Svolgono un ruolo cruciale nel trattamento delle acque reflue. Questi dispositivi sono progettati per ridurre il volume dei fanghi, concentrandone la parte solida e diminuendo il contenuto di acqua, così da migliorare l’efficienza dei trattamenti successivi e ridurre i costi operativi e di smaltimento.
Gli ispessitori possono essere di diversi tipi, come gravitazionali o meccanici, ciascuno con caratteristiche specifiche per adattarsi a diverse esigenze impiantistiche.
Chiarificazione e Ispessimento di acque e scarichi municipali
Chiarificazione e Ispessimento di acque e scarichi industriali
| Diametro Chiarificatori | Diametro Ispessitori | |
|---|---|---|
| Chiarificatori e ispessitori raschianti e aspiranti a trazione periferica | 15-60 m | 15-30 m |
| Chiarificatori e ispessitori raschianti ed aspiranti a trazione centrale | 5-40 m | 3-15 m |
| Utilizzo | Chiarificazione acque primarie e secondarie |
| Tipi di macchine | A semplice trazione periferica, Trazione periferica R+1/3, Doppia trazione periferica |
| Caratteristiche | La macchina è costituita da un un cilindro di calma e un ponte rotante che traina delle pale a profilo logaritmico. |
| Funzionamento | Le acque da chiarificare confluiscono nel cilindro centrale dove viene abbattuta l’energia cinetica, i solidi sedimentabili precipitano sul fondo vasca e sono convogliati nel pozzetto centrale dalle raschie di fondo. |
| Costruzione | In acciaio zincato o in acciaio inox |
| Installazione | In vasca in calcestruzzo |
| Diametro della vasca | Da 8 a 60 m. |
| Opzioni | Sistema di raccolta delle schiume |
Dimensionamento Idraulico (di processo)
Il dimensionamento del cilindro di calma si basa sui seguenti parametri:
• portata influente
• diametro della tubazione
Infatti l’acqua che esce dal cilindro di calma ed entra nella zona di sedimentazione deve avere una bassissima energia cinetica al fine di garantire una buona separazione e decantazione dei solidi. Inoltre, le raschie di fondo devono avere un profilo logaritmo e continuo, in modo da convogliare il fango nel pozzetto centrale in meno di una rotazione dell’albero di 270° (¾ di giro).
Dimensionamento Meccanico
Il dimensionamento del raschiatore di fondo è calcolato in base al tipo di fango da evacuare presente sul fondo vasca. Di norma l’albero centrale e le raschie sono dimensionati per uno sforzo di 20 kg. per metro lineare. La coppia da trasmettere si calcola con:
T [kgm] = r² x K
r è il raggio della vasca
K è il carico delle pale per metro lineare (20 kg per chiarificatori biologici)
Per questioni di affidabilità, il gruppo di comando dovrà essere in grado di trasmettere una coppia 1,8 volte superiore rispetto al valore di progetto.
Cella dinamometrica
La cella dinamometrica misura la coppia che trasmette il gruppo di comando.
Tale coppia può essere rilevata direttamente sullo strumento e consente di valutare gli sforzi a cui è sottoposto l’albero centrale durante la rotazione.
La cella è dotata di fine corsa tarati su due diversi valori di coppia misurata, uno di allarme e l’altro di blocco.
Dimensionamento del motore elettrico.
Il motore elettrico è dimensionato in modo che, in caso di blocco della macchina, la sua coppia di spunto sia inferiore a quella che tutti i gruppi a valle possono sopportare.
Per questo motivo il motore è generalmente sempre molto piccolo.
Motori esuberanti possono causare, in caso di blocco, seri danni alle strutture, nel caso in cui la cella dinamometrica sia fuori servizio oppure non correttamente collegata elettricamente.
Esempio di calcolo:
Diametro vasca 20 m.
K = 20
Velocità periferica delle pale 1,5 m/min
rpm albero lento 0,047
Coppia r² x K = 10² x 20 = 2000 kgm
Il gruppo di comando pertanto dovrà essere progettato per trasmettere una coppia 1,8 volte maggiore.
