Il reintegro d’acqua all’uscita dal sedimentatore secondario ci consente prelevare dai pozzi solo le acque necessarie per i raffreddamenti.

l’acqua fresca potrebbe alimentare in parte le macchine continue in modo da avere una minore concentrazione di sali, COD, e solidi sospesi nella formazione del foglio.

Il reintegro d’acqua all’uscita dal sedimentatore secondario ci consente prelevare dai pozzi solo le acque necessarie per i raffreddamenti.

La portata effluente dal depuratore viene divisa in modo che 70 m

/h alimenti il master dopo aver subito un trattamento di filtrazione mentre la restante parte viene scaricata nel canale che scorre vicino allo stabilimento. La ricerca effettuata attraverso l’analisi di casi simili mi ha orientato nella scelta di un filtro autopulente Filtomat a controlavaggio continuo specifico per alte portate ad alto carico contaminante. Questo tipo è l’unico filtro a controlavaggio continuo che funziona mediante la funzione del liquido stesso (figura 45).

Il filtro ha una tecnologia di controlavaggio unica e brevettata dalla

ditta FLUXA FILTRI Spa che garantisce una pulizia del setto filtrante per il

100% anche dopo milioni di cicli. Il suo impiego è garantito per basse ed

alte pressioni con possibilità di variare il grado di filtrazione del setto filtrante

fino a 15 micron.

Figura 45: sistema di contro-lavaggio del filtro

Analizzando la figura 46 si nota ce all’entrata (1) l’acqua attraversa un prefiltro grossolano (2) che trattiene le particelle di grosse dimensioni sfuggite alla fase di flottazione. Le particelle fini vengono trattenute dal cestello filtrante fine (6) e l’acqua filtrata passa all’uscita (7).

Nel modo di funzionamento a controlavaggio continuo, la camera di

scarico (8) è costantemente aperta all’atmosfera mediante la valvola (9)

che scarica in continuazione un piccolo quantitativo d’acqua.

Figura 46: schema funzionamento filtro

Questo getto di controlavaggio continuo investe il setto filtrante mediante degli ugelli di controlavaggio ed attraverso il collettore e la camera di scarico, scarica l’acqua. La pompa supplementare (10) spinge l’acqua filtrata nell’albero cavo (11) dal tubo collettore negli ugelli (12), che lavano a getto il setto filtrante.

La combinazione di contro-lavaggio e getti crea un effetto di lavaggio che lava al 100% ambo i lati del setto filtrante. Il motore elettrico (3) fa ruotare il collettore con i rispettivi ugelli mentre il pistone idraulico (13) lo fa muovere avanti ed indietro. In combinazione con l’effetto ruotante, questo fa in modo che i getti d’acqua di contro-lavaggio si portano a coprire tutta l’area del setto filtrante.

Esaminando i dati relativi all’acqua in uscita dal flottatore e quella

richiesta per un buon funzionamento degli spruzzi di tele e feltri possiamo

pensare di installare un filtro FILTOMAT modello MCF/M 304LP in acciaio al carbonio con grado di filtrazione di 100 micron.

Figura 47: dimensioni del filtro

Il filtro può lavorare con portate fino a 120 m

/h ed utilizza per i lavaggi 15 m

/h. Le sue ridotte dimensioni (figura 47) sono:

_ L = 1067 mm;

_ A = 5720 mm;

_ B = 4070 mm;

_ ø C = 4”;

_ ø D = 16”.

Il prezzo per il montaggio dell’apparecchio è comprensivo di:

1. schema di flusso dettagliato;

2. disegni di assieme generale e d’installazione;

3. manuali d'uso, di avviamento e di manutenzione in accordo alle direttive CE;

4. quadro elettrico di comando e controllo costruito secondo le direttive CE.

Dalla fornitura sono esclusi:

1. calcoli statici e opere murarie;

2. tubi ed accessori necessari per il collegamento idraulico;

3. collegamenti elettrici;

4. imballo e trasporto;

5. mezzi di sollevamento e scarico;

6. montaggio ed avviamento;

8.2.2 Verifica dell’impianto di depurazione

Flottatori

Si considera di far funzionare ciascun flottatore con la portata di:

Q

= 93 m

/h

visto che ha la capacità di trattare al massimo una portata di 144 m

/h.

