Un impianto di trattamento delle acque reflue tedesco ottiene una riduzione del 97,5% del carico di fosforo

La pompa Qdos CWT in loco, presso l’impianto di trattamento delle acque reflue di Fürstenhagen.

• Il dosaggio affidabile di cloruro ferrico solfato consente di rispettare rigorosi limiti di scarico nell’ambiente

• L’innovativa pompa per il dosaggio chimico di precisione Qdos CWT riduce i requisiti di manutenzione

• La testa continua a garantire prestazioni elevate dopo 8.000 ore di esercizio

Ha dichiarato Thomas Klobuczynski, Industrial Sales Engineer, Watson-Marlow Fluid Technology Solutions, Germania, che in un impianto di trattamento delle acque reflue tedesco l’aggiornamento delle apparecchiature per il dosaggio di prodotti chimici sta garantendo prestazioni elevate per quanto concerne la rimozione del fosforo.

L’impianto di trattamento delle acque reflue (WWTP), che serve la città di Hessisch-Lichtenau, in Germania, adotta, per applicazioni di rimozione del fosforo, un approccio innovativo al dosaggio chimico di precisione. Due pompe a membrana, originariamente utilizzate per dosare il cloruro ferrico per l’eliminazione dei fosfati, sono state sostituite con un'unica pompa peristaltica Qdos CWT di Watson-Marlow Fluid Technology Solutions (WMFTS), una novità assoluta nel Paese.

L’impianto di trattamento delle acque reflue di Fürstenhagen serve una popolazione equivalente (PE) di 18.500 abitanti nel distretto di Werra-Meissner, nello stato dell’Assia.

Il sistema di trattamento primario delle acque reflue include un sistema di pre-pulizia meccanica con griglia e dissabbiatore e un serbatoio di aerazione con de-nitrificazione a monte, nitrificazione a valle e ricircolo. Sono presenti due bacini di chiarificazione secondaria e un’unità di trattamento dei fanghi.

Dosaggio del cloruro ferrico

Nella fase di trattamento biologico, il dosaggio chimico con l’agente precipitante solfato di cloruro ferrico (FeClSO4) è necessario per garantire una riduzione costante del fosforo in quanto il carico di quest’ultimo è altamente variabile all’ingresso dell'impianto. Le normative ambientali prevedono che lo scarico nel fiume Losse degli effluenti trattati sia strettamente limitato a 0,70 milligrammi per litro (mg/l) di fosfato totale, una media di 0,50 mg/l di fosfato totale all’anno e di 0,20 mg/l di ortofosfati.

Per l’erogazione del precipitato è utilizzato il dosaggio a punto singolo, con la pompa per il dosaggio chimico di precisione che preleva il cloruro ferrico da un serbatoio di stoccaggio di 25 m3. Il precipitato è quindi trasferito al punto di dosaggio, che si trova a circa 30 metri di distanza.

Secondo l’operatore, è essenziale che il dosaggio sia effettuato in maniera costante 24 ore su 24, 7 giorni su 7, tuttavia le due pompe a membrana tradizionali che svolgevano questo compito alternandosi erano inaffidabili e richiedevano frequenti interventi di manutenzione.

Il Responsabile delle operazioni di trattamento delle acque reflue, Marco Quehl, ha dichiarato: “Dobbiamo dosare una quantità costante di precipitante e tale quantità deve aumentare automaticamente in base al carico di fosforo in ingresso.”

La sfida della corrosione

Secondo Quehl, il problema principale delle pompe a membrana era che il solfato di cloruro ferrico corrosivo lasciava residui di ferro sulle valvole delle pompe, con una conseguente riduzione della tenuta delle sedi valvola e piccole perdite costanti.

“Questo richiedeva interventi di manutenzione piccoli ma frequenti e, mediamente dopo 12 mesi circa di esercizio alternato delle pompe membrana, era necessario sostituire la testa o addirittura l’intera pompa,” ha dichiarato. “Considerando anche le operazioni di pulizia necessarie, sul lungo termine tutto questo si è rivelato dispendioso in termini di tempo e di denaro.”

