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1 Corso Nizza, Cuneo (CN) Tel Fax e mail: acda@acda.it ADEGUAMENTO DELL IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI CUNEO ALLA DIRETTIVA 91/271/CE IMPRESA MANDATARIA: COSTITUENDA ASSOCIAZIONE TEMPORANEA DI IMPRESE: TORRICELLI S.r.l. c.f. e p.iva n Via Antonio Masetti n. 11/L tel fax torricelli@torricellimpianti.it IMPRESA MANDANTE: ASFALT C.C.P. S.p.A. c.f. e p.iva n Strada di Settimo, Torino (TO) tel fax info@asfalt-ccp.com PROGETTAZIONE: TORRICELLI S.r.l. Ing. Marino POGGI Iscrizione Albo Ingegneri Provincia Forlì-Cesena n. 833/A Coordinatore Progettazione OGGETTO: RELAZIONE TECNICA DI PROCESSO E CALCOLI PRELIMINARI DEGLI IMPIANTI ELABORATO: 6 22/11 30/09/ Emissione SPAGNOLI VITALIANI POGGI OFF. N. DATA. REV. N. PAG. DOC. DESCR./MOTIV. ELABORATO VERIFICATO APPROVATO

2 Indice 1. PREMESSA DATI A BASE DI PROGETTO LIMITI ALLO SCARICO LE PORTATE DA SOLLEVARE E DA TRATTARE ANALISI DELLE POSSIBILI CONFIGURAZIONI DEL PROCESSO BIOLOGICO STUDIO DEL PROCESSO BIOLOGICO CONFIGURAZIONE OTTIMALE DEL PROCESSO BIOLOGICO IMPATTO DELLA CONFIGURAZIONE OTTIMALE SULLO STATO DI FATTO ULTERIORI MODIFICHE IMPIANTISTICHE LA STRATEGIA PROGETTUALE ADOTTATA E LE MIGLIORIE PROPOSTE FILIERA DI TRATTAMENTO E BILANCI DI MASSA PRETRATTAMENTI E BY PASS GRIGLIATURA GROSSOLANA (ESISTENTE) STAZIONE DI SOLLEVAMENTO GRIGLIATURA FINE (ADEGUAMENTO) DISABBIATURA (ESISTENTE) RIPARTITORE DI PORTATA DEL REFLUO INFLUENTE (NUOVO) SEDIMENTAZIONE PRIMARIA DEI SOVRAFLUSSI IDRAULICI UMIDI SEDIMENTAZIONE PRIMARIA DELLE PORTATE SINO A 2 QMN STATO DI PROGETTO SEDIMENTAZIONE PRIMARIA DELLE PORTATA SINO A 2QMN STATO DI FATTO TRATTAMENTO BIOLOGICO STATO DI PROGETTO SEDIMENTAZIONE SECONDARIA ESISTENTE E NUOVA FILTRAZIONE DISINFEZIONE LINEA FANGHI CALCOLI PRELIMINARI DEGLI IMPIANTI MECCANICI PRETRATTAMENTI STAZIONE DI SOLLEVAMENTO GRIGLIATURA FINE LA RIPARTIZIONE DEI CARICHI IDRAULICI AL TRATTAMENTO BIOLOGICO SEDIMENTAZIONE PRIMARIA/VASCA DI PRIMA PIOGGIA IL PROCESSO BIOLOGICO IL SELETTORE ANOSSICO INTERVENTI STRUTTURALI AI COMPARTI DI DENITRIFICAZIONE INTERVENTI IDRAULICO-IMPIANTISTICI ALLE VASCHE BIOLOGICHE Offerta n. 22/11 Pagina 2

3 8.5 IL TRATTAMENTO DI POST-DENITRIFICAZIONE LA SEDIMENTAZIONE SECONDARIA INTERVENTI AI BACINI ESISTENTI I SEDIMENTATORI A SERVIZIO DEL POST-DENITRO IL TRATTAMENTO TERZIARIO ED IL POZZO FISCALE INTERVENTI ALLA FILTRAZIONE ESISTENTE IL TRATTAMENTO TERZIARIO A SERVIZIO DELLA POST-DENITRO POZZO FISCALE INTERVENTI SULLA LINEA SURNATANTI STAZIONE DI PRETRATTAMENTO RIFIUTI CER & INTERVENTI AL SISTEMA DI TELECONTROLLO INTERVENTI IN LINEA GAS SISTEMI DI MISURA ON-LINE PER IL CONTROLLO DEL PROCESSO Offerta n. 22/11 Pagina 3

4 1. PREMESSA Come richiesto da D.P.R. 207/2010, nel presente elaborato verranno descritte e motivate le scelte trecniche e processisti che operate nella redazione del Progetto Definitivo. Il Disciplinare di Gara auspica varianti al Progetto Preliminare posto a base di gara, al fine di perseguire la conformità dell effluente ai limiti di legge ai minori costi possibili, compatibili col maggior grado di efficienza ed affidabilità. Pertanto, nella presente relazione viene affrontata preliminarmente una analisi approfondita delle prestazioni ottenibili con il processo biologico condotto in diverse condizioni, al fine di individuarne il miglior layout. Da questo punto di partenza, si definisce la strategia progettuale dell intervento e quindi la progettazione definitiva nel dettaglio richiesto. Offerta n. 22/11 Pagina 4

5 2. DATI A BASE DI PROGETTO Vengono assunti i dati a base di progetto, indicati nel documento P0137-PR-GE-TX-01 Relazione di progetto del Progetto Preliminare e riproposti nella tabella seguente. Tabella 0-1: Dati a base di progetto Voce u.m. Valore u.m. Valore AE Temperatura minima C 12 fognatura tipo mista AE totali D.I. l/ae d 250 ALFA 0,8 Qmn globale m 3 /d m 3 /h Coeff. infiltr. globale 1,2 Q infiltrazione m 3 /d m 3 /h 308 Qmn effettiva m 3 /d m 3 /h Coeffic. punta secca 1,2 Qp punta secca m 3 /h Qmax pioggia 5 Qmn m 3 /h Qmax al biologico 2 Qmn m 3 /h Fattori di carico unitari Carichi di massa Concentrazioni influenti Voce u.m. Valore Voce u.m. Valore Voce u.m. Valore Fcu gbod5/ae d 60 LBOD5 Kg/d BOD5 mg/l 250 Fcu gcod/ae d 120 LCOD Kg/d COD mg/l 500 Fcu gntot/ae d 12 LNtot Kg/d Ntot mg/l 50 Fcu gptot/ae d 0,9 LPtot Kg/d 167 Ptot mg/l 3,8 Fcu gtss/ae d 60 LTSS Kg/d TSS mg/l 250 Note: Fcu fattori di carico unitario Offerta n. 22/11 Pagina 5

