumore all'interno e all'esterno dell'edificio. Per il responsabile dell'impianto Jens Ejnar Kristensen, la bassa rumorosità di esercizio dei soffiatori rotativi a lobi era un aspetto estremamente importante, visto che l'impianto di trattamento dell'acqua si trova al centro di una zona residenziale. Dall'installazione dei due soffiatori rotativi a lobi TYR in questi sistemi di aerazione, Kristensen è stato in grado di mantenere in modo preciso e costante il contenuto di ossigeno e quindi assicurare una qualità dell'acqua sempre elevata.
Dopo l'aerazione, la seconda fase riguarda il filtraggio dell'acqua attraverso filtri a sabbia. La filtrazione avviene in due fasi: nei pre-filtri e nei post-filtri. I filtri a sabbia rimuovono ferro e manganese dall'acqua e convertono l'ammonio in nitrato. I filtri devono essere puliti dai depositi di sabbia a intervalli regolari. A tale scopo, su di essi viene soffiata aria compressa, generata da due soffiatori rotativi a lobi TYR. Questi soffiatori sono dotati di motori a controllo di frequenza, pertanto le prestazioni si adattano al grado di intasamento dei filtri. Allo stesso tempo, si evita che la portata o la pressione del flusso siano troppo elevate affinché gli strati di sabbia di grana diversa non ruotino vorticosamente insieme.
In questa sede sono in funzione anche due soffiatori rotativi a lobi TYR dal 2017 allo scopo di rigenerare i sei pre-filtri e i sei post-filtri. A quel tempo, sono stati installati al posto di due soffiatori rotativi a lobi obsoleti che richiedevano una notevole manutenzione e dovevano essere sostituiti, perché troppo vecchi. I soffiatori rotativi a lobi TYR sono dotati di serie di una cabina insonorizzante.
I soffiatori rotativi a lobi originariamente utilizzati non erano regolabili, dunque non era possibile regolare la portata volumetrica e la sovrappressione alla domanda effettiva. Jens Ejnar Kristensen ha dimostrato che l'ottimizzazione del processo di aerazione porta a notevoli risparmi energetici. Inoltre, l'azienda idrica Birkerød è riuscita a regolare il lavaggio dei filtri in base alle dimensioni dei singoli filtri e a seconda che si trattasse di pre-filtri o post-filtri.
Dopo che l'acqua grezza è stata filtrata, viene inviata a un serbatoio di acqua pulita da 1.000 metri cubi, da dove viene pompata nella rete di distribuzione direttamente fino al consumatore o a una torre idrica come serbatoio.
Con la conversione completa ai soffiatori rotativi a lobi a controllo di frequenza TYR, l'azienda idrica Birkerød è riuscita a modernizzare gli acquedotti e a raggiungere una qualità dell'acqua costantemente elevata nel lungo termine, risparmiando allo stesso tempo energia.