Disponibili in un’ampia varietà per dimensioni e capacità, la loro scelta dipende da diversi fattori, tra cui: portata e prevalenza richieste, distanza dello spostamento, presenza di materiale solido, budget, ambiente di installazione.

Sono molte le attività umane che comportano la produzione di reflui che, prima di essere reimmessi nell’ambiente, vanno sottoposti a trattamenti per la rimozione delle sostanze inquinanti. La normativa italiana che disciplina il settore (art-74 D.Lgs 152 del 03/04/2006) distingue i reflui in base alla provenienza delle acque, e sostanzialmente si possono distinguere in reflui civili e industriali.

La corretta depurazione delle acque reflue costituisce un fattore di importanza crescente nelle strategie per la tutela dell’ambiente e della salute umana.

Secondo l’Agenzia Europea dell’Ambiente la quota di acque reflue trattate in linea con le norme dell’UE sta aumentando in diversi Paesi, ma restano grandi differenze.

L’Italia, con il 56% delle acque reflue trattate in conformità con la direttiva UE, si posiziona ben al di sotto della media europea del 76%. Oltre alla necessità di dotare il territorio italiano di più adeguate misure strutturali e impiantistiche, una nuova fase di sviluppo del settore è determinata dalle politiche green sul riuso delle acque reflue che, adeguatamente depurate e affinate, trovano impieghi in diversi ambiti civili e industriali.

Il Regolamento europeo 2020/741 sul riuso, entrato in vigore a giugno 2023, stabilisce per tutti gli Stati membri, le prescrizioni minime applicabili alla qualità dell’acqua depurata per scopi irrigui. Altri possibili usi riguardano i processi produttivi, i sistemi di riscaldamento e raffreddamento, recuperi ambientali, impianti ricreativi e antincendio.

Secondo Utilitalia, rispetto a un potenziale di 9 miliardi di mc di acqua all’anno di riuso dei reflui, vengono utilizzati solo 475 milioni di mc (5%). Se si considera che nel nostro Paese sono attivi 18.140 impianti di depurazione, di cui 7.781 dotati di un trattamento secondario/avanzato che si potrebbero potenziare per renderli idonei alla produzione di acqua affinata per il riuso, si comprende quanto enorme sia il potenziale di sviluppo di questo settore, determinante per un uso più razionale e sostenibile delle risorse idriche. Nel raggiungimento di questi obiettivi l’innovazione tecnologica supporta l’evoluzione degli impianti di trattamento verso sistemi sempre più performanti ed efficienti, in grado di rendere possibile l’ottimizzazione dei processi e vantaggiose economicamente le buone pratiche per il recupero delle acque.

Ogni applicazione ha una tecnologia di processo altamente specializzata, di conseguenza è aumentata la richiesta di pompe e attrezzature di alta qualità, di facile manutenzione e con funzionamento efficiente negli impianti per il trattamento delle acque reflue.

Nello specifico delle pompe per le acque reflue industriali, esse sono componenti fondamentali dei trattamenti depurativi che devono far fronte alla sfida di processo più ardua, quale quella di evitare il verificarsi di interruzioni al normale funzionamento dell’impianto. Un sistema di pompaggio efficiente deve infatti assicurare interruzioni minime a fronte di una tempestiva rimozione dei reflui per evitare la sedimentazione.

I REFLUI INDUSTRIALI

I processi di trattamento delle acque reflue in ambito industriale variano in funzione del tipo di settore in cui opera l’impianto e della tipologia di refluo da depurare. In linea di massima il trattamento primario è di tipo meccanico e qui vi avviene la rimozione dei solidi non disciolti, come l’operazione di sgrigliatura volta a rimuovere tutti quei materiali grossolani che altrimenti potrebbero intasare tubazioni e pompe. Seguono i trattamenti biologici dedicati ai reflui industriali che hanno una forte componente organica; i trattamenti chimici, basati sull’aggiunta di specifiche sostanze che provocano particolari reazioni chimiche, rese necessarie per tutti quegli scarichi industriali che presentano agenti inquinanti per i quali il solo trattamento biologico risulterebbe non sufficiente.