Motore elettrico: per trasmettere una coppia di 1000 kgm la spinta di cad. carrello è 1000 : 5 = 200 kg. Se il diametro della ruota è 300 mm. la coppia sull’abero è 200 x 0,15 ( raggio ruota ) = 30 kgm. Pertanto ad una velocità di circa 1,5 rpm occorrono 62 watt. Ipotizzando un rendimento del gruppo di comando del 60% il motore elettrico dovrà avere una potenza di 113 watt. Normalmente è difficile reperire motori più piccoli di 0,18 kw 180 watt . Se il motore scelto avrà una potenza di 180 watt, in caso di blocco macchina potrebbe dare per pochi istanti una potenza 2,6 volte superiore e cioè 468 watt. La coppia sull’albero lento della ruota trasmessa dal motore con un rendimento del 60% (del gruppo di comando sul carrello) sarebbe di 48 kgm., la spinta del carrello di 320 kg. e la coppia di 3200 kgm. per ciascun carrello (totale 3200 kgm). Il pilastro centrale deve pertanto essere dimensionato per un carico torcente (in caso di blocco) di 3200 kgm.
| Utilizzo | Chiarificazione acque secondarie |
| Tipi di macchine | Semplice trazione periferica, Trazione periferica R+1/3, Doppia trazione periferica |
| Caratteristiche | La macchina è costituita da un ponte rotante che traina delle pale corredate di tubi aspiranti. |
| Funzionamento | Le acque da chiarificare confluiscono nel cilindro centrale dove viene abbattuta l’energia cinetica, i solidi sedimentabili precipitano sul fondo vasca e sono aspirati da tubi aspiranti e valvole telescopiche di regolazione. |
| Costruzione | In acciaio zincato o in acciaio inox |
| Installazione | In vasca in calcestruzzo |
| Diametro della vasca | Da 8 a 60 m. |
| Opzioni | Sistema di raccolta delle schiume |
Dimensionamento del gruppo di aspirazione dei fanghi.
Occorre assicurarsi che in nessuna zona del sedimentatore il fango tenda a depositarsi o si ispessisca troppo, infatti, soggiornando nella vasca per periodi prolungati ciò può dar luogo ai seguenti inconvenienti:
• parte del fango ricircolato ritorna in vasca di ossidazione invecchiato a discapito dell’efficacia depurativa
• la ritenzione prolungata del fango favorisce l’instaurarsi di condizioni di carenza di ossigeno disciolto che possono portare a fughe di fango nell’effluente
Dimensionamento Meccanico
Per i criteri di dimensionamento meccanico vedi quanto riportato nella descrizione del Ponte raschiatore a trazione periferica mod. EM17.
Normalmente il fondo della vasca del sedimentatore aspirante è piano ed i tubi aspiranti, dimensionati per la portata di ricircolo di fango, sono posizionati ad una distanza non superiore a 3 m. I fanghi sono convogliati al tubo aspirante tramite delle pale a forma di V che facilitano la confluenza del fango verso la tubazione. Ciascun tubo aspirante è dotato di valvola telescopica di regolazione della portata influente nella vasca di raccolta. Da bordo ponte è possibile ispezionare la qualità e quantità del fango aspirato da ciascuna tubazione. Il fango confluisce nella vasca di raccolta secondo il principio dei vasi comunicanti. La portata del fango dipende dalla differenza di livello tra il pelo libero dell’acqua nella vasca e il livello del fango entro la vasca di racolta. Il fango raccolto nella vasca da tutti i tubi aspiranti è convogliato all’esterno della vasca per mezzo di un sifone autoregolante. L’innesco del sifone avviene in fase di avviamento con pompa o eiettore.
