La sedimentazione è un processo in cui le particelle sospese in un liquido si separano sotto l’azione della forza di gravità o per l’azione di forza centrifuga
In generale, e specie nel trattamento delle acque, avviene dopo la coagulazione e la flocculazione ed è l’ultimo processo che precede la filtrazione.
Questo processo necessita di sostanze chimiche che inducono la coagulazione e la flocculazione seguito dalla sedimentazione.
La sedimentazione può anche costituire un processo di pretrattamento della soluzione detto presedimentazione. In tal caso sono rimosse le particelle sospese senza l’ausilio di sostanze chimiche che in genere rimuovono anche i batteri eventualmente presenti.
Vasche di sedimentazione
La sedimentazione può essere fatta nel modo più semplice ed in genere negli impianti di trattamento delle acque su larga scala. Si impiegano vasche rettangolari in cui scorre l’acqua orizzontalmente lungo il serbatoio. Tale metodologia richiede bassi costi, ma sono impegnate, per la sua realizzazione ampie superfici.
Vasche a pianta quadrata o circolare in cui l’acqua fluisce orizzontalmente possono essere impiegate in caso di limitate superfici disponibili e vengono dette chiarificatori.
Il sistema più complesso che utilizza un chiariflocculatore a contatto di solidi prevede la miscelazione di acqua e opportuni agenti coagulanti e flocculanti in una zona detta di miscelazione primaria. In una seconda zona detta di miscelazione secondaria avviene l’unione di piccole particelle in fiocchi più grossi.
L’acqua fuoriesce dal cono invertito e passa nella zona di sedimentazione, dove i solidi sedimentano sul fondo e l’acqua chiarificata sfiora in superficie. Tale metodologia utilizza il principio di upflow ( fluasso ascendente) in modo tale che il sistema di raccolta dell’effluente, si possa mantenere delle velocità verticali uniformi nella intera zona dell’acqua chiara. Questo si ottiene con l’uso di un sistema di canalette radiali. La superficie dell’area di chiarificazione è determinata sulla base delle velocità di sedimentazione delle particelle tenute in sospensione e ricircolate nella zona di “contatto dei solidi”.
Bacini di sedimentazione
Tutti i bacini presentano quattro zone:
1) zona di ingresso
2) zona di decantazione che rappresenta la parte più grande del bacino
3) zona dei fanghi situata nella parte inferiore del serbatoio
4) zona di uscita
Nella zona di ingresso di un bacino di sedimentazione avviene la distribuzione dell’acqua a velocità controllata in cui sono presenti i dispositivi di ingresso che agiscono in modo da impedire la turbolenza dell’acqua .
Il flusso in ingresso in un bacino di sedimentazione deve avvenire uniformemente su tutta la larghezza del bacino per evitare cortocircuiti . Per cortocircuito si intende il fenomeno per il quale l’acqua bypassa il percorso di flusso normale attraverso il bacino e raggiunge l’uscita in un tempo minore rispetto al normale tempo di detenzione .
Dopo il passaggio attraverso la zona di ingresso, l’acqua entra nella zona di decantazione in cui la velocità di acqua è notevolmente ridotta. Spesso nella zona di decantazione sono presenti tubi o piastre lamellari ciascuno dei quali costituisce un bacino di sedimentazione in miniatura con la funzione di aumentare la superficie di sedimentazione.
La zona fanghi si trova nella parte inferiore del bacino di sedimentazione in cui vengono raccolti i fanghi e dove la velocità è particolarmente bassa per evitare la risospensione dei fanghi .
Uno scarico presente sul fondo del bacino con una opportuna inclinazione ne permette la rimozione dal serbatoio
Nella zona di uscita l’acqua fuoriesce in modo controllato dal bacino prima di essere filtrata.