- grigliatura grossolana a pulizia automatica tramite pettini montati su catenario; - grigliatura fine a pulizia automatica a tamburo rotante;

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1 -RELAZIONE TECNICA PROGETTUALE- DIMENSIONAMENTO DEL NUOVO DEPURATORE COMUNALE DI NONANTOLA (MO) - LOC. CAMPAZZO (2.500 A.E.) PREMESSA Le opere progettate nel presente elaborato riguarderanno sostanzialmente la realizzazione di un impianto di depurazione biologico a fanghi attivi della potenzialità prevista di A.E. L impianto dovrà esser in grado di trattare in modo adeguato i reflui provenienti dalla rete fognaria mista della loc. Campazzo, compreso futuri allacciamento per le nuove zone urbanizzabili, nonché quelli della vicina zona di La Grande, che prevede la dismissione del piccolo impianto di depurazione attualmente in uso. Tale dimensionamento, rispetto agli attuali abitanti allacciati, garantisce un buon margine di sicurezza per i futuri allacciamenti di nuovi insediamenti abitativi e/o produttivi nelle aree limitrofe. Al fine di ridurre in maniera significativa l impatto ambientale determinato dalla nuova struttura impiantistica, si è da subito ritenuto opportuno realizzare l intera struttura con vasche parzialmente interrate, previa verifica della natura del terreno che garantisca l assenza di acqua e una tensione pari ad almeno 1,00 Kg/cm 2. Nel seguito saranno presentate le soluzioni impiantistiche adottate allo scopo di ottenere un adeguato risparmio energetico ed un contenimento dei costi legati alla produzione ed al trattamento dei fanghi di supero e dei materiali grossolani presenti nei reflui grezzi in arrivo al trattamento biologico. Pag. 1 di 16

2 L impianto proposto sarà costituito delle seguenti fasi: - linea liquami - grigliatura grossolana a pulizia automatica tramite pettini montati su catenario; - sollevamento liquami; - grigliatura fine a pulizia automatica a tamburo rotante; - compattatore automatico dello sgrigliato; - predenitrificazione biologica; - ossidazione biologica a due stadi; - sedimentazione finale; - linea fanghi - digestione aerobica ed ispessimento fanghi di supero. Pag. 2 di 16

3 DIMENSIONAMENTO IMPIANTO DA A.E. Carichi specifici e totali di progetto Tipo di fognatura mista Potenzialità finale Ab. Eq Dotazione idrica pro capite L x Ab. g 200 Q giornaliera in tempo secco (Q) m 3 /die 500 Q media oraria in tempo secco (Q 24 ) m 3 /h 20,8 Carico organico per A.E. g BOD 5 gg 64 Concentrazione di BOD 5 medio mg/l 320 Carico organico giornaliero KgBOD 5 /die 160 Concentrazione BOD 5 finale (Tab. 3 del DGR. 1053/03) mg/l <40 Resa globale richiesta (su BOD 5 in ox.) % >90 Abbattimento carico organico in predenitro (su BOD 5 ) % 10 Carico organico da rimuovere in ox. KgBOD 5 /die 144 Concentrazione di Azoto totale mg/l 60 Carico azoto giornaliero kgn/die 30 - resa richiesta di abbattimento in predenitrificazione % 65 - di cui come N da abbattere kgn/die 19,5 - residuo di N all ossigenazione kgn/die 10,5 Pag. 3 di 16

4 Predenitrificazione biologica Dato il carico azotato ingrediente e presupposta una temperatura prudenziale dei reflui in arrivo di 20 C, si può prevedere una velocità di denitrificazione pari a 0,026 gn-no 3 /gssv x giorno, e tenuto conto della necessità di abbattimento prevista del 80%, il volume del comparto di predenitrificazione necessario dovrà essere pari a 214 m 3, come indicato nella formula sotto riportata. Volume vasca predenitrificazione = (30*65%) / (0,026*3,5) = 214 m 3 Dove: - 30 kg/die di azoto da denitrificare; - 65 % di abbattimento richiesto nel comparto; - 0,026 coefficiente applicato per la velocità di denitrificazione; - 3,5 sono i KgMLSS/m 3 (come in ossidazione). In tale comparto saranno fatte confluire la portata di reflui grezzi in ingresso, dopo la fase di grigliatura e le portate di ricircolo dei fanghi attivi dal comparto di sedimentazione finale. Pag. 4 di 16

