Lunedì 30 giugno 2014, ore 14:00-18:00 Aula Benaco, piano terra - via Pola 12, Milano

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1 Procedura semplificata per il calcolo della potenzialità effettiva di un impianto di depurazione a fanghi attivi Giorgio Bertanza Lunedì 30 giugno 2014, ore 14:00-18:00 Aula Benaco, piano terra - via Pola 12, Milano

2 POTENZIALITA dobbiamo intenderci sul significato Carico aggiuntivo pianificato (AGGLOMERATO) Carico entrante Potenzialità di progetto AE Limiti allo x scarico Potenzialità effettiva P E è l POTENZIALITA NON è il carico entrante ma è la CAPACITA DI TRATTAMENTO

3 La potenzialità (=capacità di trattamento) dipende da molti fattori: 1) Ciò che entra 2) Ciò che deve uscire (limiti) 3) Strutture impiantistiche e condizioni gestionali (collo di bottiglia?)

4 Gli impianti i di depurazione sono sistemi i molto complessi: 1) lavorano in condizioni dinamiche 2) includono almeno un processo biologico 3) sono costituiti da più unità in serie e apparecchiature ausiliarie, ciascuna con propria capacità ecc.

5 Calcolo l della potenzialità effettiva = rifacimento del progetto con dati reali - improponibile - necessaria una procedura che sia: 1) semplificata (ragionevole impegno di risorse) 2) rigorosa dal punto di vista scientifico (margine di incertezza accettabile: <10%)

6 Quale che sia la procedura adottata, l attendibilità del risultato t dipende dall attendibilità attendibilità dei dati (responsabilità del Gestore)

7 Fattori che possono compromettere l attendibilità del risultato - contributo scarichi industriali tale da alterare cinetiche di nitrificazione e denitrificazione o il COD biorefrattario; - presenza di fattori inibenti per la biomassa; - carenza di BOD per i fabbisogni i della denitrificazione; ifi i -schema idrodinamico marcatamente diverso dal CM (Complete Mixing); - presenza di anomalie idrodinamiche: spazi morti, by-pass, portate non equamente distribuite su linee parallele ecc.; - fornitura d aria e ricircoli insufficienti; - fango attivo con problemi di sedimentabilità (SVI> ml/gsst) - presenza di vincoli strutturali dei sedimentatori finali (per esempio altezza insufficiente).

8 Individuazione del modello matematico modelli ASM (Henze et al., 2000) o simili Beccari et al. (1993), Vismara (1998), Tomei e Ramadori (2002), Sigmud (2005), Metcalf & Eddy (2006), Bonomo (2008), AA.VV (2012a), AA.VV (2012b) + esperienza

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11 Dimensione agglomerato (AE) < < Simbolo Significato Valori da utilizzare nelle formule V N (m 3 ) Vl Volume totale del dlcomparto di ossidazione/nitrificazione Dato reale Dato reale x(gss L 1 ) Concentrazione di solidi sospesi nella Valore massimo impostabile Valore massimo impostabile miscela aerata nei reattori biologici (es. 5 g/l) nei reattori biologici (es. 5 g/l) A 0,467 0,467 OD (mg L 1 ) Concentrazione di ossigeno disciolto Valore massimo impostabile Valore massimo impostabile nel reattore di (es. 3 mg/l) /) (es. 3 mg/l) /) ossidazione/nitrificazione K OD (mg L 1 ) Coefficiente di semisaturazione per la nitrificazione riferito all ossigeno 0,75 0,75 disciolto B 0,404 (a 12 C) 0,404 (a 12 C) 1 (a 20 C) 1 (a 20 C) C 0,034 (a 12 C) 0,034 (a 12 C) 0,05 (a 20 C) 0,05 (a 20 C) (se c è sedimentazione (se c è sedimentazione D primaria) primaria) (se non c è (se non c è sedimentazione primaria) sedimentazione primaria) BOD in (mg L 1 ) Concentrazione di BOD nel liquame in Ricavato da elaborazione dati Ricavato da elaborazione dati ingresso al comparto biologico gestionali (v. nota 1) gestionali (v. nota 1) BOD out (mg L 1 ) Concentrazione di BOD in uscita impianto 20 (v. nota 2) 20 (v. nota 2) 0,769 in caso di significativi 0,556 in caso di significativi