6 3. LIMITI ALLO SCARICO I limiti allo scarico sono indicati al cap. 9 del documento P0137-PR-GE-TX-01 Relazione di progetto del Progetto Preliminare e riproposti nel seguito: Per COD, BOD5 e TSS i limiti esposti in Tab.1 dell Allegato 5 della parte terza della L.152/2009 e s.s.m.; Per i nutrienti, Azoto e Fosforo, i limiti sono costituiti dalla Errore. L'autoriferimento non è valido per un segnalibro. sotto esposta. Per tutti gli altri parametri i valori previsti nella Tab. 3 Scarico in corpi d acqua superficiali, dell Allegato 5 della parte terza della L.152/2009 e s.s.m.; Tabella 0-1: Limiti per nutrienti Voce U.m. Valore u.m. Valore Ntot mg/l 10 E% 80 Ptot mg/l 1 E% 80 Per il raggiungimento dei valori limite allo scarico, la Stazione Appaltante ha in corso i lavori per attuare la precipitazione chimica del Fosforo in conformità ai limiti sovraesposti, mentre il raggiungimento dei limiti allo scarico per l Azoto è proprio l obiettivo degli adeguamenti in progetto, oltre naturalmente ai limiti in COD, TSS e BOD5 della Tab.1, che si ritengono facilmente raggiungibili. Come esposto al Cap. 12 della Relazione di progetto del Progetto Preliminare, gli interventi si completeranno con lo stadio di filtrazione finale dell intero effluente, i cui lavori sono previsti con la presente progettazione di gara. Offerta n. 22/11 Pagina 6

7 4. LE PORTATE DA SOLLEVARE E DA TRATTARE Le portate da sollevare e trattare in base al DPGR n 17/R sono le seguenti: la portata massima al sollevamento in tempo di pioggia viene stabilita pari a 5 volte la portata media nera (7.708 m 3 /ora), la portata da trattare nel processo secondario (processo biologico) deve essere almeno pari a 2 volte la portata media nera (3.083 m 3 /h), se le portate eccedenti subiscono un trattamento primario; nel caso di impianto senza trattamento primario, dovrà essere avviata al trattamento secondario, previo pretrattamento, una quota pari a tre volte la portata media giornaliera in tempo secco. L impianto oggetto della presente progettazione, si colloca nel primo caso. Offerta n. 22/11 Pagina 7

8 5. ANALISI DELLE POSSIBILI CONFIGURAZIONI DEL PROCESSO BIOLOGICO L impianto di Cuneo presenta criticità idrauliche e di mancate prestazioni di processo; il passaggio dai limiti allo scarico attuali a quelli futuri, conformi alle aree sensibili, implica il lavorare con prestazioni molto più performanti delle attuali. Fatta salva la necessità di risolvere le criticità idrauliche per le massime portate trattabili, quanto previsto nel Progetto Preliminare posto a base di gara, non costituisce la soluzione ottimale, perché implica il dosaggio di quantità ingenti di Carbonio esterno (circa 3 tonnellate al giorno di RBCOD). Ciò comporta costi di gestione molto elevati e non risolve i problemi di comportamento gravitazionale delle biomasse, che indubbiamente si verificano al disotto di 15 C, cioè nella stagione invernale, con lo sviluppo di biomasse filamentose. Lo sviluppo dei filamentosi è una certezza, dato che l impianto opera a bassi carichi specifici (F/M espresso come KgCOD o BOD 5 per Kg MLVSS per giorno), sia nello stato di fatto che in quello di progetto. Ciò comporterà un funzionamento critico della filtrazione finale, per l eccessiva quantità di solidi in fuga dalla sedimentazione secondaria, con la conseguente perdita di prestazioni. I dati assunti a base di progetto, rivelano quantità adeguate di Carbonio nell influente in ingresso all impianto e pertanto si ritiene concettualmente di dover testare in quale quantità ed in che misura ciò può servire a raggiungere i limiti allo scarico. Questo approccio, d altra parte, è più conveniente e meno oneroso a livello gestionale, rispetto ad un intervento sui surnatanti della linea fanghi. Quanto detto viene avvalorato dal fatto che un trattamento dei surnatanti comportebbe la realizzazione di nuovi reattori biologici, con le idonee forniture elettromeccaniche, per garantire sia le fasi aerobiche che le fasi anossiche; inoltre si dovrebbero prevedere le utilities a corredo quali locale compressori, piping aria e sistema di sollevamento delle portate trattate per il rilancio in testa all impianto. Offerta n. 22/11 Pagina 8

9 Oltre ai costi di investimento dovrebbero essere valutati i maggiori oneri gestionali, dovuti principalmente ai maggiori consumi energetici per le nuove utenze installate; inoltre l utilizzo di ulteriori componenti meccaniche comporta inevitabilmente maggiori manutenzioni sia ordinarie che straordinarie. Oltretutto un intervento sui surnatanti della linea fanghi, non sarebbe affatto sufficiente per rispettare i limiti qualitativi richiesti allo scarico con l intervento oggetto di gara. Infatti dal documento P0137-PR-GE-TX-01 Relazione di progetto del Progetto Preliminare (riferimento anno 2008 Tab. 6.41) si evince che già nello stato di fatto, a fronte di 634 Kg/giorno di Azoto che esce con l effluente dall impianto, esiste la necessità di rimuovere ulteriori 320 Kg/giorno di Azoto (vedi Tab. 6.42), mentre i surnatanti anaerobici dalla linea fanghi contengono solo Kg/giorno di Azoto: per cui anche una loro totale rimozione non permetterebbe di raggiungere l obbiettivo tassativamente richiesto di una riduzione dell Azoto pari all 80%. Inoltre, l utilizzo del Carbonio di rete presente nel refluo grezzo, comporta una sostanziale riduzione dei fanghi da sottoporre alla digestione anaerobica, e di conseguenza una riduzione della quantità di Azoto da essi rilasciato e riportato in testa impianto, facendo perdere qualsiasi interesse nel trattamento separato di questo flusso. Offerta n. 22/11 Pagina 9

10 5.1 STUDIO DEL PROCESSO BIOLOGICO Vengono nel seguito testate le prestazioni dell impianto biologico alla potenzialità massima quindi con i dati a base di progetto ed eliminando i sedimentatori primari, per poter sfruttare tutto il Carbonio dell influente, nello stato attuale infatti, parte viene eliminato con i fanghi primari. Le configurazioni scelte sono: senza lo stadio di postdenitrificazione-nitrificazione, ovvero con il solo impianto esistente ma cambiando i parametri operativi quali la temperatura, l età del fango e la miscela aerata; con lo stadio di postdenitrificazione-nitrificazione e cambiando i parametri operativi quali la temperatura, l età del fango e la miscela aerata; Inoltre: le volumetrie sono quelle proposte nella relazione tecnica del Progetto Preliminare e riassunte nella Tabella 0-1; il modello matematico impiegato è analogo a quello usato nella relazione tecnica di gara e derivante dall ASM n.3 (Activated Sludge Model n.3); le caratteristiche dell influente sono quelle desumibili dai dati a base di progetto (cap. 8 della relazione di gara) e riassunti nella Tabella 0-2; gli scenari di simulazione sono eseguiti dalla temperatura minima di 10 C e alla massima di 20 C; ovviamente le temperature superiori non vengono indagate in quanto permettono prestazioni superiori di quelle a 20 C; apparentemente non vengono considerati i rifiuti extra fognari (REF), in realtà le simulazioni sono effettuate alla capacità massima, quindi con capacità residua nulla; ovviamente la capacità massima di simulazione può essere costituita dagli AE di rete e dagli AE dei REF come la legge prescrive, ma dato il regime in cui ACDA lavora (art.110 D.Lgs. 152/2006), le quantità esigue dei REF non comportano variazioni cinetiche dei processi: quindi le simulazioni eseguite alla capacità massima sono garantire anche nel caso di trattamento REF come indicato nel capitolo 2 della relazione tecnica del Progetto Preliminare. Offerta n. 22/11 Pagina 10