5 Ossidazione biologica Volume biomassa Carico organico da rimuovere in ossidazione kgbod 5 /die 144,0 C f carico del fango kgbod 5 /kgmlss x die 0,05 Concentrazione di biomassa (come in predenitrificazione) KgMLSS/m 3 3,5 In base ai dati sopraindicati, e applicando la formula: Volume richiesto per il comparto di ossidazione Vox = = kgbod 5 /die/(kgbod 5 /kgmlss*die*kgmlss/m 3 ) = 144,0/(0,05*3,5) = 823 m 3 Dove: - 144,0 kgbod 5 /die da abbattere; - 0,05 C f carico del fango; - 3,5 sono i KgMLSS/m 3 (come in predenitrificazione). Pertanto risulterà necessario prevedere la realizzazione di un comparto ossidativo che fornisca adeguate garanzie di trattamento con un certo margine di esercizio. Ossigenazione Carico organico giornaliero kgbod 5 /die 144 Carico organico orario KgBOD 5 /h 6 Fabbisogno assunto di ossigeno specifico Kg O 2 /Kg BOD 5 2,8 Pertanto la fase ossidativa necessiterà in condizioni normali di esercizio di una quantità giornaliera di ossigeno fornito ottenibile dalla seguente formula: Pag. 5 di 16

6 Richiesta giornaliera di ossigeno = = (144*2,8 kgbod 5 /die / KgO 2 /Kg BOD 5 ) = 403,2 KgO 2 /die equivalente ad una richiesta oraria di: 16,8 KgO 2 /h Sedimentazione finale Portata nera giornaliera m 3 /die 500 Portata media oraria Q 24 m 3 /h 20,8 Portata Q piog in arrivo al depuratore in tempo di pioggia (3*Q 24 ) m 3 /h 62,4 Velocità ascensionale di dimensionamento su 3*Q 24 m/h 0,63 La superficie del sedimentatore prevista risulta dalla seguente formula: Superficie di sed.= (3*Q 24 / Vel. dimensionamento) = 62,4/ 0,63 = 100 m 2 Pari a una vasca circolare del diametro di 11 m. Digestione aerobica Carico organico giornaliero kgbod 5 /die 144 Produzione fanghi di supero specifica kgss/kgbod 5 abb. 0,5 Tempo di permanenza nel digestore die 32 Concentrazione fanghi nella stabilizzazione Kg/mc 20 Il volume della vasca di digestione risulta dalla seguente formula: Volume digestione = (Carico organico giornaliero * produzione fanghi specifica / concentrazione fanghi nella stabilizzazione * Tempo di permanenza) = (144*0,5)/20*32) = 115 m 3. Pag. 6 di 16

