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7. Confronto con processi a
biomassa adesa già presenti
e consolidati sul mercato
L’RCBR è una macchina per la depurazione di acque reflue e/o inquinate a mezzo di biomasse o simili colonie batteriche in forma di film che utilizzano pp r uni upp r i per la pr pria rma i ne e pr li era i ne C m’è n , l’impiego di biomasse o simili colonie batteriche per la depurazione delle acque reflue può essere eseguita mediante impianti o apparati a dischi biologici oppure mediante reattori a biomassa adesa a letto mobile. Gli impianti e gli apparati a dischi biologici prevedono una pluralità di dischi, realizzati in materiale plastico, fissati su un albero che viene posto in rotazione. I dischi sono parzialmente immersi nel liquame da depurare per cui la r a i ne dell’alber de ermina il c n a degli e i c n l’aria e c n la a e liquida Duran e la r a i ne i micr rgani mi i formano e crescono sulla superficie del disco formando un film di materiale organico il cui spessore aumenta. Alternativamente, durante il moto di rotazione, la pellic la bi l gica a imila igen nella a e di e p i i ne all’aria, per p i immergersi ad adsorbire e metabolizzare le sostanze organiche disciolte e colloidali presenti nel liquame. La pellicola continua a svilupparsi finché non raggiunge uno spessore limite, per poi distaccarsi autonomamente.
I reattori a biomassa adesa a letto mobile prevedono una serie di vasche in cui i microrganismi attecchiscono su mezzi di supporto dispersi e sospesi nel refluo da trattare. I mezzi di supporto vengono posti in movimentazione con aria per consentire alle colonie batteriche formate di en rare a c n a c n l’ igen nece ari alla l r re pira i ne p ibile pre edere che la m imen a i ne dei mezzi di supporto sia eseguita da idonei sistemi di insufflazione di aria e/o da mi cela ri meccanici pp r unamen e pre en i all’in ern delle a che anche possibile che i mezzi di supporto siano agitati direttamente da flussi di liquame in
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movimentazione lungo percorsi predeterminati. Anche in questo caso le biomasse che si formano sui mezzi di supporto ispessiscono fino a distaccarsi e sedimentare.
Sebbene gli impianti noti sopradescritti consentano una soddisfacente depurazione delle acque reflue, non sono tuttavia esenti da alcuni inconvenienti e sono migliorabili sotto diversi aspetti, principalmente in relazione agli eccessivi ingombri, agli interventi di manutenzione degli stessi, ai consumi energetici complessivi, nonché ai costi di funzionamento e depurazione delle acque impure. In particolare si è notato che gli impianti e gli apparati a dischi biologici sono frequentemente gge i alla r ura dell’alber di r a i ne u cui gra a la ma a complessiva dei dischi supportati appesantita ulteriormente dal film biologico aderente agli stessi.
Al fine di ovviare a tale inconveniente gli impianti e gli apparati a dischi biologici vengono significativamente sovradimensionati. Il sovradimensionamento dell’alber de ermina l’inde idera a ridu i ne delle aree delle uper ici dei di chi destinate alla formazione e proliferazione batterica con ripercussioni negative sul rendimento complessivo delle macchine per la depurazione. Il radimen i namen dell’impian pre en a in l re an aggi anche in ermini energe ici in quan la m imen a i ne di ele a e ma e c i ui e dall’a ieme albero/dischi richiede un apporto energetico notevole che incrementa en ibilmen e i c i di un i namen dell’impian
Con riferimento invece ai reattori a biomassa adesa a letto mobile, anche tali apparati presentano ingombri complessivi e consumi energetici elevati in quanto necessitano di una serie di sistemi di areazione e movimentazione dei mezzi di supporto disposti nelle varie vasche di raccolta previste.
Va inoltre considerato che i reattori a biomassa adesa a letto mobile presentano una struttura particolarmente complessa, i cui continui interventi di manutenzione incrementano i costi complessivi per la depurazione delle acque da trattare.