Nei reflui industriali, in cui sono comprese le acque utilizzate nelle attività di processo, di raffreddamento, di lavaggio e di servizio, è possibile trovare inquinanti quali sostanze galleggianti come oli, grassi, schiume e tutti i composti insolubili più leggeri nell’acqua; sostanze sospese, cioè insolubili che presentano una densità uguale o superiore a quelle dell’acqua, mantenute in sospensione dalla turbolenza; sostanze colloidali, composte da particelle di dimensioni tali che non possono essere separate dall’acqua con alcun trattamento; sostanze disciolte, disperse allo stato ionico o molecolare nell’acqua.

Ad esempio i reflui di un’industria galvanica possono contenere metalli come piombo, ferro, rame, nickel, zinco, argento, cadmio, alluminio, composti ammoniacali, cloro, cianuri, sostanze organiche insolubili. Nelle industrie metalmeccaniche le lavorazioni producono reflui con oli, tensioattivi, solfati, alluminio, emulsioni da prodotti lubrorefrigeranti, distaccanti e pulitori da pressofusione di alluminio.

Un’industria petrolifera, a seconda delle lavorazioni, potrà generare acque oleose contenenti idrocarburi, composti organici e inorganici, acque con gas acidi ed elementi come arsenico, cromo, nichel, piombo. I reflui di una cartiera potranno contenere residui di lavorazione, fibre e frammenti fibrosi, ceneri, fanghi, legna. Le acque reflue dell’industria tessile e conciaria sono ricche di sostanze organiche e tensioattivi e solidi sospesi, quali fibre sintetiche o anche metalli pesanti.

LE POMPE

Le pompe impiegate nei processi di trattamento delle acque reflue industriali devono, quindi, resistere a condizioni difficili ed essere in grado di pompare fluidi con una varietà di caratteristiche fisico-chimiche, con densità e temperature diverse. Rispetto a una normale pompa utilizzata per il drenaggio dell’acqua, la pompa per acque reflue può differire non solo per i materiali costruttivi, ma anche in termini di maggior passaggio libero, relativa alla dimensione massima consentita delle particelle dei solidi contenute nelle acque reflue.

L’impiego delle pompe risulta fondamentale in tutti quegli scenari in cui il liquido non può essere mosso sfruttando la gravità oppure quando vi siano perdite di pressione sia localizzate, determinate, per esempio, da raccordi, valvole, curve, ecc, sia distribuite per effetto della rugosità dei tubi o perché vi sono lungo tratti rettilinei a sezione costante. Ciò include, ad esempio, il pompaggio delle acque reflue dai pozzetti del collettore e le applicazioni nelle stazioni di pompaggio. In una stazione di pompaggio per il trattamento delle acque reflue, il numero delle pompe istallate dipende in gran parte dall’entità della richiesta di liquido dei processi, dalla portata della pompa singola scelta e dai criteri progettuali impiegati per stabilire il regime di funzionamento delle pompe di riserva.

Il numero delle pompe e le loro rispettive portate devono sostenere il flusso di picco, nel caso in cui una delle pompe venga messa fuori servizio per esigenze di manutenzione. Oltre che dalla natura delle acque reflue da pompare, la scelta del tipo di pompa più adatta per un determinato impianto dipende anche da parametri quali la profondità da cui deve essere pompato il liquido, la portata, cioè la quantità di liquido che la pompa deve spostare in un’unità di tempo e la pressione che deve esercitare sul fluido.

Sul mercato esiste una vasta gamma di pompe per reflui, ciascuna con specifiche caratteristiche costruttive, idonee per applicazioni diverse.

POMPE CENTRIFUGHE

Disponibili in una varietà di dimensioni e configurazioni, le pompe centrifughe sono tra le più diffuse per il trattamento dei reflui perché offrono una notevole resistenza all’usura, elevato numero di giri, facile accoppiamento diretto con i motori elettrici e portate continue abbastanza elevate (4-8 mc/sec). Orizzontali o verticali, autoadescanti o sommergibili, le pompe centrifughe possono essere usate come pompe di processo per applicazioni primarie o di servizio per servizi ausiliari.