7 DESCRIZIONE REALIZZAZIONI FASI DEL TRATTAMENTO a) GRIGLIATURA GROSSOLANA E SOLLEVAMENTO LIQUAMI GREZZI Il pozzo di sollevamento, previsto in c.a. completamente interrato, sarà dotato, a monte, di una griglia grossolana in acciaio inox AISI 304 con pulizia automatica a pettine su catenario e luce di filtrazione di mm. In tale pozzo troveranno alloggiamento n. 2 nuove pompe di alimentazione, comandate da apposita sonda di livello piezometrica e galleggiante di attivazione in caso di allarme. Le pompe saranno provviste di una tubazione di mandata in PE, completa di valvolame, che invierà i reflui grezzi, sgrigliati grossolanamente, alla griglia fine a tamburo rotante o alternativamente, in caso di particolare necessità, al nuovo comparto predenitrificazione tramite tubazione specifica di By-pass. La nuova griglia a tamburo rotante, con luce di filtrazione di 1 mm, sarà associata ad un apposito compattatore oleodinamico per la riduzione del volume del relativo materiale sgrigliato. A tale compattatore sarà inviato anche lo sgrigliato grossolano rimosso prima del sollevamento. b) PREDENITRIFICAZIONE, OSSIDAZIONE E DIGESTIONE Si prevede la realizzazione di un impianto monoblocco in c.a., di forma circolare, del diametro utile di 17 m, parzialmente interrato e suddiviso principalmente in due comparti concentrici. Sulla corona esterna saranno realizzati i settori per la fase ossidativa (Vol. c.a. 890 mc) e per il digestore dei fanghi di supero (Vol. c.a. 117 mc). La vasca circolare interna, del diametro di 7 m, sarà adibita a fase di predenitrificazione (Vol. c.a. 214 mc). L omogeneizzazione della biomassa nel comparto di predenitrificazione sarà garantita da n. 2 elettromiscelatori ad elica sommersi. L impianto di aerazione della fase di ossigenazione sarà costituito da due soffianti volumetriche ad aspi rotanti, una comandata da inverter, e l altra, con avviamento tramite Pag. 7 di 16

8 soft-starter, da mantenere in riserva attiva rispetto alla precedente e da azionarsi solo in caso di elevata carenza di ossigeno nel comparto. L impianto di diffusione dell aria sarà costituito da una rete di diffusori ad alto rendimento in elastomero a bolle fini. Tutte le soffianti, con trasmissione a cinghia e pulegge, saranno alloggiate in un nuovo locale comando, assieme al nuovo quadro elettrico generale, e posizionate su apposito basamento in c.a., realizzato adiacente alla vasca di aerazione. Dette soffianti saranno collegate ad un nuovo collettore di distribuzione dell aria compressa da erogare nella vasca a fango attivo, realizzato in acciaio inox AISI 304 e opportunamente dimensionato per ridurre al minimo le perdite di carico dinamiche. Per contenere la pressione sonora, secondo le specifiche delle normative vigenti, le soffianti saranno alloggiante in apposita cabina insonorizzata realizzata con pannelli autoportanti, elettroventilati e silenziatore in aspirazione/mandata in modo tale da garantire una rumorosità residua entro i limiti previsti. Per ottimizzare il funzionamento dei macchinari al variare delle condizioni, anche stagionali, di carico inquinante dell impianto di depurazione e quindi, in ultima analisi, per conseguire il massimo risparmio energetico, la soffiante principale sarà asservita ad un convertitore di frequenza (inverter) con ampio intervallo di lavoro legato ad una nuova sonda di rilevamento ossigeno disciolto in vasca di ossidazione. Tale apparecchiatura, oltre a funzionare da avviatore soft per le partenze del motore elettrico, modulerà il funzionamento nell intervallo di frequenza da 30 a 65 Hz in funzione del livello di ossigeno disciolto, rilevato automaticamente dal un nuovo ossimetro a luminescenza, con rilevamento della temperatura, immerso nella vasca a fango attivo. Questo accorgimento permetterà inoltre di ottimizzare anche la predenitrificazione per il controllo sia dell azoto nitrico che di quello nitroso. In altre parole la potenza elettrica assorbita dal motore asservito all inverter sarà automaticamente adattata alla richiesta di ossigeno effettivamente necessaria in quel momento per la corretta aerazione dei liquami. I diffusori a disco dell aria compressa (ø 260 mm) che saranno installati, sono del tipo a microbolle, anti intasamento, adatti per uso sia continuo che intermittente; realizzati con membrana in elastomero resistente ad acidi e solventi. Pag. 8 di 16

