Trattamento acque reflue RELAZIONE TECNICA. Impianti di depurazione biologica a fanghi attivi serie DVS-DOS

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1 Trattamento acque reflue RELAZIONE TECNICA Impianti di depurazione biologica a fanghi attivi serie DVS-DOS

2 S P E C I F I C A T E C N I C A I M P I A N T I D I D E P U R A Z I O N E B I O L O G I C A A F A N G H I A T T I V I s e r i e D V S - D O S I N D I C E 1. DESCRIZIONE DELL IMPIANTO pagina Grigliatura pagina Accumulo pagina Trattamento a fanghi attivi pagina Sedimentazione pagina Clorazione pagina Apparecchiature elettromeccaniche pagina 6 2. CONDIZIONI PER UN CORRETTO FUNZIONAMENTO pagina 6 3. PARAMETRI DI PROGETTO E GARANZIE DEPURATIVE pagina 7 Rel_DVDOS 1

3 1. Descrizione dell'impianto Lo scarico dei liquami domestici in un corso d'acqua può essere fonte di notevoli inconvenienti quali odori e sapori molesti, danni alla fauna ittica e pericoli per la salute pubblica, nei casi di utilizzo ad uso potabile o balneare; in genere risulta pure compromesso l'impiego delle acque superficiale ai fini industriali o agricoli. In particolari condizioni può esistere anche il pericolo di epidemie di colera, tifo, dissenteria, etc.. Il trattamento dei liquami con gli impianti di depurazione a fanghi attivi Naldi si propone appunto di evitare tali inconvenienti, in quanto consentono un abbattimento degli inquinanti organici presenti negli scarichi di origine civile. In questa relazione ci limitiamo a chiarire solo i concetti principali. Come accennato in precedenza, gli impianti di depurazione biologici Naldi operano con il processo a fanghi attivi ad aerazione prolungata. Quest ultimo si basa sulla proprietà di alcuni microrganismi, conglobati in colonie, formanti, appunto, i fiocchi di "Fango Attivo", di nutrirsi delle sostanze inquinanti contenute nel liquame. Questi microrganismi, come tutti gli organi viventi per soddisfare i propri bisogni vitali, hanno necessità di cibo per sopravvivere e riprodursi. I batteri aerobi contenuti nei "Fanghi Attivi" sfruttano appunto la sostanza organica che viene utilizzata come elemento nutritivo e trasformata in biomassa vivente e sedimentabile, mentre l'altra parte viene ossidata (con sviluppo di acqua e prodotti gassosi, principalmente anidride carbonica) e fornisce ai batteri l'energia. Si realizza così, tramite un fenomeno puramente biologico, la rimozione delle sostanze organiche solubili, le uniche di dimensioni sufficientemente piccole da poter essere metabolizzate dai batteri. Tali processi non sono però i soli a realizzare la rimozione dell'inquinante organico dalla fase acquosa, poiché ad essa concorrono anche fenomeni di tipo chimico-fisico. Tutto ciò avviene nella vasca di ossidazione, così chiamata poiché l'energia necessaria ai microrganismi viene apportata sotto forma di ossigeno mediante l'intimo contatto acquaaria, fornito attraverso appositi sistemi di diffusione. La miscela di fango ed acqua depurata viene ciclicamente sottoposta ad una fase di sedimentazione, dove si separa la parte chiarificata dal "Fango attivo", che precipita e che viene trattenuto nel bacino di ossidazione per prendere parte nuovamente al processo; mentre l acqua depurata viene captata da appositi dispositivi e convogliata allo scarico. Esiste un equilibrio tra carico inquinante, quantità di "Fango Attivo" presente ed apporto di ossigeno; equilibrio che è caratteristico per ogni tipo di impianto e deve rimanere il più possibile vicino ai valori di progetto per garantire una efficace depurazione. Rel_DVDOS 2