12 VERIFICA SULLA FORNITURA D ARIA E SUI RICIRCOLI

13 dati dimensionali da utilizzare Simbolo Significato V N (m 3 ) Volume totale del comparto di ossidazione/nitrificazione Compensabili a vicenda? V D (m 3 ) Volume totale del comparto di denitrificazione A s (m 2 ) Superficie totale del comparto di sedimentazione finale R ( ) Rapporto di ricircolo (portata di ricircolo dei fanghi/portata influente) V s (m 3 ) Volume totale del comparto di sedimentazione finale dati gestionali da utilizzare Simbolo OD (mg L 1 ) x (SSL (gss 11 ) BOD in (mg L 1 ) TKN in (mg L 1 ) Significato Concentrazione di ossigeno disciolto nel reattore di ossidazione/nitrificazione Concentrazione di solidi sospesi nella miscela aerata Concentrazione di BOD nel liquame in ingresso alcomparto biologico Concentrazione di TKN nel liquame in ingresso al comparto biologico Valori da utilizzare nelle formule Valore max impostabile (es. 3 mg/l) Valore max impostabile nei reattori biologici (es. 5 g/l) Ricavato da elaborazione dati gestionali Ricavato da elaborazione dati gestionali

14 Precisazioni condizioni di funzionamento tipiche = dati rappresentativi (es. il 75 percentile, o il valore medio se variazioni ± 15%, o altro percentile): togliere giorni i piovosi, i dati non significativi ecc. condizioni i i di funzionamento molto variabili nell arco dell anno: doppia verifica (12 ; 20 C) BOD e TKN sono quelli in ingresso ai reattori biologici (attenzione a sedimentazione primaria e/o stazione di pretrattamento rifiuti liquidi e/o digestione anaerobica dei fanghi ecc.): campagna di monitoraggio? Possibile usare dati «standard»

15 Taratura Classe di potenzialità per limiti (AE) Configurazione; tipo liquame Potenzialità effettiva (m 3 /d) procedura completa Potenzialità effettiva (m 3 /d) procedura semplificata Scarto (%) Sed I, pre denitro; significativa ifi componente industriale , Sed I, pre denitro; ,9 Prevalentemente civile Sed I, pre denitro; , Prevalentemente civile Pre denitro; Prevalentemente industriale ,1

16 Validazione con i Gestori UNIACQUE: 35 (+4 <2.000 AE) A2A: 13 CAPHOLDING: 12 TOTALE impianti considerati: 58

17 Criterio calcolo nitrificazione Poco influente BODin (salvo casi eccezionali: es. San Giuliano M.se MseOvest: BOD = 32 mg/l) Usare MLSS massimo e OD massimo Riferimento Gestore Nitri dati medi Nitri 75 perc.ile Nitri dati STD Brescia Verziano linea A Brescia Verziano linea C Brescia Verziano linea B Montichiari Manerbio Castenedolo Borgosatollo Mazzano Ciliverghe Botticino Sera Gavardo Villanuova capoluogo Botticino Mattina Pralboino Robecco SN (N.B. ex art.110) S. Giuliano M. Est Locate Triulzi Settala Trezzano SN S. Giuliano M. Ovest Binasco S. Colombano al Lambro Rescaldina Calvignasco Lacchiarella Motta Visconti Ranica Bagnatica Cologno al Serio Lurano Valbrembo Casnigo Costa Volpino Costa Volpino Trescore Balneario Strozza Boltiere Zogno Covo Clusone Grassobbio Selvino Calcinate Ghisalba Villa d'ogna Telgate Rovetta Martinengo Ponte Nossa Ponte Nossa Gorlago Calcio Bolgare Bolgare Cividate al Piano Palosco Chiuduno Fontanella Fino del Monte Castelli Calepio Cividino Mornico al Serio Castelli Calepio Tagliuno Piazza Brembana Cerete

18 Criterio calcolo denitrificazione Riferimento Gestore Denitri dati medi Denitri 75 perc.ile Denitri dati STD Denitri Gestore BODin TKNin 154 (STD con sed I) (75 %ile) (media) 20 0 Brescia Verziano linea A Brescia Verziano linea C Brescia Verziano linea B Montichiari Manerbio Castenedolo Borgosatollo Mazzano Ciliverghe Botticino Sera Gavardo Villanuova capoluogo Botticino Mattina Pralboino Robecco SN (N.B. ex art.110) S. Giuliano M. Est Locate Triulzi Settala Trezzano SN S. Giuliano M. Ovest Binasco S. Colombanoo al Lambro Rescaldina Calvignasco Lacchiarella Motta Visconti Ranica Bagnatica Cologno al Serio Lurano Valbrembo Casnigo Costa Volpino Costa Volpino Trescore Balneario Strozza Boltiere Zogno Covo Clusone Grassobbio Selvino Calcinate Ghisalba Villa d'ogna Telgate Rovetta Martinengo Ponte Nossa Ponte Nossa Gorlago Calcio Bolgare Bolgare Cividate al Piano Palosco Chiuduno Fontanella Fino del Monte Castelli Calepio Cividino Mornico al Serio Castelli Calepio Tagliuno Piazza Brembana Cerete A2A CAP HOLDING UNIACQUE