| 1.1 | Portata ingresso al sedimentatore (totale) | : m3/h | (*) |
| 1.2 | Portata in uscita dal sedimentatore (allo stramazzo) | : m3/h | (*) |
| 1.3 | Portata del fango in uscita dal sedimentatore | : m3/h | (*) |
| 1.4 | Diametro della vasca | : m. | (*) |
| 1.5 | Diametro della tubazione di entrata | : mm. | (*) |
| 1.6 | Quota del livello del fango nel pozzetto di raccolta | : +m. | (*) |
| 1.7 | Quota del livello dell’acqua nel sedimentatore | : +m. | (*) |
(*) dati da comunicare per formulare una proposta
| Utilizzo | Chiarificazione acque primarie e secondarie. |
| Caratteristiche | La macchina è costituita da un gruppo di comando, un albero lento centrale, due bracci raschianti, un cilindro di calma. |
| Funzionamento | Le acque da chiarificare confluiscono nel cilindro centrale dove viene abbattuta l’energia cinetica, i solidi sedimentabili precipitano sul fondo della vasca e sono convogliati nel pozzetto centrale dalle raschie di fondo. |
| Costruzione | In acciaio zincato o acciaio inox. |
| Installazione | In vasca in calcestruzzo. |
| Diametro della vasca | Da 2 a 30 m. |
| Opzioni | Sistema di raccolta delle schiume |
Dimensionamento Idraulico (di processo)
Il dimensionamento del cilindro di calma si basa sui seguenti parametri:
• portata influente
• diametro della tubazione
Infatti l’acqua che esce dal cilindro di calma ed entra nella zona di sedimentazione deve avere una bassissima energia cinetica al fine di garantire una buona separazione e decantazione dei solidi. Inoltre, le raschie di fondo devono avere un profilo logaritmico e continuo, in modo da convogliare il fango nel pozzetto centrale in meno di una rotazione completa dell’albero (270° – ¾ di giro).
Dimensionamento Meccanico
Il dimensionamento del raschiatore di fondo è calcolato in base al tipo di fango da evacuare presente sul fondo vasca. Di norma l’albero centrale e le raschie sono dimensionati per uno sforzo di 20 kg. per metro lineare. La coppia da trasmettere si calcola con:
T [kgm] = r² x K
r è il raggio della vasca
K è il carico delle pale per metro lineare (20 kg per chiarificatori biologici)
Per questioni di affidabilità, il gruppo di comando dovrà essere in grado di trasmettere una coppia 1,8 volte superiore rispetto al valore di progetto.
Cella dinamometrica
La cella dinamometrica misura la coppia che trasmette il gruppo di comando.
Tale coppia può essere rilevata direttamente sullo strumento e consente di valutare gli sforzi a cui è sottoposto l’albero centrale durante la rotazione.
La cella è dotata di fine corsa tarati su due diversi valori di coppia misurata, uno di allarme e l’altro di blocco.
Dimensionamento del motore elettrico.
Il motore elettrico è dimensionato in modo che, in caso di blocco della macchina, la sua coppia di spunto sia inferiore a quella che tutti i gruppi a valle possono sopportare.
Per questo motivo il motore è generalmente sempre molto piccolo.
Motori esuberanti possono causare, in caso di blocco, seri danni alle strutture, nel caso in cui la cella dinamometrica sia fuori servizio oppure non correttamente collegata elettricamente.
Esempio di calcolo:
Diametro vasca 10 m.
K = 20
Velocità periferica delle pale 1,5 m/min
rpm albero lento 0,047
Coppia r² x K = 5² x 20 = 500 kgm
Il gruppo di comando pertanto dovrà essere progettato per trasmettere una coppia 1,8 volte maggiore.
Motore elettrico: per trasmettere 500 kgm a 0,047 rpm occorrono 25 watt.
Ipotizzando un rendimento del gruppo di comando del 60%, il motore elettrico dovrà avere una potenza di 40 watt. Normalmente è difficile reperire motori più piccoli di 0,18 kw 180 watt .
Se il motore scelto avrà una potenza di 180 watt, in caso di blocco potrebbe dare per pochi istanti una potenza di 2,6 volte superiore e cioè 468 watt.
La coppia sull’albero lento trasmessa dal motore con un rendimento del gruppo di comando del 60% sarebbe di 5700 kgm.