11 Tabella 0-1 Volumetrie di reazione Reattori per Settore stato Volume totale Numero linee idraulica m 3 Denitrificazione esistente Nitrificazione esistente Sedimentazione esistente Postdenitrificazione progetto Post nitrificazione progetto Tabella 0-2 Caratteristiche dell influente Voce U.m. Valore u.m. Valore AE Temperatura minima C 12 fognatura tipo mista AE totali Qmn effettiva m 3 /d m 3 /h Carichi di massa Concentrazioni influenti Voce u.m. Valore Voce u.m. Valore LBOD5 Kg/d BOD5 mg/l 250 LCOD Kg/d COD mg/l 500 LNtot Kg/d Ntot mg/l 50 LPtot Kg/d 167 Ptot mg/l 3,8 LTSS Kg/d TSS mg/l 250 Vengono nel seguito presentati i risultati per l Azoto delle simulazioni, in merito si ricorda che il modello calcola gli N-NOx e l N-NH4, per cui l Ntot effluente viene ottenuto assumendo una concentrazione di 2,5 mg/l di Azoto organico (come di evince dalle Tab.11.4 e 11.5 della relazione tecnica del Progetto Preliminare). Offerta n. 22/11 Pagina 11

12 Caso A - senza sedimentazione primaria utilizzo del processo biologico esistente I principali risultati della sedimentazione sono riassunti in Tabella 0-3, in particolare si può osservare che: Mano a mano che la temperatura diminuisce occorre lavorare con una maggiore età del fango, ciò comporta una maggiore concentrazione delle biomasse in vasca che al massimo (a 10 C) arrivano a 6 kg/m 3 ; tale concentrazione, operando con carichi idraulici superficiali adeguati nei sedimentatori secondari, non costituisce un problema nella gestione tecnica, a meno dello sviluppo di microorganismi filamentosi; Le prestazioni nella rimozione dell Azoto vengono rappresentate usando sempre m 3 /giorno di miscela aerata, alla quale vanno sommati m 3 /giorno di ricircolo dei fanghi sedimentati, operando così ad un rapporto di ricircolo totale (Rtot) di 3,8; Le prestazioni in E%N e la concentrazione di Ntot nell effluente impianto sono conformi ai limiti di legge, ma appena sufficienti. Tabella 0-3- Effluente impianto senza effettuare la sedimentazione primaria Età del simulazione T fango Qr Qma MLSS Ntotin Ntotout E C giorni m3/d m3/d Kg/m3 mg/l mg/l % ,9 50 9,9 80, ,7 50 9,9 80, ,3 50 9,9 80, ,0 50 9,9 80,2 Tabella 0-4 calcolo del rapporto di ricircolo totale Qma m3/d Qr m3/d Qric tot m3/d Qmn m3/d R 3,8 Offerta n. 22/11 Pagina 12

13 E%Ntot Ntot mg/l COSTITUENDA A.T.I.: Capogruppo: TORRICELLI s.r.l. (FC) - Mandante: ASFALT C.C.P. S.p.A. (TO) Poiché la miscela aerata permette di riportare alla denitrificazione un flusso contenente nitrati, è chiaro che il suo valore ha un ruolo importante; concettualmente un aumento di miscela aerata permette una maggiore denitrificazione, a meno che l Ossigeno disciolto che contiene non vada ad esaurire il Carbonio disponibile per la denitrificazione e che il minor tempo di reazione della denitrificazione non ne annulli l effetto. Per questo è stata condotta un analisi modellistica approfondita variando da a m 3 /giorno la miscela aerata. Tabella 0-5 Simul. 1 Qma variabile Qma N-NH4 N-NOx Ntot uscita E%N m3/giorno mg/l mg/l mg/l % ,2 8,6 11,3 77, ,2 8,1 10,8 78, ,1 7,2 9,8 80, ,1 6,4 9,0 82, ,1 5,8 8,4 83,2 Tabella 0-6 Simul. 2 Qma variabile Qma N-NH4 N-NOx Nt uscita E%N m3/giorno mg/l mg/l mg/l % ,2 8, , ,2 7,9 10,6 78, ,2 7,2 9,9 80, ,2 6,6 9,3 81, ,3 5,7 8,5 83,0 Tabella 0-7 Simul. 3 Qma variabile Qma N-NH4 N-NOx Nt uscita E%N m3/giorno mg/l mg/l mg/l % ,3 8, , ,3 7,8 10,6 78, ,1 7,1 9,7 80, ,4 6,4 9,3 81, ,4 5,7 8,6 82,8 Tabella 0-8 Simul. 4 Qma variabile Qma N-NH4 N-NOx Nt uscita E%N m3/giorno mg/l mg/l mg/l % ,3 8,4 11,2 77, ,3 7,9 10,7 78, ,4 7,0 9,9 80, ,4 6,5 9,4 81, ,4 5,8 8,7 82,6 Figura 0-1: Andamento di sintesi delle prestazioni con la portata di miscela aerata Simulazioni 1-4 effetto Qma 84, ,0 E%N 11,3 10, ,0 Nt uscita 9, , ,0 79,0 8, ,0 6 77, Qma m3/giorno Offerta n. 22/11 Pagina 13

14 Tabella 0-5 e la Tabella 0-8 mostrano chiaramente l effetto della Qma a qualsiasi temperatura, che può essere sintetizzato nella Figura 0-1: Andamento ovvero: La qualità dell effluente non è conforme ai requisiti richiesti (Ntot<10 ed E%80), se si opera a portate inferiori a m 3 /giorno; Prestazioni superiori ai requisiti si ottengono a valori di portata di miscela aerata maggiori, ovvero a e m 3 /giorno. Valori di E%Ntot, quale fattore limitante, di 82% a m 3 /giorno e 83% a m 3 /giorno, comporterebbero l operare in totale sicurezza senza la necessità di disporre della vasca di post denitrificazione nitrificazione; In realtà l esperienza accumulata negli impianti in piena scala e la variabilità delle caratteristiche dell effluente nello stato di fatto, come mostrate nel Progetto Preliminare per gli anni consigliano di indagare l effetto della postdenitrificazione in termini e di sicurezza per raggiungere il risultato atteso. Offerta n. 22/11 Pagina 14