4 L'azoto si trova presente nei liquami grezzi principalmente sotto forma di ammoniaca combinata nelle molecole di varie sostanze organiche complesse. L'ammoniaca, sostanza relativamente tossica, viene ossidata per via biologica ad azoto nitrico. La reazione richiede ossigeno, che deve essere fornito quindi in quantità superiore rispetto alla sola ossidazione della sostanza organica. I nitrati formatisi costituiranno una riserva di "ossidante" che alcuni microrganismi sono in grado di utilizzare per l'ossidazione della sostanza organica in assenza di ossigeno. Questo fenomeno si sviluppa secondo un processo di "denitrificazione", infatti la reazione riduttiva operata dai batteri determina la formazione di azoto gassoso, che tende a liberarsi come gas dalla fase liquida. Tale reazione è attuata da batteri facoltativi: in ambiente strettamente aerobico sfruttano l'ossigeno disciolto, mentre in ambiente anossico scindono la molecola dei nitrati sottraendole l'ossigeno di cui necessitano. Questo particolare processo biologico viene utilizzato con il duplice scopo di rimuovere l'azoto nitrico che si forma dall'ossidazione dell'ammoniaca e di ossidare parte della sostanza organica senza fornirne l'ossigeno necessario, e quindi conseguendo un risparmio gestionale. Il tipo di ossidazione a basso carico utilizzato negli impianti di depurazione sovrappone alla prima fase di assimilazione della sostanza organica anche la stabilizzazione e la mineralizzazione del fango. Infatti il basso carico organico specifico applicato alla biomassa attiva porta il processo nella cosiddetta "fase endogena", dove la carenza di substrato causa l'attacco batterico alla stessa biomassa attiva. In questo modo la produzione di fanghi di supero è limitata e questi sono altamente stabili, difficilmente putrescibili e possono essere accumulati e smaltiti con una minima produzione di odori. Gli impianti a fanghi attivi Naldi mod. DVS-DOS, sono costituiti dalle seguenti fasi: 1.1 Accumulo: (opzionale) Questa vasca ha la funzione di raccogliere tutti i liquami prodotti nell'insediamento e di distribuirli uniformemente nell'arco della giornata alla sezione di trattamento biologico. In funzione delle dimensioni, può essere equipaggiato anche con una elettrosoffiante e diffusori per l'immissione di aria, evitando l'instaurarsi di fenomeni anossici e la conseguente emissione di cattivi odori. E peraltro dotata di sezione di grigliatura (escluso DOS) al fine di trattenere, separare ed estrarre i corpi solidi grossolani presenti nel liquame. L alimentazione (a portata costante) alla fase successiva del trattamento viene realizzato con una apposita pompa di sollevamento. Rel_DVDOS 3

5 1.2 Griglia: (opzionale) Sezione realizzata a scelta in acciaio zincato o PVC edile e presente all interno del reattore (escluso DOS) in corrispondenza del profilo di ingresso del liquame così da operare immediatamente un trattamento di sgrossatura delle parti grossolane in grado potenzialmente di congestionare le sezioni a valle nonché pregiudicare le apparecchiature in esse presenti.. E costituito da un cilindro a fondo piano, cielo aperto di dimensioni variabili a seconda delle potenzialità del reattore; su tutta la superficie laterale è presente una fitta trama di fori e/o fessure attraverso le quali passa solo acqua bloccando invece la parte grossolana. In questo modo si evitano eventuali intasamenti alle sezioni successive. Nella versione standard sono del tipo fissi od, a richiesta, estraibili e con spaziatura variabile a seconda del tipo di influente. 1.3 Trattamento a fanghi attivi. In questa fase avviene il processo depurativo a fanghi attivi. Come in tutti i processi biologici aerobici che avvengono nel mezzo liquido, è indispensabile che sia presente ossigeno allo stato disciolto per permettere la vita ai microrganismi. La quantità di ossigeno necessario viene fornito da aeratori ad elevato rendimento di dissoluzione in grado di far fronte alle necessità del sistema. Nella vasca di aerazione si instaurano complessi processi chimici, fisici e biologici. Si sviluppa innanzitutto un ossidazione chimica dei composti riducenti quali solfuri, solfiti, aldeidi, mercaptani, etc...; poi, con processi fisici e biologici, intervengono i batteri riuniti nei fiocchi di fango: inizialmente per azione meccanica inglobano i solidi sedimentabili e quelli colloidali, successivamente i microrganismi metabolizzano parte delle sostanze organiche solubili, rendendole sedimentabili ed attaccano il substrato a cui si sono legati. La miscela di fango ed acqua depurata passa per gravità alla sezione di sedimentazione, dove si separa la parte chiarificata dal "Fango Attivo", che precipita e che viene riportato nel bacino di ossidazione per prendere parte nuovamente al processo. Il fango deve essere periodicamente estratto e smaltito tramite ditte autorizzate, perché, se presenti in eccesso, disturba l'equilibrio del sistema. Come precedentemente riportato esiste un equilibrio tra carico inquinante, quantità di "Fango Attivo" presente ed apporto di ossigeno; equilibrio che è caratteristico per ogni tipo di impianto e deve rimanere il più possibile vicino ai valori di progetto per garantire una efficace depurazione. Per tale motivo quando si estrae il fango di supero non se ne deve togliere un elevata quantità. Affinché i rendimenti epurativi rimangano elevati è fondamentale che la concentrazione di biomassa si attesti almeno sui 3,5 KgSS/m3; ne consegue che è indispensabile procedere ad un continuo ricircolo di fango dal sedimentatore all'ossidazione Il tipo di ossidazione a basso carico utilizzato negli impianti di depurazione Naldi sovrappone alla prima fase di assimilazione della sostanza organica anche la stabilizzazione e la mineralizzazione del fango. Rel_DVDOS 4

