Verifiche di funzionalita negli impianti di depurazione acque

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1 Verifiche di funzionalita negli impianti di depurazione acque

2 Scopi delle verifiche Conformità dell impianto a limiti di legge o contratto (collaudo o inizio gestione) Verifiche di buon funzionamento rese depurative delle singole fasi (collaudo - gestione ordinaria) Verifiche di potenzialità carico effettivo in ingresso all impianto (variazioni di autorizzazione, nuovi allacciamenti) Stato di salute della biomassa (gestione ordinaria) Mantenimento dei valori corretti dei parametri di processo (gestione ordinaria)

3 Principali tecniche di verifica Comportamento idrodinamico (quasi tutti i comparti, anche per prevedere effetti tossici di liquami particolari) Efficienze fornitura ossigeno (trattamenti biologici aerobici) Sedimentabilità del fango (sedimentatori) Rendimenti di processo (tutte le fasi)

4 VERIFICA DEL COMPORTAMENTO IDRODINAMICO DI UN BACINO 1 ARAMETRI: SCHEMA DI FLUSSO CONCENTRAZIONI (C) VOLUME EFFETTIVO TEMPO DI PERMANENZA (HRT) BY PASS PORTATA HRT

5 VERIFICA DEL COMPORTAMENTO IDRODINAMICO DI UN BACINO 2 RACCIANTI: ALI INORGANICO CLORURI DI SODIO, CALCIO, LITIO, CARBONATO DI LITIO, etc.) OLORANTI RODAMINA, FLUORESCINA, BLU DI BROMOFENOLO, etc.) RACCIANTI BIOLOGICI BACILLUS GLOBIGII, BATTERIOGAGI, etc.) SOTOPI RADIOATTIVI DEUTERIO, TRIZIO)

6 VERIFICA DEL COMPORTAMENTO IDRODINAMICO DI UN BACINO 3 RITERI DI SCELTA: CARATTERISTICHE FISICHE POTENZIALE INQUINANTE E SICUREZZA MANIPOLAZIONE INERZIA RISPETTO AL PROCESSO DEPURATIVO RILEVABILITA PRESENZA NATURALE NEL FLUIDO REPERIBILITA E COSTI

7 VERIFICA DEL COMPORTAMENTO IDRODINAMICO DI UN BACINO 4 ODALITA DI IMMISSIONE NEL REATTORE: EGNALE A IMPULSO (piccole quantità di tracciante) EGNALE A SCALINO (grandi quantità di tracciante)

8 VERIFICA DEL COMPORTAMENTO IDRODINAMICO DI UN BACINO 5 arametri rilevati nella prova sperimentale: Portata liquame in ingresso Concentrazione tracciante nel flusso dosato Concentrazione tracciante nel flusso in ingresso Concentrazione tracciante nel flusso in uscita Eventi particolari

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13 VERIFICA DEL COMPORTAMENTO IDRODINAMICO DI UN BACINO 10 SEMPIO INTERVENTO CORRETTIVO:

14 Verifica della capacità di trasferimento dell ossigeno Prova standardizzata in acqua pulita (specifica tecnica della macchina da parte del fornitore) (Acqua pulita, O2 O = 0, T = 20 C, P = 1 atm.) metodiche UIDA Prove a impianto funzionante, tiene conto di: - Geometria installazione - Idrodinamica bacino - Caratteristiche liquame - altimetria installazione (alta montagna)

15 Capacità di ossignazione (O.C.).) = Massa di O 2 che il sistema riesce a solubilizzare nel liquame nell unità di tempo O.C. = (K LA ) T (C s C) V (K LA ) T [h - 1 ] = coeff. Globale di trasferimento a temperatura T [ C] C s [mg/l] = concentrazione O 2 a saturazione C [mg/l] = concentrazione O 2 in esercizio V [m 3 ]= volume della vasca servita dall aeratore

16 O.C. st = (K LA LA ) 0 C 0 V O.C. st = O.C. / [α 1,024 (T 20) β (Cs C) / C 0 ] (T -20) α : dipende dal contenuto del liquame (solidi, olii) β : dipende dalla pressione atmosferica Per liquami urbani: α = 0,8 β = 1

17 Misure di trasferimento in condizioni dinamiche Sistema di aerazione fermo L O 2 si consuma fino a scomparire Si attiva il sistema di aerazione e si controlla l aumento dell O 2 nel tempo: dc/dt dt = K la (C s C) r Con r = coeff. Respirazione biomassa dc/dt = 0 = K la (C s C+) r a regime C+ = valore asintotico della conc.. di ossigeno r = K la (C s C+)

18 Sostituendo si ha: dc/dt dt = K la (C s C) - K la (C s C + ) = K la (C + C) la (C Integrando tra tra i due istanti t e t si ha: - K la t = ln [(C + - C )/(C + - C ) In un grafico nel piano semilogaritmico abbiamo una retta di coeff. - K la

19 Verifica in condizioni di regime A sistema di aerazione funzionante si misura l O 2 in diverse posizioni e a diverse profondità della vasca = C Si determina la velocità di respirazione della biomassa con prove di laboratorio = r K la = r / (C s C) ove C s = ossigeno a saturazione nel liquame a respirazione inibita (in laboratorio), es.. con HgCl 2 Si conclude come nel caso precedente

20 Altri aspetti nelle misure Mappatura O 2 : - Eccessiva concentrazione = spreco energia - Insufficiente = carenza depurazione - Distribuzione disuniforme = volume vasca parzializzato? Correlare risultati con idrodinamica del reattore

21 Interventi correttivi Modifica sistema aerazione (insufflazione anziché agitazione superficiale, bolle fini, mixer ) Aggiunta di sistema d appoggio (iniezione O 2 puro, es. in fanghi ricircolo) Catena di misura-regolazione regolazione in continuo (sensore- attuatore-motore o inverter)

22 VERIFICHE FUNZIONALITA SINGOLE FASI 1 Sollevamento: portata, assorbimento motore, punto di funzionamento nella curva caratteristica Dissabbiatura: rimozione inerti, limitata sostanza organica nelle sabbie Disoleatura: rimozione oli, grassi e sostanze galleggianti Sedimentazione primaria: Rimozione solidi sedimentabili, totali, COD

23 VERIFICHE FUNZIONALITA SINGOLE FASI 2 Reattore Biologico: rimozione BOD, COD, azoto, fosforo prove respirometriche potenziale redox,, alcalinità, ph Qualità e attività del fango Sedimentatore secondario: rimozione solidi sospesi sedimentabili e totali, nitrati (denitro( incontrollata) sedimentabilità fanghi

24 VERIFICHE FUNZIONALITA SINGOLE FASI 3 Digestione anaerobica e stoccaggio biogas: Tenute, rese Disinfezione: Abbattimento carica batterica, disinfettante residuo Diffusione nell aria di agenti biologici Rumore Corrosione metalli Problemi strutturali