In questo caso occorre valutare se prevedere una spina di rottura od una cella dinamometrica per limitare la coppia.
| Utilizzo | Chiarificazione acque primarie e secondarie |
| Caratteristiche | La macchina è costituita da un gruppo di comando, traliccio di torsione, due bracci raschianti e cilindro di calma. |
| Funzionamento | Le acque da chiarificare confluiscono nel cilindro centrale dove viene abbattuta l’energia cinetica, i solidi sedimentabili precipitano sul fondo vasca e sono convogliati nel pozzetto centrale dalle raschie di fondo. |
| Costruzione | In acciaio zincato o in acciaio inox |
| Installazione | In vasca in calcestruzzo |
| Diametro della vasca | Da 2 a 50 m. |
| Opzioni | Sistema di raccolta delle schiume |
Dimensionamento Idraulico (di processo)
Il dimensionamento del cilindro di calma si basa sui seguenti parametri:
• portata influente
• diametro della tubazione
Infatti l’acqua che esce dal cilindro di calma ed entra nella zona di sedimentazione deve avere una bassissima energia cinetica al fine di garantire una buona separazione e decantazione dei solidi. Inoltre, le raschie di fondo devono avere un profilo logaritmo e continuo, in modo da convogliare il fango nel pozzetto centrale in meno di una rotazione dell’albero di 270° (¾ di giro).
Dimensionamento Meccanico
Il dimensionamento del raschiatore di fondo è calcolato in base al tipo di fango da evacuare presente sul fondo vasca. Di norma l’albero centrale e le raschie sono dimensionati per uno sforzo di 20 kg. per metro lineare. La coppia da trasmettere si calcola con:
T [kgm] = r² x K
r è il raggio della vasca
K è il carico delle pale per metro lineare (20 kg per ispessitori biologici)
Per questioni di affidabilità, il gruppo di comando dovrà essere in grado di trasmettere una coppia 1,8 volte superiore rispetto al valore di progetto.
Cella dinamometrica
La cella dinamometrica misura la coppia che trasmette il gruppo di comando.
Tale coppia può essere rilevata direttamente sullo strumento e consente di valutare gli sforzi a cui è sottoposto l’albero centrale durante la rotazione.
La cella è dotata di fine corsa tarati su due diversi valori di coppia misurata, uno di allarme e l’altro di blocco.
Dimensionamento del motore elettrico.
Il motore elettrico è dimensionato in modo che, in caso di blocco della macchina, la sua coppia di spunto sia inferiore a quella che tutti i gruppi a valle possono sopportare.
Per questo motivo il motore è generalmente sempre molto piccolo.
Motori esuberanti possono causare, in caso di blocco, seri danni alle strutture, nel caso in cui la cella dinamometrica sia fuori servizio oppure non correttamente collegata elettricamente.
Esempio di calcolo:
Diametro vasca 20 m.
K = 20
Velocità periferica delle pale 1,5 m/min
rpm albero lento 0,023
Coppia r² x K = 10² x 20 = 2000 kgm
Il gruppo di comando pertanto dovrà essere progettato per trasmettere una coppia 1,8 volte maggiore.
Motore elettrico: per trasmettere 2000 kgm a 0,023 rpm occorrono 64 watt Ipotizzando un rendimento del gruppo di comando del 60% il motore elettrico dovrà avere una potenza di 107 watt. Normalmente è difficile reperire motori più piccoli di 0,18 kw 180 watt . Se il motore scelto ha una potenza di 180 watt, in caso di blocco macchina potrebbe dare per pochi istanti una potenza di 2,6 volte superiore pari a 468 watt. La coppia sul traliccio di torsione trasmessa dal motore con un rendimento del 60% (del gruppo di comando) in questo caso sarebbe di 5700 kgm, pertanto occorrerebbe valutare se prevedere una spina di rottura od una cella dinamometrica per limitarne la coppia.
| Utilizzo | Chiarificazione acque secondarie |
| Caratteristiche | La macchina è costituita da un ponte rotante e traliccio di torsione con tubi aspiranti su tutto il diametro della vasca. |
| Funzionamento | Le acque da chiarificare confluiscono nel cilindro centrale dove viene abbattuta l’energia cinetica, i solidi sedimentabili precipitano sul fondo e vengono convogliati con tubi aspiranti dotati di valvole telescopiche di regolazione. |
| Costruzione | In acciaio zincato o in acciaio inox |
| Installazione | In vasca in calcestruzzo |
| Diametro della vasca | Da 8 a 60 m. |
| Opzioni | Sistema di raccolta delle schiume |
Dimensionamento del gruppo di aspirazione dei fanghi.
