Dissabbiatura acque reflue: processo, calcoli e manutenzione

La dissabbiatura è il vero e proprio “scudo” meccanico di un impianto di depurazione. Collocata nei pre-trattamenti, questa fase serve a intercettare tutto ciò che è inerte e pesante come sabbia, ghiaia, frammenti di vetro o scaglie di metallo. Parliamo di materiali che hanno una velocità di sedimentazione decisamente superiore a quella della sostanza organica. Se si decide di sottovalutare questo passaggio, o peggio di progettarlo male, si espone l’intero impianto a un’usura precoce e a costi di gestione che lievitano nel giro di pochi mesi.

Questo è perché la sabbia è un abrasivo spietato, che se entra nel circuito, le giranti delle pompe si consumano come se fossero passate sotto una mola, le tenute meccaniche saltano e i miscelatori perdono efficienza. Inoltre, gli inerti che riescono a superare i canali di ingresso finiscono per accumularsi sul fondo dei digestori o delle vasche di ossidazione. Lì, restano immobili, rubando volume utile e creando “zone morte” dove il fango non circola più. Svuotare e pulire un digestore intasato di sabbia è un’operazione complessa, costosa e che costringe a fermi impianto prolungati che nessuno può permettersi.

Cos’è il processo di dissabbiatura?

Il processo ssi basa su un principio fisico elementare ma difficile da calibrare, lo scarto tra i pesi specifici dei materiali in ingresso. L’obiettivo tecnico è forzare la precipitazione dei solidi inerti, che mediamente pesano intorno ai 2,6 kg/dm³, salvaguardando però la sospensione della sostanza organica. Quest’ultima, essendo decisamente più leggera, deve proseguire il suo viaggio verso i trattamenti biologici senza fermarsi sul fondo.

La dinamica dietro questa separazione è quella della sedimentazione libera, descritta matematicamente dalla Legge di Stokes:

$$v_s = \frac{g \cdot d^2 \cdot (\rho_p – \rho_f)}{18 \cdot \mu}$$

In questa equazione, $v_s$ rappresenta la velocità di sedimentazione, $d$ è il diametro della particella, mentre $\mu$ indica la viscosità del fluido. Il rischio è che  se la vasca non è abbastanza lunga o se il flusso spinge troppo, il granello di sabbia non ha il tempo materiale per completare la sua discesa e finisce per essere trascinato via dalla corrente.

Per questo motivo, il parametro che decide il successo della progettazione è la velocità orizzontale, che solitamente viene impostata intorno ai 0,3 m/s. Si tratta di un valore di confine e superare questa soglia significa perdere sabbie preziose a valle; scendere sotto, invece, innesca la sedimentazione del materiale organico. Quest’ultima situazione è un incubo gestionale, la sabbia estratta risulterebbe “sporca”, soggetta a fermentazione e responsabile di odori molesti, rendendo problematico anche il semplice stoccaggio nei cassoni. La gestione idraulica deve quindi essere elastica e pronta a reagire a sbalzi di portata violenti, specialmente durante i picchi notturni o gli eventi meteorici, quando il carico di solidi può impennarsi in pochi minuti.

Tipologie di dissabbiatori e tecnologie utilizzate

La scelta della tecnologia dipende dallo spazio a disposizione, dal budget e, soprattutto, dai volumi d’acqua da trattare ogni ora. Spesso si preferiscono soluzioni che permettono di risparmiare superficie utile senza sacrificare la resa di separazione.

Ecco le macchine che si incontrano più spesso in impianto:

• Dissabbiatori longitudinali a flusso orizzontale: sono canali lunghi e stretti. Semplici, affidabili, ma richiedono molto spazio planimetrico per garantire i tempi di sosta necessari alla gravità.
• Dissabbiatori aerati: si immette aria lateralmente per creare un moto elicoidale. È un sistema furbo perché l’aria aiuta a pescare solo le particelle pesanti e, contemporaneamente, favorisce la risalita dei grassi.
• Dissabbiatori a vortice (tipo Pista): vasche circolari dove la forza centrifuga dà una mano alla gravità. Sono compatti e molto amati per la loro efficienza in spazi ridotti.
• Sistemi a flottazione combinata: vasche integrate che gestiscono nello stesso volume sia la sabbia che precipita sia gli oli che galleggiano, ottimizzando i pre-trattamenti.

Dissabbiatura e disoleatura: il sistema combinato per acque reflue

Spesso, per ottimizzare spazi e costi, dissabbiatura e disoleatura convivono nella stessa vasca. Questa integrazione funziona grazie all’uso strategico dell’aria compressa, iniettata tramite diffusori a bolle grossolane posizionati su un lato della vasca, l’aria induce una rotazione costante al fluido. Questa danza controllata fa sì che la sabbia venga spinta verso la tramoggia centrale sul fondo, mentre oli e grassi, diventando più leggeri grazie alle bollicine d’aria che vi si attaccano, risalgono in superficie per flottazione.

È un equilibrio millimetrico, se si immette troppa aria, la turbolenza impedisce alla sabbia più fine di depositarsi; nel caso se ne mette troppa poca, i grassi non risalgono e finiscono per sporcare le fasi successive. Una buona disoleatura è fondamentale perché i grassi, se arrivano alle vasche di ossidazione, creano una pellicola impermeabile attorno ai fiocchi di fango, impedendo all’ossigeno di passare. Questo manda in crisi i batteri e fa crollare l’efficienza di abbattimento dell’impianto. Un sistema combinato ben regolato agisce quindi come un filtro selettivo che prepara l’acqua nel modo migliore, eliminando tutto ciò che non è “digeribile” dai processi biologici a valle.

Manutenzione e gestione delle sabbie estratte

Estrarre la sabbia dal fondo è solo metà del lavoro, una volta accumulata nelle tramogge, la miscela di acqua e inerti viene sollevata tramite pompe specifiche o sistemi air-lift. Quest’ultimo metodo è preferibile perché non avendo parti meccaniche in rotazione a contatto con l’abrasivo, non subisce l’usura devastante che distruggerebbe una normale pompa centrifuga in pochi mesi. Il vero problema, però, è che ciò che viene estratto, una poltiglia nera, carica di acqua e sostanza organica.

Per questo motivo, la gestione prevede sempre un passaggio in un classificatore-lavatore di sabbie. Qui la sabbia viene lavata con acqua pulita per staccare i residui organici (che tornano in testa all’impianto) e disidratata tramite una coclea inclinata. Gestire sabbie “pulite” cambia totalmente l’economia della manutenzione:

• Riduzione del peso: meno acqua significa meno tonnellate da pagare allo smaltimento.
• Assenza di odori: la rimozione del carico organico evita la putrefazione nei container.
• Recupero: in alcuni casi estremi, la sabbia lavata può essere riutilizzata in contesti industriali, eliminando del tutto il concetto di rifiuto.

La manutenzione quotidiana non deve mai dimenticare il controllo dei raschiatori e dei diffusori d’aria, perché un diffusore intasato rompe il moto elicoidale e trasforma la vasca in un deposito incontrollato di fango e sabbia.