Sono apparecchi molto versatili che possono essere alimentati da motori elettrici o motori termici. Erogano una portata costante e possono lavorare ad alte velocità di rotazione, riducendo così le dimensioni richieste per una data capacità. Questa flessibilità consente alle pompe centrifughe di adattarsi con precisione alle varie applicazioni.

Le tipologie di pompe centrifughe autoadescanti vengono usate in particolare per le applicazioni dove è richiesta una rapida capacità d’innescamento da altezze di aspirazione impegnative, unita alla possibilità di trasferire e gestire fluidi con solidi sospesi di grandi dimensioni. Queste pompe possono aspirare il liquido da pompare anche se non è presente acqua nel tubo di aspirazione. Sono una buona scelta per applicazioni in cui il liquido da pompare è a una profondità elevata o contiene aria.

Il trattamento di reflui molto aggressivi viene affrontato con pompe costruite con materiali plastici, come il PE, PP, PVDF, in cui nessuna parte metallica è a contatto con il liquido pompato. Sono altamente resistenti ad acidi e liquidi corrosivi, risultando idonee all’impiego nei processi di trattamento dei fluidi dell’industria chimica, petrolchimica, farmaceutica, tessile, mentre non sono indicate per il trasporto di liquidi molto viscosi.

In commercio si trovano in diverse versioni, realizzate e dimensionate su un’ampia curva di portata e prevalenza, quali pompe centrifughe orizzontali con tenuta meccanica, verticali di vario genere, a trascinamento magnetico.

A differenza delle normali pompe centrifughe con tenuta meccanica, dove la girante è collegata direttamente all’albero motore, che lo mette in movimento, il funzionamento delle pompe a trascinamento magnetico avviene mediante l’azione di due porta magneti, esterno ed interno. Il magnete esterno è messo in movimento dall’albero motore, l’attrazione magnetica muove quello interno che, collegato alla girante tramite un albero ceramico, la farà muovere. La girante risulta così isolata ermeticamente. In questo modo non essendoci contiguità fra albero motore e girante si elimina qualsiasi rischio di perdita o fuoriuscita del fluido. Questo sistema previene perdite di liquido ed emissioni che, in caso di trasferimento di acidi, liquidi corrosivi o infiammabili, possono risultare molto pericolose sia per le persone che per l’ambiente. Questa tipologia di pompe è ideale quindi per applicazioni nel settore chimico, petrolchimico, farmaceutico, elettronico e galvanico, che necessitano standard qualitativi e di sicurezza molto elevati, mentre non è adatta a trasferire liquidi con presenza di solidi. Il fluido da trattare deve essere necessariamente pulito e privo di solidi in sospensione.

Tuttavia, un’applicazione alternativa è quella nell’ambito del settore alimentare, per la depurazione dei reflui in un pastificio industriale. La depurazione delle acque di risulta dei pastifici industriali è resa necessaria dalla presenza nei reflui di sostanze inquinanti, fra cui solidi sospesi, Sali minerali, composti organici, composti di azoto, fosforo, tensioattivi. Solitamente, ai componenti che vanno rimossi per mantenersi sotto i livelli di soglia prescritti dalle normative si aggiungono anche oli e grassi di origine animale e vegetale. Trattandosi di un ambiente altamente corrosivo, la scelta della pompa deve tener conto delle specifiche chimico-fisiche dell’acqua con cui è a contatto.

POMPE SOMMERGIBILI

Sono pompe progettate come unità sigillate, che combinano pompa e motore integrato, per lavorare immerse nel liquido da pompare. Vengono impiegate in installazioni fisse e mobili negli impianti di depurazione delle acque reflue, stazioni di sollevamento, in applicazioni civili e industriali, reti fognarie, industrie alimentari, pozzi e bacini di recupero delle acque piovane, movimentazione di liquidi con sostanze filamentose o particelle solide, svuotamento di vasche industriali e miscelazione di liquidi ad alta viscosità. Una prima semplice divisione si può trovare nell’alimentazione della pompa, se una pompa è alimentata dalla corrente elettrica si parla di elettropompa, altrimenti di motopompa quando gestita da un motore a combustione.

