Sistemi di Ossidazione Biologica: Impianto SBR - Sequencing Batch Reactor

Questo Approfondimento è finalizzato alla descrizione di un particolare Sistema di Ossidazione Biologica: l'Impianto SBR.
Gli Impianti di Depurazione SBR (Sequencing Batch Reactors) rappresentano dei sistemi di trattamento biologici (fanghi attivi) a flusso discontinuo, costituiti da una vasca in cui si sviluppano processi di ossidazione biologica e di sedimentazione e dal quale si provvede altresì all'estrazione sia dell'effluente depurato che dei fanghi di supero.

Tali processi vengono condotti in tempi diversi, variando ciclicamente le condizioni di funzionamento dell'impianto; operando opportunamente sui tempi delle varie fasi, si ripropone, di fatto, un processo a fanghi attivi, nel quale, però, le diverse fasi di processo si susseguono in sequenza temporale piuttosto che spaziale come negli impianti tradizionali.

Il liquame in ingresso entra nel reattore durante la fase di riempimento. I costituenti del liquame non vengono degradati durante la fase di immissione statica. Le reazioni aerobiche prendono inizio durante l'immissione aerata e quelle anossiche e anaerobiche durante l'immissione miscelata. In generale la durata di queste fasi dipende dalla portata di massa, dal substrato velocemente biodegradabile e dalla strategia di immissione.

Le reazioni iniziate durante l'immissione vengono completate durante le fasi di reazione miscelata e aerata. Le fasi di sedimentazione, scarico e pausa completano il ciclo.
In un impianto SBR si possono distinguere otto diverse fasi di processo, che si svolgono in sequenza temporale:
1) riempimento statico;
2) riempimento miscelato;
3) riempimento aerato;
4) reazione miscelato;
5) reazione aerato;
6) sedimentazione;
7) scarico;
attesa.
Alcune fasi sono sempre presenti, come la sedimentazione e l'estrazione, altre fasi di riempimento e di reazione, possono essere presenti anche parzialmente, in alcuni casi una fase può escludere l'altra.

Come si è subito premesso, le varie fasi qui ipotizzate, con le relative durate, possono essere convenientemente modificate, a seconda delle particolari esigenze, senza problemi particolari, proprio per la massima elasticità che caratterizza il sistema.

Il controllo dell'intero sistema è realizzato mediante sensori di livello ed attuatori collegati ad un microprocessore che gestisce anche le pompe di alimentazione, di spurgo dei fanghi e l'eventuale pompa di svuotamento.

In definitiva, i Sistemi SBR consentono di regolare l'andamento del processo in funzione delle caratteristiche quantitative e qualitative del liquame influente, per cui possono considerarsi come impianti che funzionano in "stato non stazionario controllato"; ciò a differenza di quanto si verifica, di solito, per gli impianti convenzionali, progettati considerando condizioni stazionarie, riferite al valore medio della portata influente ed alle sue caratteristiche qualitative medie.

Seguendo tale criterio, in questi ultimi impianti, si verifica che le esigenze dettate dalle punte di portata e di carico impongono, necessariamente, un incremento dei volumi, con ovvie conseguenze sui costi d'investimento; per di più, accade che l'impianto risulta, per buona parte del tempo, sottoalimentato, con ulteriori aggravi sui costi, dovuti agli sprechi energetici e alla possibilità di malfunzionamenti, quali lo sviluppo di fenomeni di bulking filamentoso e le disfunzioni nel processo di rimozione biologica del fosforo in condizioni di basso carico organico.

Un sistema SBR, inoltre, lavora in presenza di concentrazioni di substrato sempre maggiori (al massimo uguali) di quelle di un impianto tradizionale, per cui é caratterizzato da volumi complessivamente più ridotti.
Gli impianti realizzati con tecnologia SBR (reattori Batch) sono particolarmente adatti per il trattamento dei reflui domestici di piccole e medie comunità e in modo particolare degli scarichi industriali (vedi cantine enologiche, lavanderie, caseifici), in quanto poco sensibili alle variazioni di carico idraulico ed organico.
Con i reattori a ciclo batch (SBR) si è in grado di depurare le acque reflue utilizzando impianti compatti con ingombri limitati e bassi costi di gestione. Sia per la piccola Azienda agricola che per le Cantine di grandi dimensioni la gestione dei reflui di processo è una problematica costante, sia durante la normale gestione che nelle fasi stagionali di picco.

Le Normative sempre più stringenti impongono una attenta gestione dei reflui che deve garantire la sicurezza costante del trattamento.
L'esperienza pluridecennale in vari campi di applicazione ha permesso di progettare alcune tipologie d'impianto ad hoc per il settore enologico in grado di trattare in maniera semplice ed efficace le acque di processo derivanti dalla vinificazione unitamente a quelle dei lavaggi dei locali e dei macchinari.