Come precedentemente accennato. la
separazione per gravità non riesce a separare gocce molto piccole, con diametro
inferiore a 1,5 mm, in quanto la sedimentazione è interferita dai moti
Browniani, per cui le gocce molto fini non riescono a raggiungere l'interfaccia
dell'olio cioè la zona di coalescenza. In tal caso si può sfruttare la
coalescenza cercando di estendere la zona in cui il fenomeno si manifesta a
tutto il separatore: tale processo si attua mediante piastre parallele, letti
granulari o fibrosi, che ostacolano il cammino delle gocce, ne favoriscono gli
urti e quindi ne accentuano la coalescenza.
Le gocce passando attraverso un letto
costituito da granelli o fibre di materiale idoneo, possono aderire alle
superfici del letto stesso per urto, se le forze di legame sono maggiori delle
forze di attrito viscoso agenti su di esse e tendenti ad asportarle dal letto.
La coalescenza può aver luogo quando altre gocce, con urti successivi, vanno ad
unirsi alle gocce aderenti al letto, costituendo gocce di dimensioni sempre
maggiori. L'attrito viscoso, con l'aumentare delle dimensioni delle gocce,
tende ad aumentare progressivamente fino a quando, divenuto preponderante
rispetto alle forze di adesione, fa si che le gocce risultanti vengono staccate
dal letto e tornano a fluire attraverso il letto, essendo però a questo punto
di dimensioni maggiori e quindi essendo suscettibili di separazione per
gravità.
E' importante notare che le gocce che
aderiscono al letto non ne devono bagnare la superficie e pertanto la
bagnabilità del letto da parte dell'olio diventa irrilevante nella separazione
per coalescenza. Anzi, la bagnabilità del letto che è importante nei processi
di filtrazione, risulta generalmente nociva al processo di coalescenza in
quanto ne consegue una sovrasaturazione con conseguente blocco del letto stesso
ed efflusso di olio.
SEDIMENTAZIONE PER FILTRAZIONE
La filtrazione è generalmente impiegata
nel caso di sospensioni costituite da particelle solide da separare da un
liquido, tuttavia, essa può essere anche utilizzata nel caso delle dispersioni
di olio in acqua in quanto, avendo l'olio una certa viscosità, rimane
ugualmente catturato dal filtro come se le sue particelle fossero solide.
Anche questo processo però presenta
limiti di efficienza in quanto l'efficacia è praticamente nulla nei confronti
di particelle molto fini o di miscele molto emulsionate ed è notevolmente
ridotta dalla presenza di particelle solide sospese (sabbia, ruggine, morchie
ecc.).
E' evidente che tanto più grandi sono le
gocce d'olio, tanto maggiore è l'efficienza della filtrazione, pertanto questo
processo può essere impiegato in combinazione con altri processi, quali la
flocculazione/flottazione o la coalescenza, con cui si aumentano le dimensioni
medie delle particelle da separare.
I letti granulari a coalescenza del resto
sfruttano anche parzialmente la separazione per filtrazione, soprattutto nella
zona di ingresso della miscela.
SERVIZIO ACQUE DI SENTINA
L’impianto di raccolta e smaltimento dei
residui oleosi è destinato al trattamento dell’acqua contaminata da olii (oily
waste) e di olii con residui d’acqua (waste oil), raccolti soprattutto negli
spazi della sala macchine e convogliati dal sistema ausiliario di sentina.
Tali sostanze non possono essere
scaricate fuori bordo senza che venga controllata e ridotta, secondo norma di
legge, la quantità di inquinanti (ossia di residui oleosi) in esse presenti. La
funzione del sistema è quindi in primo luogo quella di raccogliere in una cassa
acqua ed olio contaminati, con drenaggi diretti o tramite l’impianto di sentina
oleosa, ed in secondo luogo quella di separare l’acqua dall’olio, in modo da
convogliare l’olio in una seconda cassa di raccolta detta dei residui oleosi
(sludge tank o waste oil tank) e l’acqua fuori bordo oppure in una cassa
raccolta di acque inquinate (waste water tank).
Va osservato che le tubolature proprie
dell’impianto sono quelle di connessione fra le casse, il separatore e gli
scarichi, servite da pompe il cui compito è l’alimentazione del separatore e lo
scarico fuoribordo. Per quanto riguarda la raccolta, le pompe (per esempio
pompe immerse con comando a galleggiante o pompe a pistoni) possono operare in
parallelo con l’impianto di sentina oleosa.
Ad esse si affiancano le condotte che
convogliano per caduta i liquidi inquinati dalle singole macchine (drenaggi,
spurghi, perdite), dove vengono raccolti da ghiotte, coppe di gocciolamento,
pozzetti di drenaggio. Si osservi che l’impianto di sentina scarica nella cassa
di raccolta solo quando la quantità d’olio è elevata, ma mai in condizioni di
funzionamento d’emergenza, mentre il servizio trasferimento olio combustibile
ha una propria cassa di sedimentazione ed un proprio sistema di scarico
fuoribordo.
Per piccole necessità di smaltimento di
acque oleose, questo impianto può anche essere ridotto ad un impianto
accessorio di quello di sentina, in tal caso la pompa di sentina oleosa manda
direttamente al separatore e da questo il flusso viene inviato alle casse o
fuoribordo.
SEPARATORE A FLOCCULAZIONE
Questi
sistemi vengono impiegati unicamente per trattamenti secondari e richiedono
l’immissione all'interno del flusso dell’effluente di aria sotto forma di bolle
microscopiche che si uniranno alle gocce d’olio. Come conseguenza si riduce il
peso specifico delle gocce d’olio e d’aria nell'equazione di con il
conseguente aumento della velocità ascensionale Vp. I dispositivi
di flottazione ad aria vengono di solito installati a valle di un separatore a
gravità per rimuovere grandi quantità di olio e di solidi. Ciò riduce il volume
d’aria disciolta necessaria e permette l’utilizzo di flocculanti chimici a
livelli economici. Esistono due metodi per la formazione di minuscole bolle
d’aria:
•Flottazione ad aria disciolta e
flottazione ad aria dispersa.
•Flottazione ad aria disciolta
In questo processo, sull'intero flusso o su una parte riciclata, viene immessa aria pressurizzata fino a 5 bar prima che questi entri nella vasca di separazione. All'entrata, la riduzione della pressione atmosferica determina il rilascio dell’aria da parte della soluzione.
Una
temperatura sufficientemente alta, un aumento della forza ionica e una forte
agitazione sono fattori che favoriscono la coagulazione.
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