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L c p principale dell’invenzione della macchina RCBR è stato cercare di ovviare ai problemi riscontrati nella tecnica nota, quindi presenta le seguenti caratteristiche:
a) ingombro complessivo ridotto;
b) app r energe ic in eri re ri pe a quelli dell’ar e n a; c) riduzione al minimo gli interventi di manutenzione;
d) abbattimento dei costi complessivi di funzionamento dello stesso e, di conseguenza, dei costi legati ai trattamenti di depurazione corrispondenti; e) elevata superficie biologica in un volume ridotto;
f) sicuro e senza pericoli per gli operatori;
g) n n gge agli c n enien i e e i aer l d u i all’in u la i ne di aria nelle acque da trattare.
Nella tabella seguente è riportato un confronto tra un trattamento a biodischi e una macchina RCBR per il trattamento di un refluo di 750 a.e.
Esempio trattamento reflui (750 a.e.) Biodischi RCBR Vantaggio Competitivo (descrizione) Vantaggio Competitivo (risparmio in euro) Prezzo di vendita 30.000 - 40.000 € 20.000 € Minori dimensioni, assenza di un asse centrale e di dischi di materiale plastico stampati appositamente, utilizzo di corpi di riempimento in materiale riciclato. 10.000 - 20 000 € Dimensioni Diametro: 2.0 m Lunghezza 4.5 m Diametro: 2.0 m Lunghezza 2.5 m Facilità di trasporto e installazione, minor consumo di 10 000 € pere
98 terreno. Consumo energetico 1,50 kW 1,1 kW Utilizzo di motori meno potenti. 630 €÷1.400 € * Efficienza (superficie biologica prodotta) 2500 m2 2500 m2 (La tabella è stata allineata rispetto a questo parametro) L’a en a dell’a e centrale e la presenza di numerosi corpi plastici tridimensionali aumenta il rapporto superficie/volu me disponibile. Installazione e affidabilità Necessita di opera civile per il contenimento e di relativa copertura con impianto cablato in-situ. Tutti gli elementi strutturali devono essere adeguatamente dimensionati per la resistenza al carico a cui la macchina si trova sottoposta. Miglior distribuzione delle forze. Minor peso delle superfici atte allo sviluppo di biomassa (tanti corpi di riempimento di diametro max 4.5 cm, peso massimo 3 g ad elemento). Macchina auto contenuta nella propria vasca (nessuna opera civile per l'installazione) . L’a en a dell’a e centrale diminuisce notevolmente la rottura sotto carico della macchina e di conseguenza la sicurezza del personale in prossimità dell’impian (sono noto casi di rottura dell’a e carico con lancio dei dischi a notevole distanza). 1 000 € y per manutenzione
* Il costo dell'energia varia, per potenze inferiori a 10 kW, a seconda delle zone e dei fornitori, fra 0.18 € e 0,40 € per kW/h di potenza consumata.
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Particolare attenzione deve essere posta sui rendimenti: è noto da diversi studi fatti sui biodischi [23] che, in generale, per ottenere rendimenti di abbattimento del COD dell’85% cc rre ad are almen due adi, mentre per pervenire ad una rimozione del 90 - 95% cc rre che l’impian peri c n 3 - 4 stadi. Nel caso in esame invece, si sono raggiunti rendimenti anche del 98% (92% in media) con un singolo stadio e con un carico organico veramente molto elevato.
Per quanto riguarda i carriers, si è già visto nel Capitolo 5 come la superficie specifica del tappo sia confrontabile con alcuni modelli di riempimenti in commercio, anche se nella maggior parte dei casi è inferiore. Questo non sembra essere un problema perché il cestello del RCBR è riempito al 100%, portando ad avere una superficie di crescita della biomassa molto elevata in un volume contenuto. Tappi F3 Veolia K3 Veolia Spira 14 Siemens Superficie specifica (m2/m3) 320 200 500 600
Tabella 13 - Confronto tra la superficie specifica dei tappi e quella
di alcuni riempimenti commerciali
Ciò che rende c mpe i i l’u dei appi ri pe ad al ri ipi di rendimen è icuramen e il prezzo: sono un rifiuto, spesso raccolti da associazioni e Onlus che li rivendono a scopo benefico ad un prezzo fino a 10 volte inferiore rispetto ai carriers commerciali.