15 Caso B - senza sedimentazione primaria e con post denitrificazione nitrificazione In questo caso la postdenitrificazione viene prevista di m 3 utili e suddivisa in due reattori in serie di 900 m 3 utili ciascuno, destinati alla fase anossica e un terzo reattore di 600 m 3 adibito a fase aerobica (vedi Tabella 0-1); per l ambiente di reazione i primi due effettuano la denitrificazione dei nitrati in uscita dal processo di nitrificazione esistente ed il terzo effettua una aerazione con l obbiettivo di strippare l Azoto ed ossidare l ammoniaca di lisi cellulare, nonché ossidare eventuali tracce di COD degradabile residuo. Per motivi idraulici e di risparmio energetico alla postdenitrificazione vengono inviati l effluente delle linee 1 e 2, mentre gli effluenti delle linee 3,4 e 5 vanno direttamente ai sedimentatori secondari esistenti. Ovviamente il calcolo dell Azoto totale in uscita e delle prestazioni dell impianto viene effettuato sulla base delle medie pesate sulle portate delle concentrazioni di Ntot. Tabella 0-9 Risultati di simulazione del processo con postdenitrificazione delle linee 1 e 2 simulazione T Età del fango Qr Qma MLSS Ntotin Ntot out Linee 1-2 Ntotout Linee 345 Ntotout E C giorni m3/d m3/d Kg/m3 mg/l mg/l mg/l mg/l % ,9 50 6,4 9,9 8,4 83, ,7 50 6,3 9,9 8,4 83, ,3 50 6,4 9,9 8,4 83, ,0 50 6,2 9,9 8,4 83,1 Infatti la Tabella 0-9 illustra i principali parametri operativi del processo biologico dai quali si possono trarre le seguenti conclusioni: Il processo di postdenitrificazione si rivela estremamente utile, poiché a qualsiasi temperatura e con una miscela aerata di m 3 /giorno è in grado di assicurare un uscita media di Ntot pari a 8,4 mg/l ed una prestazione del 83% nella rimozione dell Azoto, che assicura una gestione in tutta sicurezza rispetto al raggiungimento dei limiti allo scarico; Quanto sopra viene ottenuto senza aggiunta di Carbonio esterno, grazie al fatto che il Carbonio particolato presente nell influente in ingresso all impianto, rimane in forma residua assorbita nelle biomasse in uscita dai processi di prede nitrificazione-nitrificazione esistenti e viene utilizzato nella denitrificazione per idrolisi e fermentazione anossica nello stadio di postdenitrificazione; tale Offerta n. 22/11 Pagina 15

16 fenomeno si manifesta solamente nell effluente delle linee 1 e 2 come illustrato in Tabella 0-9 mentre l effluente delle linee 3,4 e 5 rimane inalterato (vedi risultati della Tabella 0-3). A fronte dei risultati sopra indicati le altre condizioni operative rimangono sostanzialmente inalterate. Anche in questo caso è stato indagato l effetto a varie portate di miscela aerata, ed risultati sono esposti nella Tabella In definitiva si può confermare quanto già osservato nello scenario precedente, in cui si opera senza lo stadio di postdenitrificazione, e questo in quanto l aggiunta della postdenitrificazione nulla cambia sui fenomeni che riguardano la parte del processo biologico che sta a monte, dato che la miscela aerata viene presa a valle della nitrificazione esistente e riportata in testa alla denitrificazione. Quindi la possibilità di operare a portate di Qma anche maggiori di m 3 /giorno e sino a m 3 /d, aumenta di ulteriori due-tre punti la percentuale di abbattimento dell Azoto dando completa sicurezza alla gestione per il rispetto dei limiti di conformità. Offerta n. 22/11 Pagina 16

17 Tabella 0-10 Simulaz. 1-4 Portata Qma variabile Qma Ntot Linee Ntot Linee 1,2 3,4,5 Ntot out E%N m 3 /giorno mg/l mg/l mg/l % Simulaz ,6 11,3 9,8 80, ,1 10,8 9,3 81, ,4 9,8 8,4 83, ,7 9,2 7,7 84, ,4 7,0 85,9 Simulaz ,2 11,1 9,5 81, ,7 10,6 9,0 81, ,1 9,9 8,4 83, ,4 9,3 7,7 84, ,8 8,5 7,0 86,0 Simulaz ,4 11,2 9,6 80, ,6 9,2 81, ,4 9,7 8,4 83, ,5 9,3 7,8 84, ,3 8,6 7,3 85,4 Simulaz ,2 11,2 9,6 80, ,8 10,7 9,1 81, ,22 9,9 8,4 83, ,6 9,4 7,9 84, ,1 8,7 7,3 85,5 Una facile visualizzazione dell effetto della Qma sull Azoto totale effluente dall impianto nello stato futuro, è riportata in Figura 0-2 in cui si comparano le prestazioni con quelle dello scenario senza la post denitrificazione. Offerta n. 22/11 Pagina 17

18 E%N Ntotout mg/l COSTITUENDA A.T.I.: Capogruppo: TORRICELLI s.r.l. (FC) - Mandante: ASFALT C.C.P. S.p.A. (TO) Figura 0-2: Processo con post denitrificazione comparazione risultati 87,0 86,0 85,0 84,0 83,0 82,0 81,0 80,0 79,0 78,0 77,0 76,0 E%Nconpostden E%N senza postden Ntotconpostden Qma (m3/giorno) Questo processo evolutivo nella configurazione dell impianto, ha permesso di raggiungere con la postdenitrificazione una gestione che non richiede l aggiunta di Carbonio esterno e che in sicurezza può raggiungere la conformità dei limiti di legge. Comunque rimane il problema che le acque reflue inviate al trattamento a Cuneo nel periodo invernale raggiungono temperature di 10 C e l impianto così conformato non ha nessun reparto che combatte od ostacola la formazione di microorganismi filamentosi che possono creare problemi alla qualità dell effluente finale. Pertanto viene analizzata la possibilità di utilizzare diversamente le volumetrie già messe a punto con il precedente scenario. Offerta n. 22/11 Pagina 18

19 Caso C processo BNR (Biological Nutrient Removal) verifica della fattibilità In questo scenario viene indagata la possibilità di utilizzare la denitrificazione esistente in modo diverso dall attuale. Ovvero, poiché ognuna delle cinque linee di denitrificazione è idraulicamente identificabile in tre reattori in serie di pari volume, si intende realizzare un primo reattore anaerobico e due reattori anossici di denitrificazione. In tal modo: lo stadio anaerobico di testa funziona sicuramente come selettore cinetico di tipo anossico anaerobico dei microorganismi fiocco-formatori e potrebbe funzionare anche per effettuare il rilascio del Fosforo; gli stadi di nitrificazione esistenti oltre che la nitrificazione dell Azoto potrebbero realizzare la presa del Fosforo rilasciato nello stadio anaerobico. Naturalmente i risultati sono interessanti nella misura in cui emerga una qualsiasi funzione sul Fosforo e la rimozione dell Azoto non subisca variazioni, in quanto questa costituisce l obiettivo principale. Tale processo ha nel mondo la denominazione di Bantherpho cinque ovvero a cinque stadi in serie secondo lo schema come di seguito riportato; questo naturalmente interessa le sole linee 1 e 2 che hanno anche lo stadio di postdenitrificazione-nitrificazione, mentre le linee 3,4 e 5 si configurano come un processo tipo Phoredox tre secondo lo schema allegato. Entrambe le configurazioni sono di semplice realizzazione in quanto basta, rispetto a quanto richiesto nel caso B sopra esposto, trasportare la miscela aerata non in testa alla denitrificazione, ma dopo il primo reattore, ovvero ad un terzo della lunghezza di ogni linea. Con la stessa metodologia precedente sono state condotte le simulazioni nell intervallo di temperatura di C, secondo le variabili di processo indicate in Tabella I risultati di simulazione individuano, operando con una portata Qma fissa a m 3 /giorno le stesse prestazioni in Azoto del caso B per la linea 1 e 2, e per le linee 3,4 e 5. Inoltre, sono evidenziabili effetti positivi sul Fosforo solamente operando sino a 12 C e quindi anche a temperature superiori. Offerta n. 22/11 Pagina 19

