Aumento dell'efficacia del dissabbiatore grazie al compressore a camme regolabile

Dalla sua prima messa in funzione nel 1993, l'impianto di trattamento delle acque reflue della città danese di Kerteminde utilizza un dissabbiatore aerato. Tuttavia, continuava a incontrare problemi quando trasferiva la sabbia dal canale del dissabbiatore, poiché la sabbia si compattava e quindi non poteva essere rimossa dalla pompa airlift. Il problema è stato risolto con l'installazione nell'impianto di un compressore a camme MINK di Busch Vacuum Solutions. Questo compressore è infatti regolato dalla pressione, che viene aumentata automaticamente per sollevare la sabbia compattata sul fondo della camera.

Processo di depurazione delle acque reflue

Essendo la prima fase del trattamento negli impianti di trattamento delle acque reflue, i dissabbiatori aerati rappresentano una fase del processo fondamentale per ottenere un trattamento ottimale ed economico delle acque reflue. La separazione della sabbia e di altri materiali minerali protegge i processi di depurazione a valle dai danni causati da abrasione, ostruzioni e in definitiva dai depositi. Il sistema di rimozione della sabbia dell'impianto di depurazione comunale di Kerteminde, una città sull'isola danese di Funen, è dotato di un compressore che serve a due scopi. Durante il normale funzionamento, aera le acque reflue nel dissabbiatore tramite ugelli fissati al pavimento. Questo flusso d'aria fa circolare le acque reflue e separa meccanicamente la sabbia dalle sostanze galleggianti, come grasso e olio, e dalle altre sostanze organiche che vi sono sospese. Lo stesso compressore viene utilizzato anche per alimentare aria compressa alla pompa airlift, utilizzata per aspirare la sabbia dal canale del dissabbiatore e immetterla in un recipiente collettore.

In termini di capacità, l'impianto di depurazione di Kerteminde è progettato per un carico organico specifico (PE, population equivalent) di 25.000. Dopo il suo avviamento nel 1993, il dissabbiatore veniva alimentato con aria compressa da un turbo soffiante. Questa soffiante forniva una sovrappressione massima di 0,6 bar, sufficiente per far circolare le acque reflue e separare sabbia e grasso. Tuttavia, il responsabile operativo Erland Rasmussen (Fig. 1) aveva un altro problema. La sabbia raccolta nel canale del dissabbiatore si compattava, il che significava che si incollava al suolo e non poteva essere estratta dalla pompa airlift perché la sovrappressione della turbo soffiante era troppo bassa. Questo problema risultava particolarmente grave quando pioveva, considerato l'aumento della quantità di sabbia nelle acque reflue. La sabbia poteva essere rimossa solo spegnendo l'interruttore del dissabbiatore e sciogliendo manualmente la sabbia depositata, che veniva poi estratta con un'autocisterna aspirante. Spesso questo intervento richiedeva uno o due giorni, durante i quali il dissabbiatore non poteva essere messo in servizio. Inoltre, il costo di questo lavoro svolto da un'azienda esterna era enorme, non da ultimo perché il processo doveva essere eseguito più volte all'anno.

La soluzione con compressore Busch e i suoi vantaggi

Erland Rasmussen era alla ricerca di una soluzione migliore e nel 2014 ha consultato gli specialisti del vuoto e della sovrappressione di Busch Vacuum Solutions. La soluzione è stata individuata in un compressore a camme MINK (fig. 2) di Busch che è andato a sostituire la turbo soffiante esistente. Questo compressore a camme è del tipo a controllo di frequenza, vale a dire che consente di variare la sovrappressione modificando la velocità rotazionale. Il suo principio operativo consente di far funzionare un compressore a camme MINK in un intervallo da 20 a 60 Hz, coprendo così l'intervallo di sovrappressione da 0,4 a 2,5 bar. Utilizzando un sistema di controllo PLC, il compressore è programmato per aerare il dissabbiatore per 40 minuti (Fig. 3) e riciclare le acque reflue. Erland Rasmussen ha calcolato 0,6 bar come sovrappressione ideale per garantire una separazione ottimale di sabbia e grasso, e ha programmato questo valore nel sistema. Trascorsi i 40 minuti, le valvole commutano automaticamente e il compressore a camme MINK aumenta la sovrappressione a 2,5 bar (Fig. 4). In questo modo la sabbia sul fondo del dissabbiatore viene sciolta e agitata, consentendo alla pompa airlift di aspirarla in modo semplice e sicuro e di trasferirla in un serbatoio di stoccaggio. Dopo cinque minuti di aspirazione della sabbia, l'unità di controllo del sistema di aereazione ritorna alla modalità standard per separare sabbia e grasso.

Erland Rasmussen ha notato un altro vantaggio. Il compressore a camme MINK richiede molta meno corrente rispetto alla vecchia turbo soffiante. Il compressore a camme MINK è dotato di un motore da 9 kilowatt. Questa corrente nominale viene raggiunta solo brevemente durante la fase di avviamento della modalità a 2,5 bar, che dura solo cinque minuti. Durante la modalità standard di 40 minuti con una sovrappressione di 0,6 bar, il motore necessita solo di una frazione di questa potenza nominale. Per l'operatore dell'impianto di depurazione, ciò significa che, oltre a eliminare i costi per la rimozione manuale della sabbia, la nuova soluzione ha consentito anche di ridurre i costi energetici. Erland Rasmussen spiega che il compressore a camme MINK è anche molto più silenzioso della vecchia turbo soffiante, poiché la sua velocità rotazionale è molto inferiore.