Ognuna di queste tipologie di pompa ha uno specifico impiego. Le elettropompe sommergibili sono il cuore degli impianti di sollevamento e ricircolo delle acque e trovano il loro uso ideale quando non si deve muovere una grande quantità di acqua. I modelli appartenenti a questa tipologia di pompe sono in grado convogliare acque sporche di qualsiasi natura, contenenti sostanze filamentose e solide, fanghi attivi, grezzi e stagnanti. Vengono inoltre impiegate per svuotare i pozzetti industriali delle acque nere e di scarico, essendo idonee a pescare l’acqua da pozzi più profondi di 7 metri, dove di solito il tubo di mandata e il cavo di alimentazione arrivano in superficie. All’interno di tali pozzetti vengono convogliati scarichi di qualsiasi tipo, pezzi di plastica, carta, materiale tessile e residui di ogni genere, per questo le pompe vengono dotate di apparati trituratori all’aspirazione. I corpi solidi vengono così ridotti in particelle in modo da passare attraverso la girante evitando il rischio di intasamento. Una motopompa sommersa è invece più efficace per impianti con una notevole forza di pompaggio.

I grandi impianti industriali spesso necessitano di pompa con motore a scoppio perché altrimenti le elettropompe consumerebbero troppa energia elettrica per l’uso assiduo a cui vengono sottoposte. Le pompe sommergibili sono disponibili in diversi materiali (ghisa, acciaio inox, ecc) differenti modelli e tipi di girante, vortex, monocanale, bicanale, monocanale aperta e con trituratore e ampio range di portata, prevalenze e potenze. Una applicazione comune di queste pompe è ad esempio presso impianti per il sollevamento delle acque piovane contaminate da reflui industriali.

Ne è un esempio un impianto situato nei pressi di Jesi (Ancona) progettato per il sollevamento e rilancio di acqua piovana contaminate da reflui di processo di origine industriale verso la stazione di trattamento e depurazione. I reflui, non grigliati, presentano anche dei corpi solidi che possono creare problemi di intasamento delle componenti idrauliche e bloccaggio delle giranti con conseguente rischio di overload. La stazione di trattamento rimane isolata rispetto all’area industriale. La soluzione è stata trovata dotando l’impianto di una coppia di elettropompe sommerse con girante a canali. Tale tipologia di pompa, grazie all’elevato rendimento idraulico e all’ampio passaggio libero, che può arrivare fino a 110 mm, garantisce risultati ottimali nel ricircolo di acque industriali e fognarie non temendo le ostruzioni causate dai corpi solidi presenti nei reflui.

POMPE PERISTALTICHE

Le pompe peristaltiche industriali sono pompe volumetriche autoadescanti idonee a trasferire una grande varietà di liquidi in modo efficace e con estrema precisione di dosaggio. Negli impianti di trattamento delle acque reflue, le pompe peristaltiche vengono impiegate tipicamente per il trasferimento di miscele liquide abrasive come latte di calce, cloruro di ferro e altri flocculanti. I modelli ad alta pressione vengono utilizzati per alimentare le fitopresse e drenare i fanghi di depurazione.

A differenza di altre tipologie, le pompe peristaltiche non contengono tenute meccaniche o parti in movimento che entrano a contatto con il prodotto. Il fluido pompato è contenuto completamente all’interno di un tubo flessibile presente nell’alloggiamento della pompa, disponibile in un’ampia varietà di materiali, impedendo che l’operazione venga a contatto con sostanze chimiche, sospensioni o fanghi. Il principio di funzionamento si basa sullo spostamento del fluido mediante compressione o decompressione. L’azione del rotore e dei suoi rulli o pattini comprime il tubo flessibile. La depressione che si genera aspira il liquido e il rullo o pattino successivo spinge il liquido verso l’uscita. L’unica parte soggetta ad usura è, per questo motivo, il tubo, che può essere sostituito in loco in modo rapido ed economico. Dopo la compressione, le forze riparatrici del tubo flessibile ad alta resistenza assicurano che ritorni alla sua forma originale. Si crea quindi una forte pressione negativa, che consente alla pompa di trasferire ulteriore liquido attraverso il tubo.