20 Risultati positivi significano che gli ortofosfati effluenti dal processo biologico sono circa 0.4 mgp-po 4 /l, ovvero con la filtrazione finale è possibile avere, almeno per le linee 1 e 2, una concentrazione di Ptot conforme al limite di 1 mg/l. Tabella 0-11 Risultati di simulazione del processo BNR - Banderpho5 sulle linee 1 e 2 simulazione T Ntot Età del Ntot out Ntot Effetti sul Qr Qma MLSS Ntotin out Linea E fango Linea1-2 out Fosforo C giorni m3/d m3/d Kg/m3 mg/l mg/l mg/l mg/l % ,3-3,9 50 6,0 9,8 8,3 83,4 positivi ,1-4,7 50 6,3 9,9 8,5 83,0 positivi ,6-5,3 50 6,6 9,9 8,4 83,2 positivi ,3-6,0 50 6,2 9,9 8,4 83,1 nessuno Offerta n. 22/11 Pagina 20

21 Figura 0-3: Schema Banderpho 5 Linee 1 e Qma 1 Influente Ripartitore Qma2 Qr Qr Qma da 1 a 5 zona anaerobica zona anossica zona aerobica portata ricircolo fanghi portata di miscela aerata stadi del banderpho 5 4 Filtrazi one Disinf ezion e Uscita Figura 0-4: Schema Phoredox 3 Linee 3,4 e 5 Influente Carbonio esterno Ripartitore Qa 3 Qa4 Qa5 Qr Qr Qma zona anaerobica zona anossica zona aerobica portata ricircolo fanghi portata di miscela aerata Alla filtrazione disinfezione Offerta n. 22/11 Pagina 21

22 Anche in questo caso è stato indagato l effetto di diverse portate di miscela aerata (Tabella 0-12) e le principali conclusioni sono: indipendentemente dalla portata di miscela aerata (Qma) a cui si opera ed a qualsiasi temperatura le prestazioni nella rimozione dell Azoto sono inalterate rispetto al Caso B; ciò significa che adottare il processo BNR sia nella configurazione Banderpho 5 (per le linee 1 e 2) o Phoredox 3 (per le linee 3,4 e 5), assicura di disporre di uno stadio di testa di selezione cinetica di microorganismi fiocco-formatori per controllare la proliferazione dei microorganismi filamentosi in tutta la portata influente, senza andare ad intaccare l efficienza di rimozione dell Azoto Ciò comporta una gestione meno critica nella stagione invernale, garantendo la sedimentabilità delle biomasse in tutte e cinque le linee parallele del processo biologico; il processo BNR si innesca in tutte e cinque le linee, ma la sua efficacia termina a 12 C ad una Qma di m 3 /giorno, ciò significa che la ridotta disponibilità di Carbonio viene consumata dall Ossigeno disciolto della miscela aerata (vedi Figura 0-5 in cui 1 mg/l di P-PO 4 nell effluente indica una rimozione biologica nulla); l effetto generalizzato della portata di miscela aerata è che aumentando peggiora la rimozione del Fosforo, tanto che si annulla a basse temperature. Offerta n. 22/11 Pagina 22

23 P-PO4 mg/l COSTITUENDA A.T.I.: Capogruppo: TORRICELLI s.r.l. (FC) - Mandante: ASFALT C.C.P. S.p.A. (TO) Tabella 0-12 Caso C Processo BNR effetti della miscela aerata Linee 1,2 Linee 345 Consuntivo Qma N-NH4 N-NOx P-PO4 N-NH4 N-NOx P-PO4 Ntot linea 12 Ntot linea 345 Ntot out E%Ntot m3/giorno mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l % Simulaz ,5 3,1 0,2 0,2 8, ,1 10,8 8,92 82, ,4 3,1 0,3 0,1 7, ,0 9,8 8,28 83, ,4 2,4 0,4 0,1 6, ,3 9,0 7,52 84, ,4 1,9 0,4 0,1 5, ,8 8,4 6,96 86,08 Simulaz ,3 4, ,2 7, ,9 10,6 9,12 81, ,3 3, ,2 7, ,3 9,9 8,46 83, ,3 2, ,2 6, ,6 9,3 7,82 84, ,4 2, ,3 5, ,2 8,5 7,18 85,64 Simulaz ,4 4, ,3 7, ,0 10,6 9,16 81, ,4 3, ,1 7, ,6 9,7 8,46 83, ,4 2,7 nessuno 0,4 6,4 nessuno 5,6 9,3 7,82 84, ,5 2,3 nessuno 0,4 5,7 nessuno 5,3 8,6 7,28 85,44 Simulaz ,6 3,7 nessuno 0,3 7,9 nessuno 6,8 10,7 9,14 81, ,6 3,1 nessuno 0,4 7 nessuno 6,2 9,9 8,42 83, ,6 2,5 nessuno 0,4 6,5 nessuno 5,6 9,4 7,88 84, ,6 2 nessuno 0,4 5,8 nessuno 5,1 8,7 7,26 85,48 Figura 0-5: Processo BNR effetto della Qma sulla rimozione del Fosforo 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Simula 1-20 C Simulaz C Simulaz C Simulaz C Qma (m3/giorno) Offerta n. 22/11 Pagina 23

24 5.2 CONFIGURAZIONE OTTIMALE DEL PROCESSO BIOLOGICO In base alle risultanze delle simulazioni di processo effettuate al paragrafo precedente è possibile individuare la configurazione ottimale con i dati a base di progetto. Il processo biologico deve essere configurato trattando sino a 2 volte la portata media nera dell influente, senza che subisca dopo i pretrattamenti la sedimentazione primaria. Ovviamente esiste il problema di garantire il trattamento primario ai sovraflussi sollevati e superiori a 2Qmn sino a 5Qmn, quindi bisogna verificare la sedimentazione primaria per una portata idraulica di 3 Qmn. Abolire la sedimentazione primaria significa disporre di Carbonio per supportare la denitrificazione dell Azoto, quindi ottenere prestazioni superiori alle attuali. Quindi superati i problemi idraulici, cioè disponendo di sedimentatori secondari in grado di operare in sicurezza sulla portata massima di 2 Qmn, la migliore configurazione del processo biologico è la seguente: Realizzare un processo Banderpho5 per le linee 1 e 2, cioè a cinque stadi che si ottengono realizzando uno stadio di postdenitrificazione ed un piccolo stadio di ossidazione-nitrificazione finale e dedicando un terzo delle vasche di denitrificazione esistenti a stadio anaerobico, ovvero non ricircolandovi la miscela aerata, ma inviandola immediatamente a valle di tale terzo; Realizzare un processo tipo Phoredox 3 per le linee 3,4 e 5; Aumentare le miscele aerate sino a m3/giorno al fine di ottenere la migliore prestazione in base alle esigenze; Adeguare le forniture di aria dato che aumentano i carichi trattati; Disporre di adeguati sistemi di controllo dell Ossigeno fornito al fine di ottimizzare i consumi energetici; Purtroppo non è possibile attuare, per motivi di spazio ed energetici, la postdenitrificazione sull effluente di tutte le cinque linee biologiche parallele di cui l impianto attualmente dispone, ma solamente sulle prime due. Offerta n. 22/11 Pagina 24

