Separatori industriali olio-acqua: principi di ingegneria e scelta del sistema

Un separatore olio-acqua industriale (OWS) è un recipiente di trattamento meccanico specializzato progettato per isolare ed estrarre idrocarburi, oli e fanghi grassi sospesi dall'acqua di processo industriale o dal deflusso delle acque piovane prima dello scarico.

Lo scopo principale di un OWS è il rispetto ambientale e il recupero delle risorse. Riducendo la concentrazione di olio nelle acque reflue ai limiti normativi (in genere meno di 15 parti per milione), questi sistemi prevengono la contaminazione delle linee fognarie municipali e dei corsi d'acqua naturali, proteggendo al contempo i sistemi di filtrazione a membrana a valle dalle incrostazioni organiche.

La separazione meccanica olio-acqua si basa fondamentalmente sulla differenza di gravità specifica (contrasto di densità) tra l'acqua e gli idrocarburi non polari. Poiché l'olio è meno denso dell'acqua, le goccioline di olio non emulsionate salgono naturalmente in superficie nel tempo.

La velocità terminale di salita (vp) di una goccia d'olio isolata attraverso una fase acquosa continua viene calcolata matematicamente utilizzando la legge di Stokes:

Appunti di ingegneria:Secondo la formula, il diametro delle goccioline (d^2) ha l'impatto più significativo sulla velocità di salita. Se la dimensione delle gocce d’olio è troppo piccola o se l’olio è emulsionato chimicamente, la velocità di salita scende quasi a zero, richiedendo soluzioni di trattamento alternative.

I flussi di acque reflue industriali richiedono meccanismi di trattamento diversi a seconda che il petrolio sia presente sotto forma di grandi globuli fluttuanti o minuscole goccioline stabilizzate.

Progettati secondo le linee guida dell'American Petroleum Institute, questi grandi bacini orizzontali per le acque reflue si basano esclusivamente sulla gravità. Sono altamente affidabili per la gestione di portate volumetriche massicce contenenti grandi goccioline di olio libere superiori a 150 micron. Tuttavia, richiedono un notevole ingombro fisico dell’impianto e non possono separare le goccioline più piccole.

Per risparmiare spazio e catturare goccioline più piccole fino a 20 micron, gli ingegneri utilizzano piastre a coalescenza. Questi sistemi dirigono le acque reflue attraverso una serie di piastre ondulate in plastica o acciaio inossidabile ravvicinate. Mentre l'acqua scorre attraverso i canali, piccole goccioline d'olio colpiscono la parte inferiore delle piastre, raggruppandosi istantaneamente in goccioline più grandi che galleggiano rapidamente verso l'alto.

Poiché i separatori olio-acqua trattano fluidi altamente variabili, spesso contenenti deflusso di pioggia acida, detergenti chimici o sabbia abrasiva, la selezione di materiali strutturali durevoli è fondamentale.

• Acciaio inossidabile 316L (SS316L):Appositamente progettati per ambienti di processo aggressivi dove è obbligatoria un'elevata resistenza alla corrosione chimica. Previene la vaiolatura localizzata del cloruro e la degradazione degli acidi organici.

• Polietilene ad alta densità (HDPE):Eccellente per strutture sotterranee di ritenzione delle acque piovane. Offre resistenza totale alla corrosione indotta dai microbi, alla ruggine e al degrado chimico fino a temperature operative moderate.

• Rivestimenti interni in fluoropolimero:Nei casi in cui gli effluenti industriali ad alta temperatura contengono solventi organici altamente aggressivi o acidi minerali forti, i gusci strutturali in acciaio sono protetti internamente con rivestimenti ad alto spessore come PTFE o PVDF per fornire una barriera chimica completa.

Stai dimensionando un circuito di separazione per una zona di lavaggio industriale oppure devi rispettare specifiche normative comunali locali sugli scarichi?