Conoscendo il volume del flottatore (18 m

) posso determinare il tempo di permanenza:

tp

= V

/Q

= 0.20 h

Selettore

PORTATE IN ENTRATA:

-Acque trattate dai flottatori:

Q

= 180 m

/h

-Fanghi biologici di ricircolo:

Q

= 180 m

/h PORTATE IN USCITA:

- Acqua e fanghi biologici alla vasca di ossidazione:

Q

= 360 m

/h

Cs

= 1167 1.60=1867 mg/l (COD in ingresso ) considerando l’aumento medio degli ultimi anni;

SELETTORE Qflott ; Cso

Qric

Qselet

Vasca di Ossidazione - Forma: rettangolare - Volume utile:

V

= 2700 m

Q

= 180 m

/h (portata liquame in ingresso al selettore);

Q

= 180 m

/h (portata fanghi di ricircolo);

Sedimentatore - Forma: circolare

- Volume utile:

V

= 500 m

Le portate che escono dai sedimentatori sono:

Q

= 160 m

/h Q

= 20 m

/h Q

= 180 m

/h

In questo scenario abbiamo un aumento della concentrazione del

COD totale dovuto ad un riutilizzo maggiore delle acque di processo. La

portata di refluo rimane costante ma il COD assume il valore a regime di

1870 mg/l (figura 48).

Figura 48: portata di fango e concentrazione del COD totale in ingresso

L’impianto di depurazione continua a funzionare in maniera corretta come possiamo vedere dalle figure successive che rappresentano il funzionamento del depuratore per un lasso di tempo di 30 giorni a partire dalla messa in funzione.

Figura 49: Concentrazione del COD in uscita dall’impianto

Si può notare che la concentrazione del COD totale è molto vicina al

limite previsto dalla legge, quindi sarebbe opportuno prevedere un

ulteriore trattamento di depurazione a valle dei sedimentatori finali, in

quanto la portata è regolata ed è costante nel tempo ma la

concentrazione del COD varia giornalmente quindi varia anche il valore del COD in uscita dal nostro impianto. Per semplificare il lavoro ho considerato una concentrazione media in ingresso al depuratore.

Figura 50: andamento del BOD in uscita dai sedimentatori

8.2.3 Valutazioni tecniche degli interventi proposti

Il risparmio d’acqua fresca di pozzo che otteniamo in questo

scenario è di 70 m

/h quindi più vantaggioso dal punto di vista ambientale

rispetto agli scenari 1 A/1 B dove la riduzione prevista è di 50 m

/h.

La TNO prevede di installare un solo filtro autopulente sulla linea in uscita dal depuratore che alimenta il master. L’impianto di depurazione continua a fornire un rendimento ottimale anche se le concentrazioni di COD in ingresso aumentano del 3.59%.

La portata che reintegriamo nel processo è però solo una parte di

quella che scarichiamo nel canale che scorre di fianco alla cartiera per cui

potremmo pensare di riutilizzare ancora più acqua nel processo magari

installando nuove tecnologie per l’abbattimento della salinità. Per fare

questo servirebbero nuove analisi sul refluo che attualmente non sono

previste perché troppo costose e prove in stabilimento su impianti pilota.

8.3 Scenario 2B: riutilizzo dell’acqua in uscita dal biologico per il reintegro alla vasca master e trattamento delle acque in uscita dalle coclee addensatrici

8.3.1 Descrizione e adeguamenti

Nella simulazione si fa ricorso al principio del controcorrente: l’acqua in uscita dai vaschini della MC3 e della MC4 viene raccolta in una nuova tina da cui in parte è reintegrata nel processo per la diluizione dopo le coclee della frazione lunga mentre il surplus è mandato ad un flottatore (l’altro si pensa di non utilizzarlo). Lo scenario inoltre prevede di trattare nell’impianto biologico di depurazione le acque di processo considerate più sporche. In questo modo, le anomalie riscontrate allo stato attuale nel ciclo delle acque, vengono in parte eliminate: le acque immesse nell’impianto di depurazione sono le più sporche in quanto provengono dalla fase di preparazione impasti e dai colaticci della cartiera mentre si reintegra l’acqua in uscita dalle macchine continue che consideriamo più pulita.