25 I vantaggi ottenibili da tale configurazione sono: Assoluta conformità ai limiti di legge in Azoto; Si realizza un selettore cinetico di testa nel primo terzo delle vasche di denitrificazione esistenti, ciò comporta un controllo dello sviluppo dei microorganismi filamentosi e garantisce la sedimentabilità delle biomasse anche nei periodi freddi (T<15 C); Si attua un processo BNR, di rimozione biologica del Carbonio, e dei nutrienti sino a 12 C; ciò significa che oltre alla rimozione dell Azoto si realizza anche la rimozione del Fosforo se pur ridotta in quanto esiste la necessità prioritaria dell obbiettivo di rimozione del 80% dell Azoto. Le prestazioni attese si ottengono senza uso di Carbonio esterno né sulla denitrificazione esistente, né sulla post-denitrificazione; Si riduce la produzione di fanghi in quanto non vengono prodotti i fanghi primari (con contestuale riduzione della produzione di biogas); Offerta n. 22/11 Pagina 25

26 5.3 IMPATTO DELLA CONFIGURAZIONE OTTIMALE SULLO STATO DI FATTO Sebbene tutti gli scenari sono eseguiti con i dati a base progetto, è fuori di dubbio che prima di giungere a tale situazione si impiegherà tempo per gli interventi nelle reti, al fine di eliminare eventuali acque parassite. Pertanto è necessario simulare il comportamento dell influente anche nello stato di fatto, al fine di verificare se si raggiungano da subito gli obiettivi di depurazione richiesti e quali correttivi alla configurazione sopra indicata siano necessari. Come caratteristiche dell influente al biologico, si assumono le condizioni medie del 2009, (da Tab della relazione del Progetto Preliminare) ed una portata di 4400 m 3 /giorno, perché sono comprensive dei ricircoli interni della linea fanghi e dei Rifiuti Extra Fognari (REF), inoltre hanno un rapporto COD/Ntot di 6,2 inferiore a quanto riscontrato nel 2010, per cui si ritengono le più significative. Tabella 0-13 Portate e concentrazioni influenti il biologico Portata media nera m3/h 1850 m3/d Portata di ricircolo m3/h 1800 m3/d COD mg/l 290 TSS mg/l 90 N-NH4 mg/l 17,5 Ntot mg/l 31,0 Ptot mg/l 2,3 P-PO4 mg/l 2,0 Le volumetrie ed i reattori sono quelli indicati nel processo biologico ottimale, mentre la Qma verrà usata in quantità variabile secondo necessità. Le simulazioni condotte nell intervallo di temperatura C, offrono i risultati di rimozione dell Azoto calcolati assumendo un Ntot di rete pari a 40,4 mg/l, come indicato nella Tab-6.15 della relazione di gara. Offerta n. 22/11 Pagina 26

27 Tabella 0-14 Risultati delle simulazioni nello stato di fatto Ntot simulazione T Età del fango Qr Qma MLSS Ntotin out L1-2 Ntotout L345 Ntotout E Effetti sul Fosforo C giorni m3/d m3/d Kg/m3 mg/l mg/l mg/l mg/l % ,9-2,5 31 5,8 6,8 6,4 84,2 nessuno ,0-2,5 31 5,7 6,9 6,4 84,1 nessuno ,2-2,6 31 6,4 7,8 7,2 82,1 nessuno ,3-2,7 31 6,3 8,3 7,5 81,4 nessuno Anche in questo caso è stato indagato l effetto di diverse portate Qma con i seguenti risultati di Tabella 0-15 meglio rappresentati in Figura 06: Tabella 0-15 Stato di fatto risultati di simulazione Linee 12 Linee 345 simulaz Qma N-NH4 N-NOx N-NH4 N-NOx Ntot out E%Nrif in ,2 3,5 0,1 4,7 6,6 83, ,2 3,4 0,1 4,5 6,5 83, ,2 3,1 0,1 4,2 6,2 84, ,2 2,9 0,2 3,9 6,0 85, ,2 2,9 0,2 4,0 6,0 85, ,3 3,2 0,2 5,0 6,7 83, ,3 3,1 0,2 4,9 6,6 83, ,3 2,9 0,2 4,2 6,2 84, ,3 2,9 0,3 4,0 6,1 84, ,3 3 0,3 4,0 6,2 84, ,4 3,5 0,3 4,9 6,9 82, ,4 3,5 0,3 4,9 6,9 82, ,4 3,5 0,4 4,9 6,9 82, ,5 3,2 0,4 4,9 6,8 83, ,5 3,4 0,4 5,1 7,0 82, ,7 3,2 0,4 5,2 7,1 82, ,7 3,1 0,4 5,2 7,0 82, ,7 3,1 0,5 5,3 7,1 82, ,7 3,1 0,5 5,4 7,1 82, ,7 3,1 0,6 5,6 7,3 82,0 E%rif in percentuale di rimozione riferita a Ntotin 40,4 mg/l Offerta n. 22/11 Pagina 27

28 E%N COSTITUENDA A.T.I.: Capogruppo: TORRICELLI s.r.l. (FC) - Mandante: ASFALT C.C.P. S.p.A. (TO) Figura 0-6: Stato di fatto Effetto della Qma sulla E%N 86,0 85,0 84,0 83,0 E%N 20 C E%N 15 C E%N 12 C E%N 10 C 82,0 81,0 80, Qma (m3/d) Pertanto è possibile trarre le seguenti conclusioni: Nello stato di fatto, seppur sia la situazione più disagevole per l utilizzo della postdenitrificazione per i minori contenuti di Azoto dell influente al biologico, poichè l influente è sottoposto a sedimentazione primaria, si ottengono risultati di sicurezza nel rispetto di Ntot<10 mg/l, ma soprattutto di E%N pari o maggiore di 80%; Tali risultati si ottengono senza l ausilio di Carbonio esterno e con portate di miscela aerata anche pari a m 3 /giorno; La temperatura ha un effetto positivo e le prestazioni aumentano a maggiori temperature, tanto che m 3 /giorno sono sufficienti per avere una E% oscillante dal 82 al 84%; Alla temperatura minima di 10 C si ha piena conformità dell effluente ai limiti di legge e comunque non conviene aumentare la Qma oltre m 3 /giorno, perché non si ha un effetto positivo; A qualsiasi temperatura e Qma si operi non si attiva mai il processo di rimozione del Fosforo, ma rimane l effetto di selezione cinetica, ciòè il primo terzo della denitrificazione esistente opera come puro selettore. Offerta n. 22/11 Pagina 28