9 La relativa rete di distribuzione sarà realizzata in polipropilene. Come già anticipato, la linea di alimentazione della rete di distribuzione dell aria compressa sarà invece costituita da tubazioni e materiali in acciaio inox AISI 304. c.1) Dimensionamento e potenzialità del sistema di aerazione Il nuovo impianto proposto avrà in dotazione per la linea di trattamento liquami due elettrosoffianti con le seguenti caratteristiche e potenzialità sempre riferite per comodità di confronto ad un battente di circa 5,5 metri: - potenza installata cad. 5,5 kw - potenza assorbita a 30 Hz 2,0 kw a 50 Hz 3,5 kw a 65 Hz 4,9 kw - portata d aria a 30 Hz 166 m 3 /h a 50 Hz 334 m 3 /h a 65 Hz 458 m 3 /h Pertanto la vasca di aerazione a fango attivo sarà dotata di circa 228 diffusori, distribuiti sull intera superficie del fondo dell ossidazione. Il dimensionamento del sistema di aerazione è stato effettuato considerando una portata di progetto di circa 1,5 2,0 m 3 /h per ciascun diffusore con la soffiante principale a 50 Hz, rispetto al range di utilizzo indicato dal costruttore variabile da 0 a 11 Nmc/h. L elevato numero di diffusori assicurerà quindi alti rendimenti nel trasferimento di ossigeno quindi sicuramente più elevati di quanto previsto. Pertanto consentirà di far fronte a eventuali future esigenze di maggior capacità ossidativa senza ulteriori potenziamenti della rete prevista. Ne consegue che già alla minima potenza di utilizzazione della soffiante principale (30 Hz), il sistema di aerazione garantirà 6,97 kg/h di O 2 [Sulla base della formula 166 m 3 /h x 0,28 x (25% x 0,6) = 6,97 kg/h di O 2 ] Pag. 9 di 16

10 ove si consideri che: 1 m 3 di aria in condizioni standard a 20 C e 760 mm di mercurio contiene 0,280 kg di O 2 ; il rendimento nominale percentuale di trasferimento dell ossigeno in acqua pulita a 5,5 metri di profondità con l utilizzo di diffusori alimentati con una portata unitaria pari a 3,5 m 3 /h è superiore al 25%; il fattore riduttivo di correzione per il trasferimento di O 2 dall aria nei liquami civili rispetto all acqua pulita è 0,6; Pertanto la resa in ossigeno rispetto alla variazione della frequenza di funzionamento della soffiante principale risulta essere: - trasferimento ossigeno a 30 Hz 6,9 kg/h di O 2 a 50 Hz 14,0 kg/h di O 2 a 65 Hz 19,2 kg/h di O 2 Inoltre, come già accennato, la disponibilità dell inverter accoppiato al misuratore di ossigeno, consentirà di ridurre in modo automatico e continuo l aerazione nei momenti di minor afflusso o di carico dei liquami (periodi di pioggia) dal valore di potenza massima sopra rilevato fino al valore minimo corrispondente ad una potenza elettrica assorbita di circa 2 kw o al completo spegnimento. In conclusione si fa rilevare che tale sistema di aerazione: in termini di potenzialità La potenza assorbita è stata ridotta di più della metà (da 5,5 KW a 2 kw) in condizioni di servizio minime. In termini di flessibilità è possibile regolare in continuo la somministrazione dell ossigeno necessario per l ossidazione biologica dei liquami in un range dal 30% al 100 % della potenza installata. Pag. 10 di 16