Per funzionare correttamente, la maggior parte delle pompe per il dosaggio chimico di precisione necessita di una manutenzione regolare. Gli interventi di riparazione, tuttavia, possono fermare per ore una pompa, rendendo spesso necessario utilizzare pompe di riserva per garantire la continuità del processo. Inoltre, gli interventi richiedono la presenza di almeno un tecnico specializzato in loco.

"La nuova tecnologia Qdos CWT è semplicemente la migliore quando si tratta di dosare l’agente precipitante nel nostro impianto. Non c'è bisogno di cercare altre soluzioni."

Marco Quehl, il responsabile delle operazioni di trattamento delle acque reflue

Risparmi di tempo

Le teste di tutta la gamma Qdos di Watson-Marlow non devono essere smontate. Al contrario, la testa viene semplicemente rimossa come singola unità e ne viene inserita una nuova. Per eseguire l’operazione, un operatore impiega meno di un minuto, con notevoli vantaggi in termini di risparmi di tempo e di salute e sicurezza poiché il personale addetto alla manutenzione non viene a contatto con le sostanze chimiche.

“Avevamo già avuto esperienze positive con le pompe a tubo Qdos di Watson-Marlow per il dosaggio del solfato di cloruro ferrico e di altri prodotti chimici,” ha dichiarato Quehl, “per questo abbiamo accettato di testare la pompa CWT nel nostro sito.”

La nuova Qdos CWT è la prima pompa peristaltica al mondo senza tubo, un cambiamento radicale nella meccanica di progettazione delle pompe peristaltiche. La pompa è stata sottoposta alla prima prova sul campo presso il WWTP di Fürstenhagen nell’ambito di un periodo di prova a lungo termine.

Riduzione delle sollecitazioni

Mentre un tubo peristaltico tradizionale viene appiattito subendo una deformazione plastica, la testa Qdos CWT incorpora un elemento in EPDM che viene compresso elasticamente contro una guida in PEEK. Questa soluzione riduce le sollecitazioni e l’affaticamento a carico del materiale, garantendo una vita utile significativamente più lunga, una manutenzione ridotta e meno interruzioni dell’impianto.

La pompa è autoadescante e, anche quando non è in funzione, non si verifica alcun riflusso del fluido. Ciò evita anche la formazione di sacche di gas, eliminando il rischio di interruzioni e la necessità di utilizzare apparecchiature aggiuntive come valvole di mantenimento della pressione, valvole di scarico dell’aria o pompe di mantenimento.

Il Responsabile delle operazioni Bernd Sennhenn ha dichiarato: “La testa CWT Qdos è stata installata 12 mesi fa e da allora ha sempre funzionato perfettamente. È stato possibile installare questa pompa sostituendo direttamente una pompa a membrana.”

Riflettendo sulla sperimentazione presso il WWTP di Fürstenhagen, Quehl ha dichiarato: “La testa Qdos CWT ha funzionato per oltre 8.000 ore e ha dosato un totale di quasi 90.000 litri di agente precipitante senza richiedere alcuna manutenzione.

Rispetto alle pompe a membrana, la testa Qdos CWT dosa in maniera più uniforme e con minori pulsazioni, proteggendo in tal modo le tubazioni e i connettori. Non c'è bisogno di smorzatori di pulsazioni.”

Funzionamento continuo

L’aggiornamento delle pompe di dosaggio ha garantito all’impianto un notevole risparmio in termini di tempi e costi. La testa Qdos CWT ha funzionato in media al 75% della capacità massima, dimostrando efficacia e affidabilità a livelli di prestazioni più elevati.

L’affidabilità delle pompe CWT Qdos risiede nel design della tecnologia. L’elemento a contatto con il fluido è sottoposto a bassi livelli di sollecitazione e, benché l’impianto di Fürstenhagen ne sia dotato, praticamente non è mai stato necessario utilizzare una seconda pompa dosatrice di riserva.

Grazie all’affidabilità e alla funzionalità della testa Qdos CWT, l’impianto di Fürstenhagen ha ottenuto una riduzione del 97,5% del carico di fosforo nel corso di un anno.

“La nuova tecnologia Qdos CWT è semplicemente la migliore quando si tratta di dosare l’agente precipitante nel nostro impianto. Non c'è bisogno di cercare altre soluzioni,” ha concluso Quehl.

Qdos® Conveying Wave Technology™