29 5.4 ULTERIORI MODIFICHE IMPIANTISTICHE In base a quanto emerso dal comportamento del processo biologico nello stato di fatto, per ottimizzare i consumi energetici è necessario mantenere la sedimentazione primaria e ciò comporta: - Il pieno rispetto dei limiti allo scarico; - Si mantiene l attuale produzione di biogas; - Si mantengono i consumi energetici ai livelli degli anni ; - Si opera in sicurezza nel periodo invernale per quanto attiene la formazione di microorganismi filamentosi. In realtà occorre considerare che gli scenari mensili del e 2010 rappresentati nella relazione del Progetto Preliminare (Tab e 6.21), rivelano una naturale variabilità delle caratteristiche dell influente e del rapporto COD/Ntot, che raggiunge valori minori (5,5-3,8) e superiori di quello indagato (COD/Ntot 6,2). Per cui onde operare in sicurezza sarebbe bene poter decidere di inviare una frazione della portata massima pari a 2 volte la Qmn a sedimentazione primaria e la restante parte direttamente al processo biologico: tale ultima frazione conserverebbe tutto il Carbonio influente e offrirebbe ottime prestazioni. Quindi si ritiene più opportuno scegliere una situazione di compromesso rispetto alla modifica sopra descritta, ovvero di realizzare un ripartitore della portata sollevata al biologico, in modo da sottoporre a sedimentazione primaria una aliquota della portata media nera e di inviare la restante sino a l valore di 2 Qmn direttamente al processo biologico. Si rimanda al paragrafo relativo al predimensionamento dell opera per una più chiara e semplice interpretazione. Offerta n. 22/11 Pagina 29

30 6. LA STRATEGIA PROGETTUALE ADOTTATA E LE MIGLIORIE PROPOSTE Al termine di tutte le simulazioni nello stato di progetto e di fatto, la strategia progettuale adottata è costituita dai seguenti punti: Sistemazione della stazione di sollevamento in modo di inviare in impianto 5Qmn; Adeguare la grigliatura con griglie uguali tra loro in grado di trattare 5Qmn; Realizzare un ripartitore di portata in grado di scolmare portate superiori a 2 Qmn ed inviarle a sedimentazione primaria; Inviare l effluente della sedimentazione primaria dei sovraflussi idraulici ( 2Qmn< Q < 5 Qmn) al by pass generale dell impianto; Realizzare nel ripartitore soglie di stramazzo in grado di inviare una aliquota di 2 Qmn a sedimentazione primaria e la restante parte al processo biologico; Inviare l effluente del processo di sedimentazione primaria che tratta l aliquota della portata influente, al trattamento biologico; Realizzare ulteriori ricircoli della Qma in grado di fornire m 3 /d equiripartiti nelle cinque linee parallele esistenti; Modificare la sala compressori, in modo da poter operare in serie gli HV-TURBO per soddisfare le maggiori portate di aria necessarie nello stato di progetto; Adeguare i sistemi di diffusione dell aria delle sezioni di nitrificazione esistenti, al fine che possano operare con le maggiori richieste di aria nello stato di progetto; Integrare il processo biologico con nuovi sistemi di controllo; Realizzare le opere di separazione del mixed liquor effluente dalle linee 1 e 2 da quelli delle linee 3,4 e 5; Offerta n. 22/11 Pagina 30

31 Realizzare la nuova vasca di postdenitrificazione-nitrificazione a cui inviare il mixed liquor delle linee 1 e 2; Realizzare due nuovi sedimentatori secondari e relativi pozzi fanghi e schiume; Realizzare una nuova sala compressori posta al servizio della vasca di postnitrificazione; Realizzare la nuova filtrazione dell effluente le linee 1 e 2 e la disinfezione con raggi UV, eliminando l acido peracetico; Raddoppiare la filtrazione a servizio della linea esistente; Realizzare un nuovo gasometro del volume di 800 m 3, demolendo quelli esistenti; spostare il CHP e la desolforazione del biogas dalla posizione attuale adeguando tutto il piping gas; Realizzare due nuovi locali per lo stoccaggio di vernici, oli e gas; Installazione di una piattaforma di trattamento rifiuti liquidi con codici CER e ; Opere di mitigazione ambientale, quali la riqualificazione della pista ciclabile, la realizzazione di una strada esterna di accesso all impianto ed opere di minore importanza. Offerta n. 22/11 Pagina 31

32 7. FILIERA DI TRATTAMENTO E BILANCI DI MASSA 7.1 PRETRATTAMENTI E BY PASS Si ritiene opportuno realizzare un unico polo di pretrattamenti per semplicità gestionale; quindi in questo polo verranno costruite opere ed impianti, per il trattamento dei dati a base progetto, integrandoli a quelli esistenti GRIGLIATURA GROSSOLANA (ESISTENTE) La grigliatura grossolana effettua l intercettazione di corpi di grosse dimensioni normalmente trasportati in rete da eventi meteorici ed estranei ai processi depurativi. La funzione è quella di proteggere organi meccanici in movimento quali le pompe della stazione di sollevamento e le tubazioni di trasporto. Di norma non si hanno rimozioni dei macroinquinanti, pertanto i dati dei reflui effluenti rimangono immutati rispetto quelli a base progetto. La grigliatura determina una produzione di materiale grigliato (CER ) non facilmente quantificabile in quanto non sono disponibili dati storici nell impianto di Cuneo, infatti la quantità è caratteristica della rete e dell incidenza delle precipitazioni. La produzione è stata ipotizzata nella seguente tabella. Tabella 0-1 Grigliatura grossolana produzione di grigliato Voce u.m. Valore Grigliatura grossolana n 1 Luci mm 30 Tipo pulizia Pneumatica automatica Potenza kw 5 Produzione specifica grigliato Kg/1000 m3 5 Carico di massa del grigliato Kg/mese 4625* Densità del grigliato Kg/l 1,2 Volume grigliato l/mese 3854 *Calcolato sulla base di cinque giorni di pioggia al mese Offerta n. 22/11 Pagina 32

33 7.1.2 STAZIONE DI SOLLEVAMENTO La stazione di sollevamento ha la funzione di sollevare in impianto i reflui trasportati dalle reti, anche in questo caso non si effettua alcuna rimozione dei macroinquinanti, pertanto i dati dei reflui effluenti sono pari a quelli influenti, quindi rimangono immutati rispetto a quelli a base progetto GRIGLIATURA FINE (ADEGUAMENTO) Principi del processo Il processo di grigliatura attua l intercettazione di solidi sospesi, non rimuovibili con i processi di trattamento, tramite loro intercettazione su griglie di luce massima prestabilita. Nel caso dell impianto di Cuneo si scelgono griglie del tipo step screen o a gradini con luce di 3 mm. Il grigliato viene scaricato in cassoni dopo compattazione oleodinamica, per assicurare una adeguata autonomia nel loro smaltimento. Dati a base progetto Il sistema di grigliatura sarà in grado di trattare tutta la portata massima sollevabile. La nuova linea affiancherà le due esistenti, adeguatamente modificate. Bilancio di massa e prestazioni Il quantitativo di grigliato raccolto può essere calcolato sulla base di dati di produzione specifica di grigliato ipotizzati in 15 Kg/1.000 m 3. La portata trattata al mese viene calcolata cautelativamente supponendo cinque giorni umidi/mese in cui viene sollevata una portata pari a cinque volte la portata media nera (ipotesi cautelativa). In questo scenario vengono trattati circa 1,6 milioni m 3 /mese, a cui corrisponde una produzione di circa 23,5 ton/mese di grigliato (al 40% di secco- Tabella 0-2). Il grigliato dovrà essere depositato temporaneamente in un cassone del volume di circa 1.7m 3 che offre una autonomia di circa 3 giorni (eventualmente sostituibile con altre dimensioni). Il grigliato verrà smaltito con il codice CER organizzando accumuli di più cassoni per ridurre la frequenza dei conferimenti. Offerta n. 22/11 Pagina 33