Occorre evitare che in alcune zone del sedimentatore depositi del fango o si formi del fango troppo ispessito che, soggiornando nella vasca per periodi prolungati, può dar luogo ai seguenti inconvenienti:
• parte del fango ricircolato ritorna in vasca di ossidazione invecchiato a discapito dell’efficacia depurativa
• la ritenzione prolungata del fango favorisce l’instaurarsi di condizioni di carenza di ossigeno disciolto che possono portare a fughe di fango nell’effluente
Dimensionamento Meccanico
Per i criteri di dimensionamento meccanico vedi quanto riportato nella descrizione del Ponte raschiatore a trazione centrale mod. EM16.
Normalmente il fondo della vasca del sedimentatore aspirante è piano ed i tubi aspiranti, dimensionati per la portata di ricircolo di fango, sono posizionati ad una distanza non superiore a 3 m. I fanghi sono convogliati al tubo aspirante tramite delle pale a forma di V che facilitano la confluenza del fango verso la tubazione. Ciascun tubo aspirante è dotato di valvola telescopica di regolazione della portata influente nella vasca di raccolta. Da bordo ponte è possibile ispezionare la qualità e quantità del fango aspirato da ciascuna tubazione. Il fango confluisce nella vasca di raccolta secondo il principio dei vasi comunicanti. La portata del fango dipende dalla differenza di livello tra il pelo libero dell’acqua nella vasca e il livello del fango entro la vasca di racolta. Il fango raccolto nella vasca da tutti i tubi aspiranti è convogliato all’esterno della vasca per mezzo di un sifone autoregolante. L’innesco del sifone avviene in fase di avviamento con pompa o eiettore.
| 1.1 | Portata ingresso al sedimentatore (totale) | : m3/h | (*) |
| 1.2 | Portata in uscita dal sedimentatore (allo stramazzo) | : m3/h | (*) |
| 1.3 | Portata del fango | : m3/h | (*) |
| 1.4 | Diametro della vasca | : m. | (*) |
| 1.5 | Diametro della tubazione di entrata | : mm. | (*) |
| 1.6 | Quota del livello del fango nel pozzetto di raccolta | : +m. | (*) |
| 1.7 | Quota del livello dell’acqua nel sedimentatore | : +m. | (*) |
(*) dati da comunicare per formulare una proposta
Sistema di raccolta olii e grassi con lama skimmer
Sistema di raccolta olii e grassi con pompa sommergibile
Sistema automatico di pulizia di stramazzi e paraschiuma con spazzola motorizzata
Valvola telescopica
Protezione contro il gelo per le vie di corsa
Protezione contro lo slittamento delle ruote
L’efficienza della sedimentazione comporta una significativa riduzione allo scarico di BOD, COD, metalli pesanti, azoto, fosforo, etc. Le sostanze sospese presenti nel liquame al crescere della loro dimensione sedimentano più facilmente. La legge di Stokes evidenzia l’importanza della dimensione del fiocco per la velocità di sedimentazione.
La legge di Stokes:

dove:
V = velocità di sedimentazione in m/s
ρ = densità dei solidi kg/m³
ρ0 = densità dell’acqua kg/m³
g = 9,81 m/s2
μ = viscosità dell’acqua in Pa x s (a 15° C la viscosità dell’acqua è 1,06 x 10-3 Pa x s)
D = diametro della particella in m.
Nell’alimentazione al chiarificatore è possibile facilitare la formazione di fiocchi di grandi dimensioni installando deflettori che utilizzano l’energia cinetica dell’acqua per agglomerare i fiocchi tra di loro aumentandone la dimensione.

Nei sedimentatori secondari è inoltre molto importante il tipo di profilo delle pale raschianti ed il dimensionamento del pozzetto centrale di raccolta.
