Negli impianti di depurazione, principalmente quelli a fanghi attivi, la tematica del risparmio energetico insieme alla performance depurativa è molto sentita. In questi impianti la riduzione della sostanza organica e dell’azoto è resa possibile dalla presenza di microrganismi aggregati in fiocchi, che per funzionare correttamente hanno bisogno, tra le varie condizioni, di presenza di ossigeno. Visto che l’ossigeno viene consumato, deve essere fornito mantenendo una continuità.
L’ossigeno viene fornito, nella stragrande maggioranza delle volte, con l’insufflaggio di aria. L’areazione è la voce principale di consumo elettrico di un depuratore. L’areazione dei fanghi attivi può essere ottenuta con vari metodi: aeratori meccanici superficiali; aeratori meccanici con insufflaggio di aria compressa; areatori meccanici tipo flow jet; gruppi esterni (soffianti a canali laterale, soffiatori centrifughi multistadio, soffiatore a lobi, turbossoffianti) collegati con un sistema di distribuzione sommerso (mezzi porosi o microforati), inseriti nelle vasche di ossidazione.
Il parametro per giudicare l’efficienza di un sistema di areazione sono i kgO2 per KWh (kgO2/kWh). I diversi sistemi di areazione hanno efficienze diverse. Il risparmio energetico principale si può ottenere innanzitutto preferendo il sistema gruppi esterni con distribuzione aria a mezzo di corpi porosi o microforati. Tale sistema può arrivare a 4-5 kg O2/kW-h rispetto agli 1-2 O2/kW-h degli aeratori meccanici tipo flow jet. La scelta del tipo di mezzo poroso, della sua densità e disposizione in vasca può migliorare ancora l’efficienza energetica, riducendo i consumi.
Utilizzando una sonda di misura dell’ossigeno disciolto nella vasca di ossidazione, è poi possibile modulare la soffiante al fine di fornire il corretto quantitativo di ossigeno disciolto.
Ciò vuole dire che nei momenti della giornata in cui c’è maggiore carico organico da trattare, la sonda di ossigeno rileverà una maggiore richiesta e aumenterà di conseguenza la frequenza di funzionamento al fine di fornire più aria. Viceversa, nei periodi di minor carico organico la frequenza di funzionamento diminuirà, permettendo un risparmio energetico.
Un ulteriore riduzione dei consumi energetici (permettendo sempre ottimi risultati depurativi) si può ottenere con il controllo diretto delle forme azotate. In questo caso in vasca di ossidazione vengono aggiunte sonde di misura dell’ammoniaca a e dei nitrati. Un software di controllo utilizza i dati rilevati dalle sonde, per alternare i cicli aerobici (sistema di areazione attivo) e anossici (sistema di areazione disattivato).
La riduzione dei consumi energetici sugli impianti di depurazione si può avere anche scegliendo mixer ad elevata efficienza idraulica, elettrica del motore e meccanica. Un ulteriore risultato si può ottenere regolando continuamente la spinta in funzione di parametri quali il livello in vasca oppure il tempo. Altre riduzioni di consumo si possono avere nei sistemi di pompaggio, riducendo le perdite del sistema e utilizzando pompe ad elica a bassa prevalenza (ad esempio in trasferimenti tra vasche adiacenti).
Comunque la riduzione dei consumi di un impianto di depurazione si ottiene solo dopo un’attenta analisi dello specifico impianto, individuando i vari punti critici, sino ad arrivare ai vari aspetti più energivori. A questo punto, analizzando le soluzioni applicabili in un determinato contesto e considerando i pro e contro di ogni scelta, si giunge alla soluzione che maggiormente permette di avvicinarsi agli obiettivi posti.