Nel progetto Craft 1 si pensa di inserire un filtro a chiarificazione per

trattare il liquame in uscita dalle coclee addensatrici e recuperare così

parte delle fibre perse nei trattamenti precedenti. Considerando che, il liquame da trattare ha caratteristiche molto simili a quello che normalmente trattano i flottatori e che ogni flottatore è dimensionato per trattare fino a 144 m

/h di refluo, ritengo inutile tale investimento. Quindi, il flottatore inutilizzato, lo impiego per il trattamento delle acque della preparazione impasti (uscita dalle coclee addensatrici).

Figura 51: dimensioni del filtro

In uscita dal biologico si reintegra l’acqua alla vasca master dopo un

trattamento di filtrazione. Il filtro che pensiamo di installare è del tipo a

controlavaggio continuo FILTOMAT modello MCF/M 304LP in acciaio al

carbonio con grado di filtrazione di 50 micron (solito funzionamento di

quello installato nello scenario 2 A ma con grado di filtrazione più alto).

Il filtro può lavorare con portate fino a 120 m

/h ed utilizza per i lavaggi 18 m

/h. Le sue ridotte dimensioni (figura 51) sono:

_ L = 1067 mm;

_ A = 5720 mm;

_ B = 4070 mm;

_ ø C = 4”;

_ ø D = 16”.

Il buon grado di filtrazione permette all’acqua che recuperiamo dal trattamento biologico di avere un contenuto di solidi sospesi di poco superiore a quello dell’acqua di pozzo.

8.3.2 Verifica dell’impianto di depurazione

Selettore

PORTATE IN ENTRATA:

-Acque dal flottatore1 Q

= 124 m

/h

-Fanghi biologici di ricircolo:

Q

= 180 m

/h

-Acqua dal flottatore2:

Q

= 40 m

/h PORTATE IN USCITA:

- Acqua e fanghi biologici alla vasca di ossidazione:

Q

= 344 m

/h

Cs

=(1 40+1.5 124) 1.60/(124+40)=2219mg/l (COD in ingresso considerando Q

= Q

+Q

= 124+40= 164 m

/h

Vasca di Ossidazione - Forma: rettangolare

- Volume utile:

V

= 2700 m

Sedimentatore - Forma: circolare

Qric SELETTORE

Qin ; Cso Qselet

- Volume utile:

V

= 500 m

L’impianto in questo scenario non soddisfa I limiti previsti dalla legge per quanto riguarda il contenuto di COD in uscita infatti il valore a regime si porta attorno a 200 mg/l. Questo dato è concorde con l’analisi del fango in ingresso e uscita dall’impianto effettuata il giorno 25/10/2004, quindi siamo sicuri che il nostro modello è tarato nel modo giusto come possiamo vedere dai grafici di seguito riportati(figura 52, 53).

Figura 52: Concentrazione del COD in uscita

Figura 53: BOD

in uscita dai sedimentatori finali

8.3.3 Valutazioni tecniche degli interventi proposti

L’elemento caratterizzante di questa ipotesi di chiusura è “il principio

di controcorrente” che rappresenta il sistema più razionale di utilizzo delle

acque all’interno delle cartiere. I vantaggi che possiamo ottenere da

questo principio, nel caso della Cartiera Cardella sono ancora più marcati

in quanto obbliga ad utilizzare le acque dei lavaggi delle macchine per la

fase di preparazione impasti, mentre si alimenta l’impianto biologico con

l’acqua proveniente dagli scarti della preparazione impasti e dai colaticci della cartiera.

L’acqua di pozzo in questa situazione viene consumata soltanto per i raffreddamenti delle macchine con un risparmio di 70 m

/h. Gli studi sulle macchine sono indirizzati verso tecnologie che riescano a lavorare con più alte temperature grazie all’introduzione di nuove leghe nella costruzione in modo da ridurre il consumo d’acqua fresca per i raffreddamenti.

Le modifiche da effettuare in questo scenario riguardano

principalmente il circuito delle acque in fase di preparazione che in uscita

dalle macchine continue. Anche il depuratore biologico richiede

modifiche da valutare sperimentalmente dopo una attenta analisi del

fango di cartiera nello scenario proposto.