6 In questo modo i fanghi di supero prodotti sono altamente stabili, difficilmente putrescibili e in quantità nettamente inferiore rispetto ad impianti a medio carico. 1.4 Sedimentazione: Avviene in un sezione ricavata nella stessa vasca monoblocco in cui si effettua l'ossidazione. La miscela aerata entrante viene convogliata nella zona inferiore del sedimentatore e, nel momento in cui inizia la sua risalita verso lo stramazzo superiore, si verifica il seguente fenomeno: i flocculi, la cui velocità di sedimentazione è maggiore della velocità ascensionale, scendono immediatamente nella zona inferiore del comparto, mentre quelli con velocità di sedimentazione uguale o molto vicina alla velocità ascensionale, tendono a creare una nube praticamente immobile di fanghi ferma a circa mezza altezza. Tale nube è responsabile della cosiddetta "filtrazione idrodinamica" della torbida, che permette il trattenimento di quei flocculi la cui velocità di sedimentazione è inferiore alla velocità ascensionale. Dal momento che l'effetto filtrante è dovuto ad un letto fluido, i fiocchi in movimento subiscono continue collisioni che causano la formazione di particelle di fango di maggiori dimensioni, che possono di conseguenza scendere nella zona inferiore del sedimentatore. Lo sfioro dell'acqua chiarificata avviene tramite un apposito dispositivo situato immediatamente al di sotto del pelo libero del liquido, in modo da trattenere nell'impianto eventuali fiocchi galleggianti. Provvederà a migliorare la pulizia dello specchio superficiale (escluso DOS) un particolare dispositivo che per effetto venturi (ed azionato sempre dalla medesima soffiante) aspirerà le impurità in sospensione rilanciandole in ossidazione. Il ricircolo dei fanghi attivi è realizzato mediante una pompa funzionante anch essa ad aria (air-lift), che opera anche come aeratore; questo dispositivo è realizzato con ampi passaggi liberi e particolari accorgimenti, che lo rendono di fatto inintasabile alle normali condizioni di esercizio. L'acqua depurata in uscita da questo trattamento è convogliata allo scarico o alla fase successiva. Gli organi di controllo possono prescrivere, immediatamente a monte dello scarico, la presenza di un apposito pozzetto di ispezione, dal quale effettuare i prelievi per le analisi. 1.5 Clorazione: (opzionale) Questa sezione è costituita da una vasca che garantisce un idoneo tempo di contatto tra il liquame e il disinfettante, nella quale si provvede alla disinfezione del liquame prima dello scarico definitivo. Naldi realizza questa sezione attrezzandola con dispositivi di dosaggio automatico di ipoclorito di sodio in soluzione o di ipoclorito di calcio in pastiglioni. Entrambi i prodotti chimici utilizzati sviluppano cloro attivo a contatto con il refluo. Il primo sistema consente dosaggi accurati del prodotto, ma presenta maggiori costi di realizzazione, mentre il secondo presenta il vantaggio di un basso costo gestionale e della facilità di manipolazione rispetto ad altri prodotti chimici; al contrario non permette dosaggi accurati del disinfettante. Rel_DVDOS 5