Infatti, visto l’enorme volume di “fango” rispetto alla portata in ingresso (50%), si può ipotizzare che le caratteristiche del fango differiscano poco da quelle dell’acqua chiarificata (in condizioni statiche il chiarificato ed il fango si stratificano con superficie di separazione orizzontale), e che quindi il fango, a causa della lieve pendenza del fondo (˜4%), fluisca senza bisogno di aiuti verso il pozzetto centrale. Non bisogna tuttavia dimenticare che le particelle che toccano il fondo, e via via quelle che si posano sopra, aderiscono e perdono le proprietà di “fluido”: bisogna pertanto smuoverle e “spingerle” attivamente verso il pozzetto prima che lo strato aderito diventi troppo spesso e soprattutto prima che le condizioni anossiche sopravvenute producano una denitrificazione imponente, con formazione di zolle galleggianti. Si deduce pertanto che le pale, destinate a spingere il fango aderito al fondo, devono far giungere rapidamente ogni particella dalla periferia al pozzetto centrale; ciò si ottiene dando alla pala un profilo continuo e con forma logaritmica, la cui equazione in coordinate polari, è:
dove r e α sono le coordinate polari aventi per polo il centro della vasca ed ro è il raggio del pozzetto. In queste condizioni la pala smuove il fango ridandogli la caratteristica di “fluido” (annullando l’adesione) e lo spinge con una forza perpendicolare alla sua superficie (Pascal) che ha una componente radiale centripeta non nulla e costante.
L’angolo γ è definito dalla:

Una sospensione di solidi di concentrazione superiore a 500 ppm posta in una vasca sedimenta stratificandosi nel tempo. Si possono distinguere 4 zone a diversa concentrazione.
La prima zona è costituita dall’acqua chiarificata.
La seconda zona è caratterizzata dalla presenza di particelle che sedimentano liberamente senza ostacoli.
La terza zona è quella in cui la concentrazione dei solidi è uguale a quella della sospensione originaria. In questa zona le particelle di fango durante la sedimentazione si ostacolano a vicenda. In queste condizioni il movimento di una particella è legato a quello delle particelle adiacenti, si ha quindi un movimento di massa che porta alla formazione di grossi fiocchi di fango.
Nella quarta zona la concentrazione dei solidi è particolarmente alta e le particelle si trovano a contatto tra loro. In queste condizioni l’ispessimento è provocato dalla compressione esercitata dal peso delle particelle che provengono dall’alto.
Scopo dell’ispessimento è l’addensamento del fango la cui concentrazione viene incrementata tipicamente dallo 0,5-1 % al 5-6%.
Un ispessitore tradizionale è dimensionato tenendo conto del flusso di solido FS espresso in kgSS /(m2 x g)
Il valore medio di FS è 80 kgSS /(m2 x g)
Ad esempio se dobbiamo ispessire 1000 m3/g di fango al 1% e cioè 10.000 Kg SS /g, applicando il valore medio di FS che è di 80 kgSS /(m2 x g) ottengo:
10.000/80 = 125 m2
Da cui ricaviamo il diametro del bacino: 12,6 m.
Calcolo del volume:
Ipotizziamo un’altezza utile di 3 m. e ricaviamo il volume totale del bacino: 125 x 3 = 375 m3
Verifichiamo il tempo di permanenza del fango nel bacino:
Tempo = volume/portata = (375/1000)x24 = 9 ore
L’importanza del tempo è legata soprattutto al rischio di insorgenza di attività biologiche anaerobiche con conseguente emissione di odori molesti. Per contenere questo rischio è bene che il tempo di permanenza sia inferiore alle 24÷30 ore.
EM10A C5463-Vyksa RUS
EM10C C5224-Rimini ITA
EM10D C5281-Lagos NIG
EM17 AlKhumrah
EM17 BeniMessous
EM17A1 58-mTunisia-1
EM17A1 Italia
EM17C ATLATEC-MESSICO-C04935-2
EM17C C4935-Guadalajara MEX
EM17C C5317-Al-Khorayef KSA
EM18 ATLATEC-MESSICO-C04935-1
EM18 D50m-NorskeSkog2 Tasmania
EM18 D50m-NorskeSkog Tasmania
EM29B C4929-Bejaja Algerie
EM29C C04678