19 Denitrificazione vs nitrificazione dati STD VerzianoB Robecco S/N Vn/Vd=1,5 Vn/Vd=2,6 C. Volpino Vn/Vd=1,2 Denitri dati STD Nitri dati STD Brescia Verziano Brescia Verziano Brescia Verziano linea A linea C linea B tichiari anerbio nedolo osatollo verghe no Sera Mon Ma Caste Borgo Mazzano Cili Botticin Gavardo Villanuova capoluogo Botticino Mattina Pralboino Robecco SN (N.B. ex art.110) S. Giuliano M. Est Locate Triulzi Settala Trezzano SN S. Giuliano M. Ovest Binasco S. Colombano al Lambro Rescaldina Calvignasco Lacchiarella Motta Visconti Ranica Bagnatica Cologno al Serio Lurano Valbrembo Casnigo Costa Volpino Costa Volpino Trescore Balneario Strozza Boltiere Zogno Covo Clusone C Grassobbio Selvino Calcinate Ghisalba Villa d'ogna Telgate Rovetta Martinengo Ponte Nossa Ponte Nossa Gorlago Calcio Bolgare Bolgare Cividate al Piano Palosco Chiuduno Fontanella Fino del Monte Castelli Calepio Cividino Mornico al Serio Castelli Calepio Tagliuno Piazza Brembana Cerete A2A CAP HOLDING UNIACQUE

20 Denitrificazione vs nitrificazione 75 %ile Denitri 75 Perc.ile Nitri i 75 Perc.ile Brescia Verziano linea A Brescia Verziano linea C Brescia Verziano linea B Montichiari Manerbio Castenedolo Borgosatollo Mazzano Ciliverghe Botticino Sera Gavardo Villanuova capoluogo Botticino Mattina Pralboino Robecco SN (N.B. ex art.110) S. Giuliano M. Est Locate Triulzi Settala Trezzano SN S. Giuliano M. Ovest Binasco S. Colombano al Lambro Rescaldina Calvignasco Lacchiarella Motta Visconti Ranica Bagnatica Cologno al Serio Lurano Valbrembo Casnigo Costa Volpino Costa Volpino Trescoree Balneario Strozza Boltiere Zogno Covo Clusone Grassobbio Selvino Calcinate Ghisalba Villa d'ogna Telgate Rovetta Martinengo Ponte Nossa Ponte Nossa Gorlago Calcio Bolgare Bolgare Cividate al Piano Palosco Chiuduno Fontanella Fino del Monte Castelli Calepio Cividino Mornico al Serio Castelli Calepio Tagliuno Piazza Brembana Cerete A2A CAP HOLDING UNIACQUE

21 Criterio calcolo sedimentazione Criterio più restrittivo tra quelli proposti: carico idraulico superficiale (eccetto Borgosatollo e Mazzano (Fs); e Corlago e Visalba (HRT)): assunto 0,6 0,65 (da AE in su) m/h UNIACQUE A2A SEDIMENTAZIONE FINALE Ci = 07m/h 0,7 Ci = 0,5 m/h CAP HOLDING Ci = 0,7 m/h

22 Esempio di applicazione Impianto nella classe di potenzialità

23 Esempio: impianto con limiti per Simbolo Valore V N (m 3 ) V D (m 3 ) A s (m 2 ) R ( ) 1 V s (m 3 ) Simbolo Valore OD (mg L 1 ) 2 x(gssl 1 ) 4,5 BOD in (mg L 1 ) 135 TKN in (mg L 1 ) 32,9

24 Esempio: impianto con limiti per A 0,467 K OD (mg L 1 ) 0,75 0,404 (a 12 C) B 1 (a 20 C) 0,034 (a 12 C) C 0,05 (a 20 C) (se c è sedimentazione primaria) D (se non c è cè sedimentazione primaria) BOD out (mg L 1 ) 8 0,556 in caso di significativi contributi industriali E 0,667 altrimenti ti F 72 G 9 0,667 in caso di significativi contributi industriali poco biodegradabili H 1 altrimenti F s (kgss (g m 2 h 1 ) 6 C c ( ) 1,5 HRT (h) 2,8 C (m h 1 ) 065

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26 In sintesi: La capacità massima di trattamento tt t si può stimare adottando la procedura proposta e forzando i parametri gestionali (x, OD) ai massimi valori adottabili (es. 5 g/l, 3 mg/l), con dati input (BOD, TKN): standard: d condizioni i i ideali reali: si evidenziano criticità (es. diluizione, colli di bottiglia ecc.) e necessità di approfondimenti (se condizioni di funzionamento non coerenti con condizioni di carico) Valore più preciso della potenzialità può derivare solo da calcoli e verifiche molto più approfonditi La procedura semplificata NON è idonea a simulare le condizioni dinamiche di funzionamento

27 Punti aperti: Come usare la formula: es. dati standard per confrontare con dimensione agglomerato? Esprimere risultato in kgbod/d anziché AE (definizione di AE)? Dimensione agglomerato: settimana di massimo carico è misurabile? Include sabato e domenica

28 La realtà comunque è questa: