PONTI RASCHIATORI per SEDIMENTATORI

La sedimentazione è l’operazione mediante la quale le sostanze solide sospese nell’acqua, vengono fatte depositare sul fondo grazie alla sola forza di gravità.

Le sostanze sedimentate sono raschiate, raccolte e convogliate all’esterno del bacino di decantazione.
La sedimentazione delle acque, prima del trattamento biologico, si definisce sedimentazione primaria; la sedimentazione dopo il processo biologico è detta sedimentazione finale o secondaria.

I raschiatori per la sedimentazione primaria sono corredati di pale raschianti e del sistema di raccolta delle sostenze galleggianti.

I raschiatori per la sedimentazione secondaria possono essere raschianti o aspiranti; con questo secondo sistema il fango è aspirato in continuo dal fondo vasca.

I raschiatori per vasche di sedimentazione di n/s produzione sono:

Tipo Raschiante

Ponte raschiatore a trazione centrale mod. EM16
Ponte raschiatore a trazione periferica (semplice - doppia – tripla) mod. EM17
Ponte raschiatore con traliccio di torsione mod. EM18
Ponte raschiatore va e vieni per vasca rettangolare mod. EM50
Raschiatore per vasca rettangolare con catena dragante mod. EM53

Tipo Aspirante

Ponte raschiatore aspirante a trazione periferica (semplice - doppia – tripla) mod. EM29
Ponte raschiatore aspirante con traliccio di torsione mod. EM30
Ponte raschiatore aspirante va e vieni per vasca rettangolare mod. EM51

ACCESSORI

Stramazzi
Paraschiuma
Ghiotte di raccolta schiuma a raccolta rapida

Cenni sul processo di sedimentazione

L’efficienza della sedimentazione comporta una significativa riduzione allo scarico di BOD, COD, metalli pesanti, azoto, fosforo, etc. Le sostanze sospese presenti nel liquame al crescere della loro dimensione sedimentano più facilmente. La legge di Stokes evidenzia l’importanza della dimensione del fiocco per la velocità di sedimentazione.

La legge di Stokes:

dove:
V = velocità di sedimentazione in m/s
ρ = densità dei solidi kg/m³
ρ₀ = densità dell’acqua kg/m³
g = 9,81 m/s²
μ = viscosità dell’acqua in Pa x s (a 15° C la viscosità dell’acqua è 1,06 x 10^-3 Pa x s)
D = diametro della particella in m.

Nell’alimentazione al chiarificatore è possibile facilitare la formazione di fiocchi di grandi dimensioni installando deflettori che utilizzano l’energia cinetica dell’acqua per agglomerare i fiocchi tra di loro aumentandone la dimensione.

Nei sedimentatori secondari è inoltre molto importante il tipo di profilo delle pale raschianti ed il dimensionamento del pozzetto centrale di raccolta.

Infatti, visto l’enorme volume di “fango” rispetto alla portata in ingresso (50%), si può ipotizzare che le caratteristiche del fango differiscano poco da quelle dell’acqua chiarificata (in condizioni statiche il chiarificato ed il fango si stratificano con superficie di separazione orizzontale), e che quindi il fango, a causa della lieve pendenza del fondo (˜4%), fluisca senza bisogno di aiuti verso il pozzetto centrale. Non bisogna tuttavia dimenticare che le particelle che toccano il fondo, e via via quelle che si posano sopra, aderiscono e perdono le proprietà di “fluido”: bisogna pertanto smuoverle e “spingerle” attivamente verso il pozzetto prima che lo strato aderito diventi troppo spesso e soprattutto prima che le condizioni anossiche sopravvenute producano una denitrificazione imponente, con formazione di zolle galleggianti. Si deduce pertanto che le pale, destinate a spingere il fango aderito al fondo, devono far giungere rapidamente ogni particella dalla periferia al pozzetto centrale; ciò si ottiene dando alla pala un profilo continuo e con forma logaritmica, la cui equazione in coordinate polari, è:

dove r e α sono le coordinate polari aventi per polo il centro della vasca ed r_o è il raggio del pozzetto. In queste condizioni la pala smuove il fango ridandogli la caratteristica di “fluido” (annullando l’adesione) e lo spinge con una forza perpendicolare alla sua superficie (Pascal) che ha una componente radiale centripeta non nulla e costante.
L’angolo γ è definito dalla:

PONTE RASCHIATORE A TRAZIONE CENTRALE PER VASCA CIRCOLARE
Mod. EM16

Criteri di dimensionamento

Dimensionamento Idraulico (di processo)
Il dimensionamento del cilindro di calma si basa sui seguenti parametri:
• portata influente
• diametro della tubazione
Infatti l’acqua che esce dal cilindro di calma ed entra nella zona di sedimentazione deve avere una bassissima energia cinetica al fine di garantire una buona separazione e decantazione dei solidi. Inoltre, le raschie di fondo devono avere un profilo logaritmo e continuo, in modo da convogliare il fango nel pozzetto centrale in meno di una rotazione dell’albero di 270° (¾ di giro).

Dimensionamento Meccanico
Il dimensionamento del raschiatore di fondo è calcolato in base al tipo di fango da evacuare presente sul fondo vasca. Di norma l’albero centrale e le raschie sono dimensionati per uno sforzo di 20 kg. per metro lineare. La coppia da trasmettere si calcola con:
T [kgm] = r² x K
r è il raggio della vasca
K è il carico delle pale per metro lineare (20 kg per chiarificatori biologici)
Per questioni di affidabilità, il gruppo di comando dovrà essere in grado di trasmettere una coppia 1,8 volte superiore rispetto al valore di progetto.

Cella dinamometrica
La cella dinamometrica misura la coppia che trasmette il gruppo di comando.
Tale coppia può essere rilevata direttamente sullo strumento e consente di valutare gli sforzi a cui è sottoposto l’albero centrale durante la rotazione.
La cella è dotata di fine corsa tarati su due diversi valori di coppia misurata, uno di allarme e l’altro di blocco.

Dimensionamento del motore elettrico.
Il motore elettrico è dimensionato in modo che, in caso di blocco della macchina, la sua coppia di spunto sia inferiore a quella che tutti i gruppi a valle possono sopportare.
Per questo motivo il motore è generalmente sempre molto piccolo.
Motori esuberanti possono causare, in caso di blocco, seri danni alle strutture, nel caso in cui la cella dinamometrica sia fuori servizio oppure non correttamente collegata elettricamente.

Esempio di calcolo:
Diametro vasca 10 m.
K = 20
Velocità periferica delle pale 1,5 m/min
rpm albero lento 0,047
Coppia r² x K = 5² x 20 = 500 kgm
Il gruppo di comando pertanto dovrà essere progettato per trasmettere una coppia 1,8 volte maggiore.

Motore elettrico: per trasmettere 500 kgm a 0,047 rpm occorrono 25 watt.
Ipotizzando un rendimento del gruppo di comando del 60%, il motore elettrico dovrà avere una potenza di 40 watt. Normalmente è difficile reperire motori più piccoli di 0,18 kw 180 watt .
Se il motore scelto avrà una potenza di 180 watt, in caso di blocco potrebbe dare per pochi istanti una potenza di 2,6 volte superiore e cioè 468 watt.
La coppia sull’albero lento trasmessa dal motore con un rendimento del gruppo di comando del 60% sarebbe di 5700 kgm.
In questo caso occorre valutare se prevedere una spina di rottura od una cella dinamometrica per limitare la coppia.

PONTE RASCHIATORE A TRAZIONE PERIFERICA PER VASCA CIRCOLARE
Mod. EM17

Criteri di dimensionamento

Dimensionamento Idraulico (di processo)
Il dimensionamento del cilindro di calma si basa sui seguenti parametri:
• portata influente
• diametro della tubazione
Infatti l’acqua che esce dal cilindro di calma ed entra nella zona di sedimentazione deve avere una bassissima energia cinetica al fine di garantire una buona separazione e decantazione dei solidi. Inoltre, le raschie di fondo devono avere un profilo logaritmo e continuo, in modo da convogliare il fango nel pozzetto centrale in meno di una rotazione dell’albero di 270° (¾ di giro).

Dimensionamento Meccanico
Il dimensionamento del raschiatore di fondo è calcolato in base al tipo di fango da evacuare presente sul fondo vasca. Di norma l’albero centrale e le raschie sono dimensionati per uno sforzo di 20 kg. per metro lineare. La coppia da trasmettere si calcola con:
T [kgm] = r² x K
r è il raggio della vasca
K è il carico delle pale per metro lineare (20 kg per chiarificatori biologici)
Per questioni di affidabilità, il gruppo di comando dovrà essere in grado di trasmettere una coppia 1,8 volte superiore rispetto al valore di progetto.

Cella dinamometrica
La cella dinamometrica misura la coppia che trasmette il gruppo di comando.
Tale coppia può essere rilevata direttamente sullo strumento e consente di valutare gli sforzi a cui è sottoposto l’albero centrale durante la rotazione.
La cella è dotata di fine corsa tarati su due diversi valori di coppia misurata, uno di allarme e l’altro di blocco.

Dimensionamento del motore elettrico.
Il motore elettrico è dimensionato in modo che, in caso di blocco della macchina, la sua coppia di spunto sia inferiore a quella che tutti i gruppi a valle possono sopportare.
Per questo motivo il motore è generalmente sempre molto piccolo.
Motori esuberanti possono causare, in caso di blocco, seri danni alle strutture, nel caso in cui la cella dinamometrica sia fuori servizio oppure non correttamente collegata elettricamente.

Esempio di calcolo:
Diametro vasca 20 m.
K = 20
Velocità periferica delle pale 1,5 m/min
rpm albero lento 0,047
Coppia r² x K = 10² x 20 = 2000 kgm
Il gruppo di comando pertanto dovrà essere progettato per trasmettere una coppia 1,8 volte maggiore.

Motore elettrico: per trasmettere una coppia di 1000 kgm la spinta di cad. carrello è 1000 : 5 = 200 kg. Se il diametro della ruota è 300 mm. la coppia sull’abero è 200 x 0,15 ( raggio ruota ) = 30 kgm. Pertanto ad una velocità di circa 1,5 rpm occorrono 62 watt. Ipotizzando un rendimento del gruppo di comando del 60% il motore elettrico dovrà avere una potenza di 113 watt. Normalmente è difficile reperire motori più piccoli di 0,18 kw 180 watt . Se il motore scelto avrà una potenza di 180 watt, in caso di blocco macchina potrebbe dare per pochi istanti una potenza 2,6 volte superiore e cioè 468 watt. La coppia sull’albero lento della ruota trasmessa dal motore con un rendimento del 60% (del gruppo di comando sul carrello) sarebbe di 48 kgm., la spinta del carrello di 320 kg. e la coppia di 3200 kgm. per ciascun carrello (totale 3200 kgm). Il pilastro centrale deve pertanto essere dimensionato per un carico torcente (in caso di blocco) di 3200 kgm.

PONTE RASCHIATORE CON TRALICCIO DI TORSIONE PER VASCA CIRCOLARE
Mod. EM18

Criteri di dimensionamento

Dimensionamento Idraulico (di processo)
Il dimensionamento del cilindro di calma si basa sui seguenti parametri:
• portata influente
• diametro della tubazione
Infatti l’acqua che esce dal cilindro di calma ed entra nella zona di sedimentazione deve avere una bassissima energia cinetica al fine di garantire una buona separazione e decantazione dei solidi. Inoltre, le raschie di fondo devono avere un profilo logaritmo e continuo, in modo da convogliare il fango nel pozzetto centrale in meno di una rotazione dell’albero di 270° (¾ di giro).

Dimensionamento Meccanico
Il dimensionamento del raschiatore di fondo è calcolato in base al tipo di fango da evacuare presente sul fondo vasca. Di norma l’albero centrale e le raschie sono dimensionati per uno sforzo di 20 kg. per metro lineare. La coppia da trasmettere si calcola con:
T [kgm] = r² x K
r è il raggio della vasca
K è il carico delle pale per metro lineare (20 kg per ispessitori biologici)
Per questioni di affidabilità, il gruppo di comando dovrà essere in grado di trasmettere una coppia 1,8 volte superiore rispetto al valore di progetto.

Cella dinamometrica
La cella dinamometrica misura la coppia che trasmette il gruppo di comando.
Tale coppia può essere rilevata direttamente sullo strumento e consente di valutare gli sforzi a cui è sottoposto l’albero centrale durante la rotazione.
La cella è dotata di fine corsa tarati su due diversi valori di coppia misurata, uno di allarme e l’altro di blocco.

Dimensionamento del motore elettrico.
Il motore elettrico è dimensionato in modo che, in caso di blocco della macchina, la sua coppia di spunto sia inferiore a quella che tutti i gruppi a valle possono sopportare.
Per questo motivo il motore è generalmente sempre molto piccolo.
Motori esuberanti possono causare, in caso di blocco, seri danni alle strutture, nel caso in cui la cella dinamometrica sia fuori servizio oppure non correttamente collegata elettricamente.

Esempio di calcolo:
Diametro vasca 20 m.
K = 20
Velocità periferica delle pale 1,5 m/min
rpm albero lento 0,023
Coppia r² x K = 10² x 20 = 2000 kgm
Il gruppo di comando pertanto dovrà essere progettato per trasmettere una coppia 1,8 volte maggiore.

Motore elettrico: per trasmettere 2000 kgm a 0,023 rpm occorrono 64 watt Ipotizzando un rendimento del gruppo di comando del 60% il motore elettrico dovrà avere una potenza di 107 watt. Normalmente è difficile reperire motori più piccoli di 0,18 kw 180 watt . Se il motore scelto ha una potenza di 180 watt, in caso di blocco macchina potrebbe dare per pochi istanti una potenza di 2,6 volte superiore pari a 468 watt. La coppia sul traliccio di torsione trasmessa dal motore con un rendimento del 60% ( del gruppo di comando ) in questo caso sarebbe di 5700 kgm, pertanto occorrerebbe valutare se prevedere una spina di rottura od una cella dinamometrica per limitarne la coppia.

PONTE RASCHIATORE VA E VIENI PER VASCA RETTANGOLARE
Mod. EM50

Criteri di dimensionamento

Dimensionamento Idraulico (di processo)
Il dimensionamento del cilindro di calma si basa sui seguenti parametri:
• portata influente
• diametro della tubazione
Infatti l’acqua che esce dal cilindro di calma ed entra nella zona di sedimentazione deve avere una bassissima energia cinetica al fine di garantire una buona separazione e decantazione dei solidi. Inoltre, le raschie di fondo devono avere un profilo logaritmo e continuo, in modo da convogliare il fango nel pozzetto centrale in meno di una rotazione dell’albero di 270° (¾ di giro).

Dimensionamento Meccanico
Il dimensionamento del raschiatore di fondo è calcolato in base al tipo di fango da evacuare presente sul fondo vasca. I carrelli e le raschie sono dimensionati per uno sforzo di 20 kg per metro lineare.

Controlli
I seguenti controlli della movimentazione dei vari componenti rivestono una grande importanza per questo tipo di macchina:
• ponte: marcia avanti-indietro
• pala di fondo: sollevamento-abbassamento
• pala di superficie: sollevamento-abbassamento
• alimentazione elettrica
I ponti da noi progettati utilizzano sempre due fine-corsa per ciascun movimento (1 di esercizio ed 1 di emergenza). Gruppi respingenti sono previsti al fine di limitare la corsa dei gruppi in movimento qualora non intervenisse il blocco elettrico e sono dimensionati per sopportarne lo sforzo massimo.

Motorizzazione
Su ponti che hanno una larghezza oltre i 6 m. ed una corsa superiore ai 12 m normalmente si utilizza una doppia motorizzazione. Tale soluzione consente di ottenere un buon allineamento del ponte, anche nel caso in cui le due ruote motorizzate abbiano una lieve disuniformità nel diametro.
La semplice motorizzazione con l’albero centrale in questo caso potrebbe causare lo slittamento di una delle due ruote motorizzate.

Caratteristiche costruttive
Sia le ruote motrici che quelle folli devono essere parallele tra di loro ed equidistanti; una misura delle diagonali tra le ruote deve essere verificata a montaggio eseguito.

Ruote di contrasto e respingenti
Le ruote di contrasto ed i respingenti devono essere dimensionati in modo che in qualunque situazione il ponte non possa fuoriuscire dalle vie di corsa.

RASCHIATORE CON CATENA DRAGANTE PER VASCA RETTANGOLARE
Mod. EM53

Criteri di dimensionamento

Dimensionamento Idraulico (di processo)
Il dimensionamento del cilindro di calma si basa sui seguenti parametri:
• portata influente
• diametro della tubazione
Infatti l’acqua che esce dal cilindro di calma ed entra nella zona di sedimentazione deve avere una bassissima energia cinetica al fine di garantire una buona separazione e decantazione dei solidi. Inoltre, le raschie di fondo devono avere un profilo logaritmo e continuo, in modo da convogliare il fango nel pozzetto centrale in meno di una rotazione dell’albero di 270° (¾ di giro).

Dimensionamento Meccanico
Il dimensionamento delle pale raschianti è calcolato in base al tipo di fango da evacuare presente sul fondo vasca. Le pale, gli alberi e le catene sono dimensionati per sopportare uno sforzo di 20 kg per metro lineare.

Cella dinamometrica
La cella dinamometrica misura la coppia che trasmette il gruppo di comando.
Tale coppia può essere rilevata direttamente sullo strumento e consente di valutare gli sforzi a cui sono sottoposti gli organi in movimento. La cella è dotata di fine corsa tarati su due diversi valori di coppia misurata, uno di allarme e l’altro di blocco.

Controlli
Su questo tipo di macchina i controlli della movimentazione delle catene rivestono una grande importanza.
A questo proposito sono normalmente utilizzati dei sensori per verificare la rotazione degli alberi folli.

PONTE RASCHIATORE ASPIRANTE A TRAZIONE PERIFERICA PER VASCA CIRCOLARE
Mod. EM29

Criteri di dimensionamento

Dimensionamento del gruppo di aspirazione dei fanghi.
Occorre assicurarsi che in nessuna zona del sedimentatore il fango tenda a depositarsi o si ispessisca troppo, infatti, soggiornando nella vasca per periodi prolungati ciò può dar luogo ai seguenti inconvenienti: • parte del fango ricircolato ritorna in vasca di ossidazione invecchiato a discapito dell’efficacia depurativa

• la ritenzione prolungata del fango favorisce l’instaurarsi di condizioni di carenza di ossigeno disciolto che possono portare a fughe di fango nell’effluente

Dimensionamento Meccanico
Per i criteri di dimensionamento meccanico vedi quanto riportato nella descrizione del Ponte raschiatore a trazione periferica mod. EM17.

Descrizione di funzionamento

Normalmente il fondo della vasca del sedimentatore aspirante è piano ed i tubi aspiranti, dimensionati per la portata di ricircolo di fango, sono posizionati ad una distanza non superiore a 3 m. I fanghi sono convogliati al tubo aspirante tramite delle pale a forma di V che facilitano la confluenza del fango verso la tubazione. Ciascun tubo aspirante è dotato di valvola telescopica di regolazione della portata influente nella vasca di raccolta. Da bordo ponte è possibile ispezionare la qualità e quantità del fango aspirato da ciascuna tubazione. Il fango confluisce nella vasca di raccolta secondo il principio dei vasi comunicanti. La portata del fango dipende dalla differenza di livello tra il pelo libero dell’acqua nella vasca e il livello del fango entro la vasca di racolta. Il fango raccolto nella vasca da tutti i tubi aspiranti è convogliato all’esterno della vasca per mezzo di un sifone autoregolante. L’innesco del sifone avviene in fase di avviamento con pompa o eiettore.

Dati tecnici e dimensionali necessari per formulare una proposta

PONTE RASCHIATORE ASPIRANTE (TRAZIONE CENTRALE) CON TRALICCIO DI TORSIONE PER VASCA CIRCOLARE
Mod. EM30

Criteri di dimensionamento

Dimensionamento del gruppo di aspirazione dei fanghi.
Occorre evitare che in alcune zone del sedimentatore depositi del fango o si formi del fango troppo ispessito che, soggiornando nella vasca per periodi prolungati, può dar luogo ai seguenti inconvenienti:
• parte del fango ricircolato ritorna in vasca di ossidazione invecchiato a discapito dell’efficacia depurativa
• la ritenzione prolungata del fango favorisce l’instaurarsi di condizioni di carenza di ossigeno disciolto che possono portare a fughe di fango nell’effluente

Dimensionamento Meccanico
Per i criteri di dimensionamento meccanico vedi quanto riportato nella descrizione del Ponte raschiatore a trazione centrale mod. EM16.

Descrizione di funzionamento

Normalmente il fondo della vasca del sedimentatore aspirante è piano ed i tubi aspiranti, dimensionati per la portata di ricircolo di fango, sono posizionati ad una distanza non superiore a 3 m. I fanghi sono convogliati al tubo aspirante tramite delle pale a forma di V che facilitano la confluenza del fango verso la tubazione. Ciascun tubo aspirante è dotato di valvola telescopica di regolazione della portata influente nella vasca di raccolta. Da bordo ponte è possibile ispezionare la qualità e quantità del fango aspirato da ciascuna tubazione. Il fango confluisce nella vasca di raccolta secondo il principio dei vasi comunicanti. La portata del fango dipende dalla differenza di livello tra il pelo libero dell’acqua nella vasca e il livello del fango entro la vasca di racolta. Il fango raccolto nella vasca da tutti i tubi aspiranti è convogliato all’esterno della vasca per mezzo di un sifone autoregolante. L’innesco del sifone avviene in fase di avviamento con pompa o eiettore.

Dati tecnici e dimensionali necessari per formulare una proposta

PONTE RASCHIATORE ASPIRANTE VA E VIENI PER VASCA RETTANGOLARE
Mod. EM51