7 1.6 Apparecchiature elettromeccaniche: L'aria necessaria per il corretto svolgimento del processo aerobico viene fornita da una o più soffianti a canali laterali, esenti da lubrificazione e a bassa potenza assorbita. Queste macchine devono essere installate ad una distanza massima di 5(cinque) metri dall'impianto di depurazione. Il manufatto probabilmente in CAV e non di fattura NALDI che conterrà queste macchine ed il Q.E. dovrà prevedere una cubatura congrua a garantire un ambiente ventilato e le normali operazioni di manutenzione. Dovrà garantire una adeguata aerazione attraverso delle apposite griglie collocate sulle due pareti contrapposte, l una bassa l altra alta così da favorire un effetto camino per il ricircolo dell aria. Temperature eccessive dovute alla mancanza dei requisiti minimi di cui sopra potrebbero comportare squilibri funzionali all intero sistema ed il rischio concreto di scatto termico dei contattori. Le soffianti sono dotate di un apposito filtro in aspirazione per impedire l'ingresso accidentale di corpi estranei e polvere eventualmente presenti nell'ambiente. I tempi di funzionamento e di sosta della soffiante sono gestiti automaticamente da un temporizzatore inserito internamente al quadro elettrico fornito a corredo dell impianto. Ricordiamo che, l installazione del quadro elettrico (realizzato secondo le norme CEI), deve essere certificato ai sensi della Legge 46/90. Se nel Vostro impianto elettrico domestico non fosse verificata questa condizione interpellate il Vostro. elettricista di fiducia, chiedendogli di controllare l'impiantistica e rilasciare l'apposita certificazione. 2. Condizioni necessarie per un corretto funzionamento Il depuratore è stato studiato, progettato e realizzato per trattare acque reflue provenienti da insediamenti di tipo civile e liquami con caratteristiche analoghe come ad esempio quelli prodotti da mense, alberghi, lavorazione carni, ecc... Riteniamo opportuno quindi ricordare che lo scarico di sostanze velenose o tossiche può inibire anche in modo irreversibile il processo biologico applicato nell'impianto di depurazione. Alcune di queste sostanze sono, a titolo di esempio, i prodotti farmaceutici e disinfettanti, quantità eccessive di detergenti, di oli e grassi vegetali o minerali, metalli o sostanze organiche difficilmente biodegradabili. È pure dannosa l'immissione di acidi e basi in forti concentrazioni. Il ph del liquame in ingresso deve essere compreso tra 6,5 e 8,5. Nel bacino di ossidazione il "Fango Attivo" sopporta meglio un ambiente leggermente basico che uno acido. Nei limiti del possibile si deve evitare il contatto del liquame tossico influente con il "Fango Attivo" presente nel bacino di ossidazione. Sottolineiamo che le acque pluviali, in particolar modo se in elevata portata e/o quantità, non devono essere convogliate all'impianto di depurazione, perché possono provocare il Rel_DVDOS 6

8 dilavamento dell impianto e la fuoriuscita del fango biologico, con conseguente disattivazione del processo depurativo. Rel_DVDOS 7