11 In termini di efficienza con la possibilità di regolare in continuo la somministrazione dell ossigeno necessario si garantirà di far fronte a maggiori carichi e nel contempo di mantenere costante l efficienza del comparto biologico di predenitrificazione favorendo il mantenimento dei batteri facoltativi necessari per la denitrificazione. Il comparto di digestione del fango di supero sarà dotato di un apposita linea di distribuzione dell aria fornita da una elettrosoffiante centrifuga, installata nelle vicinanze, il cui funzionamento sarà temporizzabile tramite apposito programma contenuto nel sistema di telecontrollo. La vasca sarà provvista di tubazione telescopica di regolazione del livello di riempimento e di invio del surnatante in ingresso al depuratore e consentirà un prolungato trattamento del fango di supero al fine di limitare il più possibile l entità degli oneri necessari al relativo allontanamento e recupero. c) SEDIMENTAZIONE Si prevede la realizzazione di un vasca in c.a., di forma circolare, del diametro utile di 11 m (4 m H), parzialmente interrata che costituirà il nuovo comparto di sedimentazione finale. Tale vasca sarà dotata di canalina di sfioro in acciaio inox AISI 304, con profilo dentellato e parete ferma schiume, nonché di ponte raschiafanghi a trazione periferica. Le parti sommerse del ponte saranno realizzate in acciaio inox AISI 304 e le altre in acciaio zincato a caldo. Per la pulizia delle schiume superficiali sarà installato un nuovo schium-box, con parete basculante, dotato di tubazione di raccolta sommersa in PE per l immissione delle stesse nel pozzo di ingresso. Pag. 11 di 16

12 d) INSTALLAZIONE DEI SISTEMI DI MISURA DELLA PORTATA SCARICATA E MONITORAGGIO DELLA TORBIDITÀ DEL REFLUO DEPURATO La portata trattata dall impianto sarà misurata da un apposito elettromisuratore a canale chiuso da installare sulla tubazione di scarico della vasca di sedimentazione finale a monte del pozzo di raccolta dello scarico stesso. - Sistema di monitoraggio torbidità del refluo Nel pozzo di scarico, dove il refluo bonificato confluirà prima dell immissione nel ricettore finale, sarà installato un sistema per il monitoraggio della qualità dei liquami tramite la verifica della relativa torbidità. L applicazione prevede l installazione di un sensore di torbidità a pulizia automatica costituito da: un convertitore di segnale per la visualizzazione del dato e la gestione del segnale in uscita; un trasmettitore per la rilevazione della torbidità e dei solidi sospesi totali e la connessione del torbidimetro al nuovo sistema di telecontrollo; Il convertitore di segnale previsto (marca HACH LANGE mod. SC100 o equivalente), è dotato di: microprocessore; display per la visualizzazione del dato; tasti per la scelta della grandezza da visualizzare e per la calibrazione della sonda di misura; contenitore esterno in materiale polimerico; protezione IP67; alimentazione V/50Hz; uscita 0/4-20mA; indicazione delle condizioni di taratura; Pag. 12 di 16

13 indicazione delle eventuali condizioni di malfunzionamento; precisione superiore al 0,5 % sul range di misura; Il trasmettitore (marca HACH LANGE mod. SOLITAX), è provvisto di: sistema pulsante multiraggio a luce infrarossa per la determinazione ad ampio range sia della torbidità e sia della concentrazione di solidi sospesi totali; sistema di compensazione di errori dovuti a sporcizia, anzianità della sonda o rumore di fondo dovuto a bolle d aria; corpo interamente in acciaio inox con zaffiri antigraffio per avere la superficie sempre molto pulita; possibilità di funzionamento tra 40 C e +60 C (anche fino a 80 C, ma per brevi periodi); precisione superiore al 0,5 % sul range di misura; tempo di risposta di 10 ; nessun limite di velocità per il flusso dell acqua; protezione IP68; Tale apparecchiatura sarà collegata al telecontrollo e pertanto i dati di torbidità saranno registrati in continuo e sarà possibile emettere degli allarmi tramite e/o SMS al superamento di un predeterminato valore di soglia, che potranno essere ricevuti dal personale preposto alla gestione in tempo reale. e) REALIZZAZIONE DEL NUOVO QUADRO COMANDO Si prevede la realizzazione di un quadro elettrico generale di comando cui saranno collegate tutte le apparecchiature elettromeccaniche a servizio delle varie fasi del trattamento depurativo. Il nuovo quadro generale sarà dotato di sistema di telecontrollo per il monitoraggio, la registrazione dei parametri di funzionamento ed il comando di tutte le apparecchiature nonché per l invio delle segnalazioni di allarme in caso di blocchi e/o avarie. Pag. 13 di 16