Relativamente a questa tipologia di pompe, interessanti applicazioni da citare si hanno nell’ambito della depurazione di reflui da conceria e di acciaieria. In un importante consorzio di depurazione conciario in Toscana, sono state installate le pompe peristaltiche per migliorare i processi di trasferimento e dosaggio. Le pompe installate hanno garantito lo smaltimento di reflui acidi e basici, senza problemi di tenute e corrosioni materiali.

L’assenza di tenute ha assicurato un semplice dosaggio di cloruro ferrico. Le pompe risultano semplici da usare e senza manutenzione. Il solo cambio tubo, facile ed immediato, garantisce un basso costo di mantenimento e assenza di tempi morti. Le pompe usate sono state selezionate per la loro capacità di selezionare portate diverse, per la compatibilità dei materiali con ambienti aggressivi. Il grosso vantaggio è la possibilità di pompare fluidi contenenti materiale, scarti e pezzi solidi. Inoltre, il vantaggio dell’elevata suzione, dell’auto adescamento da secco fino a 9 m e la possibilità di marcia a secco, sono risultati i punti vincenti per questa tipologia di azienda.

Un’altra importante applicazione delle pompe peristaltiche è quella risultata per il trattamento delle acque reflue di un’acciaieria di Bolzano. Le acque residuali provenienti dall’impianto di trattamento superficiale dell’acciaio (decapaggio, zincatura, galvanica, ecc.) sono contaminate con vari tipi di acido, tra cui solforico, fluoridrico e cloridrico, e devono essere trattate per ridurne l’impatto ambientale. La pompa peristaltica preleva da un’altezza di 4 m in modo automatico l’acqua da trattare e la spinge all’impianto di trattamento distante 20 m. La possibilità di aspirare liberamente liquidi contaminati e sporchi, anche contenenti corpuscoli di parecchi mm, ne permette il posizionamento in qualsiasi posizione e il pompaggio verso l’impianto di lavorazione senza bisogno di particolari regolazioni o tipologie impiantistiche.

Questa pompa è stata installata con un controllo tramite inverter remoto per permettere al sistema di adattare la portata ai carichi di funzionamento dell’impianto, variabili nell’arco del tempo. Il tubo di pompaggio e i raccordi (le uniche parti della pompa a contatto col liquido) sono realizzate in gomma speciale antiacida CSM/Hypalon e in plastica ad alta resistenza alla corrosione (PVDF) garantendo una lunga durata al sistema e tempi di manutenzione delle parti soggette ad usura (solitamente il tubo) adeguati alle necessità del cliente. In questo specifico caso, per aumentare la sicurezza del sistema, la pompa è stata equipaggiata con un sensore di avaria del tubo che permette, in caso di sua rottura, di lanciare un allarme e attivare rapidamente le azioni di ripristino della corretta funzionalità.

La selezione della pompa adeguata per il trattamento delle acque reflue industriali richiede un’attenta valutazione delle caratteristiche del liquido da pompare, delle condizioni operative e delle specifiche esigenze dell’impianto. La varietà di pompe disponibili sul mercato consente di scegliere la soluzione più idonea per garantire efficienza, affidabilità e sostenibilità nei processi di depurazione.

Il trattamento delle acque reflue industriali è un processo essenziale per la protezione dell’ambiente e la salute pubblica. La scelta delle pompe adeguate, insieme all’adozione di tecnologie avanzate e pratiche sostenibili, può migliorare significativamente l’efficienza e l’affidabilità dei processi di depurazione. Con l’evoluzione delle normative e la crescente attenzione alla sostenibilità, il settore è destinato a trasformarsi, offrendo nuove opportunità per lo sviluppo di soluzioni innovative e sostenibili.

Il futuro del trattamento delle acque reflue industriali sarà caratterizzato da un equilibrio tra progresso tecnologico, rispetto delle normative e impegno verso la protezione ambientale, ponendo le basi per un uso più razionale e consapevole delle risorse idriche.

Gli esperti Technoacque saranno lieti di fornirti qualunque tipo di informazione sugli impianti di trattamento acqua, non esitare a contattarci.