9 . PRINCIPALI PARAMETRI DI PROGETTO E GARANZIE DEPURATIVE DEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE DVS-DOS Cos è importante ricordare Per ogni reattore biologico esiste un equilibrio tra carico organico,carico idraulico, quantità di "Fango Attivo" presente ed apporto di ossigeno. Tale equilibrio deve rimanere il più possibile vicino ai valori di progetto per garantire una efficace depurazione. I Reattori a fanghi attivi Naldi sfruttano un tipo di ossidazione cosiddetto a basso carico che in buona sostanza concorrono all attuazione di una efficace assimilazione della sostanza organica contemporaneamente alla fase di stabilizzazione e mineralizzazione del fango. Infatti, il basso carico organico specifico applicato alla biomassa attiva, sposta il processo nella cosiddetta "fase endogena", dove la carenza di substrato causa l'attacco batterico alla stessa biomassa attiva. In questo modo il Reattore risulta essere particolarmente versatile alle fluttuazioni di carico organico determinando una produzione di fanghi di supero limitata, altamente stabili, difficilmente putrescibili e con il conseguente vantaggio di poter essere accumulati e smaltiti con una minima produzione di odori. Sensibilmente diversa la situazione per ciò che concerne le fluttuazioni di carico idraulico della portata istantanea in ingresso che, se nell ordine di un 15-20%, l impianto è in grado di soddisfare queste esigenze, diversamente necessitano reattori con volumi di sedimentazione maggiori oppure delle vasche di accumulo installate a monte dell impianto. PRINCIPALI PARAMETRI DI PROGETTO DEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE DVS-DOS. Sistema di trattamento biologico aerobico Tipo di impianto a fanghi attivi a basso carico e ad aerazion prolungata Stabilizzazione fanghi combinata BOD 5 in ingresso : 60 g/ae/d COD in ingresso: 110 g/ae/d Azoto (N) in ingresso 12 g/ae/d Fosforo (P) in ingresso 2,5 g/ae/d Carico idraulico 200 l/ae/d Carico fango < 0,1 kgbod 5 /kgsst/d Concentrazione fanghi 3,5 kg SST/m 3 Produzione di fanghi di supero 0,5-0,7 kg SST/kgBOD 5 rimosso Velocità ascensionale sedimentazione a pelo libero < 0,3 m/h con Q 24 Abbattimento Carico Organico > 90 % Q 24 : portata idraulica giornaliera suddivisa nelle 24 ore. LEGENDA: AE: abitante equivalente d: giorno BOD: domanda biochimica di ossigeno COD: domanda chimica di ossigeno SST: solidi sospesi totali Rel_DVDOS 8

10 GARANZIE DEPURATIVE DEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE serie DVS-DOS. Premessa Assodata la disciplina generale per la tutela delle acque superficiali, marine e sotterranee che pone l accento in maniera inderogabile al perseguimento degli obbiettivi come di seguito citati: Prevenzione e riduzione dell inquinamento e conseguente risanamento dei corpi idrici Miglioramento dello stato delle acque e protezione di quelle destinate a particolari usi Usi sostenibili e durevoli delle risorse idriche con priorità per quelle potabili Mantenimento delle capacità naturali di auto-depurazione dei corpi idrici e conservazione delle comunità animali e vegetali ampie e ben diversificate Naldi Ecologia si allinea alla normativa vigente in materia di inquinamento e riduzione dell impatto ambientale dichiarando quanto segue: i Reattori prodotti da Naldi e, nella fattispecie i reattori vers. DVS-DOS per insediamenti domestici, se opportunamente collocati all interno di una linea di pre/post-trattamento completa (grigliatura, deoleazione, sedimentazione primaria accumulo-omogeneizzazioneequalizzazione, eventualmente disinfezione ove richiesta) ed adeguatamente dimensionati, le cui sezioni siano correttamente funzionanti, alla portata media di progetto, alimentati con liquame civile rispondente alle caratteristiche qualiquantitative definite nei parametri di progetto nell ambito della fascia dimensionale prevista, adeguatamente supportati da un programma specifico di manutenzione ordinario, per acque reflue urbane recapitanti in corpi idrici superficiali, es. applicativi: alberghi, ristoranti, cinema, uffici,scuole, agriturismi, collegi, case di riposo, ospedali, centri turistici, strutture polifunzionali, campeggi, convitti, centri sportivi, ect.,ect. sono in grado di rispettare ampiamente i limiti imposti da: D.Lgs. 152 del 3 aprile 2006 e successive modifiche, tab. 3 allegato 5 per acque superficiali dai punti 1 a 8. tabella D della delibera regionale Emilia-Romagna n 1053 del 09/06/2003 con recepimento della direttiva 91/271/CEE in materia di trattamento delle acque reflue urbane. Naldi Ecologia Ufficio Tecnico Rel_DVDOS 9

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