14 Il software di gestione sarà visibile su pagine Web e trasmetterà in continuo i dati tramite GPRS. Il quadro, installato nel nuovo locale appositamente realizzato, comprenderà anche la nuova rete di illuminazione esterna. Come già documentato la ns. ditta si avvale di una moderna tecnologia di tele-gestione che consente di visionare, di controllare e comandare l impianto da qualsiasi punto fisso e/o mobile che abbia la possibilità di collegamento ad internet. Tale nuova tecnologia si basa sull installazione di un PLC in grado di far funzionare il depuratore secondo un programma impostabile ed altresì di colloquiare via GPRS con il mondo WEB, su ns. portale che, grazie ad un moderno programma, permette di visualizzare i dati e comandare le apparecchiature in tempo reale. Inoltre gli operatori preposti alla gestione, ovunque si trovino, in caso di allarme e/o evento prestabilito, possono essere allertati telefonicamente tramite SMS e/o che individua la stazione e il tipo di allarme/evento e, con un semplice computer, dotato di modem per il collegamento ad internet, tramite l accesso al Portale internet PPT, possono collegarsi in tempo reale con la stazione in oggetto e, come detto, impartire a distanza i comandi o effettuare le prove necessarie secondo piani d accesso predefiniti da vari livelli di passwords. Il sistema proposto è dotato di batterie autonome, ricaricabili, che consentono il funzionamento del telecontrollo, per alcune ore, anche in assenza dell energia elettrica proveniente dalla rete di distribuzione; in questo modo la centralina mantiene attivo il collegamento tramite internet, anche in assenza di corrente, scaricando i dati registrati in continuo via GPRS; tale batteria consente di segnalare anche il caso di accidentale mancanza di corrente, con un ritardo programmabile dall utente. Verrà altresì segnalata in automatico anche l efficienza o meno della batteria stessa. Come anticipato, il sistema di automazione per il telecontrollo e la telegestione denominato PPT-Portal, è basato su un portale internet dal quale è possibile interagire con gli impianti periferici, raccoglierne i dati di funzionamento. Pag. 14 di 16

15 Nello specifico, accedendo a tale sistema gli utenti sono in grado di: ricevere immediatamente allarmi Intelligenti che identificano precisamente l impianto e il motivo dell allarme; visualizzare in tempo reale lo stato dell'impianto; comandare apparecchiature e variarne i set-points di esercizio (secondo gerarchie prestabilite da passwords); visualizzare i dati storici memorizzati in un database e in forma tabellare/grafica; consultare la cartella allarmi inviati dagli impianti. Il servizio è fruibile attraverso la normale rete internet al sito alla finestra servizi. L utente, una volta entrato nel ns. sito, dalla sottocartella Telecontrollo della finestra Servizi, potrà averne libero accesso autentificandosi digitando le proprie usernames e passwords fornite anticipatamente da PPT srl. L'autenticazione permette di selezionare la visione degli impianti del committente e di differenziare le competenze dei vari operatori abilitati all accesso offrendo il vantaggio di : collegarsi al sito web centrale tramite il loro solito internet provider; effettuare il login sul sito, autenticandosi inserendo il proprio nome utente e la propria password; differenziare l'utente tra Utente e Super Utente (Utente visiona solamente Super Utente può comandare e cambiare set-points); visualizzare immediatamente quale periferica risulta in allarme; scegliere quale impianto intendono visionare; consultare i dati delle apparecchiature verificando: lo stato, gli allarmi, i dati storici ed altri dati caratteristici dell impianto. Pag. 15 di 16

16 PPT-Portal è generalmente fornito come servizio abbinato alla realizzazione da parte di PPT srl di impianti e gestioni, ma questo sistema e servizio può anche essere offerto su altri settori produttivi e/o di servizi. Nell attesa di riscontro, porgiamo nuovamente cordiali saluti. Massimiliano Salgarello Pag. 16 di 16