34 Tabella Grigliatura e bilancio di massa Voce u.m. Valore Produzione specifica grigliato Kg/1000 m 3 15 Contenuto in secco % 30 Portata massima trattata al mese m 3 /mese Carico di massa del grigliato KgTS/mese 7048 Kg/mese Densità del grigliato Kg/l 1,4 Volume grigliato m 3 /mese 17 Cassone raccolta grigliato volume m 3 1,7 Autonomia d 3,0 Smaltimento CER 19,08,01 Dati effluente L effluente la grigliatura avrà caratteristiche idrauliche, e chimico-fisiche pari all influente dell operazione in quanto i quantitativi sottratti sono esigui DISABBIATURA (ESISTENTE) Principi del processo L operazione unitaria di disabbiatura ha il ruolo di eliminare le sabbie. Per sabbie si intendono particelle minerali del diametro tra 100 e 65 mesh con velocità di sedimentazione di 0,75-1,15 m/min. La disabbiatura aerata ha il ruolo di rimuovere le sabbie tramite movimento elicoidale che determina l impatto delle particelle sulle pareti della vasca, in contemporanea alla flottazione di grassi e sostanze flottabili. Il moto delle particelle è determinato dalla somma vettoriale del flusso longitudinale del refluo e del flusso ascensionale dell aria insufflata a portata prestabilita ed in bolle mediogrosse su un solo versante della vasca. L urto delle sabbie sulle pareti longitudinali è favorito dalla particolare geometria che prevede rapporti caratteristici tra lunghezza, profondità ed altezza di vasca. Le sabbie che si raccolgono sul fondo vasca, vengono portate al punto di sollevamento tramite dispositivo meccanico ed estratte idraulicamente. Dati a base progetto I dati a base progetto della unità operativa sono riportati in Tabella 0-3 e sono sostanzialmente identici a quelli della linea esistente, le principali dimensioni della Offerta n. 22/11 Pagina 34

35 disabbiatura permettono di trattare sino alla portata massima sollevata ed assicurano un tempo di contatto di 6 min, adeguato per effettuare il processo (Tabella 0-4). Tabella 0-3 Dati a base progetto della disabbiatura Qmn effettiva m 3 /h Qp punta secca m 3 /h Qmax pioggia 5 Qmn m 3 /h Tipo Tabella 0-4 Principali dimensioni della disabbiatura Longitudinale aerata Numero n. 2 Lunghezza m 30 Larghezza m 4 Altezza parete verticale m 2,5 Altezza totale m 4,5 Superficie unitaria m Superficie singola m Volume unitario m Volume totale m HRT alla Qmn min 23 HRT alla Qpunta secca min 20 HRT alla Qmax pioggia min 6 Bilancio di massa e prestazioni Assumendo una produzione specifica delle sabbie di 10 Kg/1000m 3, ed ipotizzando al mese una media di 25 giorni secchi e cinque giorni umidi; nei giorni umidi viene sollevata una portata pari a cinque volte la portata media nera per otto ore al giorno è possibile fare uno scenario puramente indicativo. In questa ipotesi vengono trattati circa 1,6 milioni m 3 /mese a cui corrisponde una produzione di kg/mese di sabbia tal quale. Un cassonetto del volume di 2.7m 3 garantirà una autonomia di 12 giorni ( Tabella 0-5), il cassonetto può essere sostituito con altro di adeguate dimensioni. Le sabbie verranno smaltite con il codice CER con una frequenza di circa 30 volte l anno salvo precipitazioni diverse da quelle ipotizzate. Offerta n. 22/11 Pagina 35

36 Tabella 0-5 Produzione globale di sabbie Linee esistenti Voce u.m. Valore Produzione specifica di sabbie Kg/1000m 3 10 Portata sollevata al mese m 3 /mese Produzione di sabbie media mese Kg/mese densità Kg/l 2,3 portata l/mese 6810 Cassone raccolta sabbie classificate n 1 Volume cassone m 3 2,7 autonomia d 12 Dati effluente L effluente la disabbiatura avrà caratteristiche idrauliche, e chimico-fisiche pari all influente dell operazione per l esiguità delle sabbie e per la conseguente minima perdita dei solidi volatili sospesi RIPARTITORE DI PORTATA DEL REFLUO INFLUENTE (NUOVO) Principi del processo Il refluo disabbiato confluisce in un ripartitore di portata organizzato con due soglie fisse sfioranti. In particolare: La prima soglia [S1] viene dimensionata per garantire una portata massima pari a 2Qmn, ossia 3.083m 3 /h; La seconda soglia [S2] garantisce lo sfioro di una portata massima di 4.625m 3 /h pari alla differenza tra la portata massima sollevata e quella da inviare al trattamento biologico; La prima soglia [S1] verrà dotata di un pancone mobile per poter selezionare la portata da inviare direttamente al trattamento biologico, rispetto all aliquota da trattare in sedimentazione primaria effettuata nella vasca uno. Il ripartitore di portata dovrà lavorare a flusso ascensionale con velocità che non permettono la sedimentazione dei solidi sospesi contenuti nel refluo in ingresso impianto. Inoltre, per assicurare una buona funzionalità operativa, dovrà lavorare a due o tre battenti idraulici fissi. Offerta n. 22/11 Pagina 36

37 Dati a base progetto I dati a base progetto del ripartitore di portata sono riassunti in Tabella 0-6. Tabella 0-6: Dati a base progetto del ripartitore di portata del refluo influente Voce u.m. Valore u.m. Valore Portata media nera m 3 /h m 3 /d Portata di punta secca m 3 /h Portata massima al biologico m 3 /h Portata massima di pioggia m 3 /h Bilancio di massa e prestazioni In termini teorici il ripartitore di portata assicura una ripartizione esatta delle portate entranti nei diversi flussi uscenti. Tali flussi possono essere due o tre a seconda di come il gestore conduce e della portata sollevata. Per il funzionamento efficace del ripartitore è necessario dimensionare con flusso ascensionale ed operante con velocità di risalita nettamente superiori a quelle di sedimentazione dei solidi sospesi presenti nel refluo. La velocità di sedimentazione dei solidi sospesi da prendere a riferimento è 1,7m/h. Quindi una velocità ascensionale nettamente superiore a quella indicata deve essere verificata alle portate minime. Operando in tale maniera è prevedibile una totale conservazione dei solidi sospesi nel refluo effluente quindi una concentrazione dei principali macroinquinanti (COD, TSS, BOD5, Azoto e Fosforo) in uscita dal ripartitore pari a quella in ingresso, cioè pari a quella della rete. La ripartizione delle portate è la seguente: Sino ad una portata pari a 2 Qmn (3.083 m 3 /h) una aliquota regolabile da 0 a 925 m 3 /h viene deviata al primo sedimentatore primario; L eccedente i m 3 /h sino a m 3 /h viene deviato al secondo e terzo sedimentatori primari. Ciò permetterà di lavorare durante la gestione secondo lo schema sotto riportato che è la traduzione in pratica di quanto emerso nello studio del processo biologico, ovvero operando a regime con i dati a base progetto sino alla portata sollevata di 2 Qmn tutto il flusso effluente dal ripartitore sarà inviato al biologico, con portate superiori a 2 Qmn e sino a 5 Qmn i sovraflussi di 2Qmn dal ripartitore perverranno alla sedimentazione primaria effettuata nei sedimentatori 2 e 3. Offerta n. 22/11 Pagina 37