Comune di Viareggio PROVINCIA DI LUCCA

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1 Comune di Viareggio PROVINCIA DI LUCCA LAVORI DI POTENZIAMENTO DELL'IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI VIAREGGIO - EFFICIENTAMENTO E RESA ENERGETICA E DI PROCESSO DELLA LINEA CAROUSEL" PROGETTO ESECUTIVO A RELAZIONE GENERALE Il Progettista Ing. Giovanni Craparo. Il RUP Ing. Gianfranco Degl Innocenti. CONTROLLO DI GESTIONE AGOSTO 2016 Sottocommessa REV N. DATA NOTE FIRMA CUP CDC Articolo Codice PDI CIG

2 RELAZIONE GENERALE I. DESCRIZIONE DEI LAVORI Il presente progetto è finalizzato a ottenere il potenziamento dei trattamenti ossidativi esistenti presso l impianto di depurazione di Viareggio, mediante l efficientamento delle linee tradizionali carousel. l impianto è dotato di 3 vasche carousel con vecchi aeratori a spazzola ad asse orizzontale tipo mammouth, noti per rese di trasferimento dell ossigeno non molto elevate (dell ordine di 1,0 - massimo 1,3 kg S.O.R./kWh) e per favorire zone di sedimentazione dei fanghi e delle sabbie in vasca specie nelle sezioni distanti dagli aeratori e quando il battente supera i 2.5 / 3.0 m. Attualmente l impianto riesce a sopperire a queste carenze solamente grazie alla diluizione finale con le acque trattate da un altra linea dotata di ultrafiltrazione MBR finale, la quale riesce a mantenere elevati standard depurativi. Ciò rende però inutilizzabile la linea MBR per lo scopo originario, ovvero il possibile riutilizzo delle acque depurate con possibile vendita dell acqua. Si prevede quindi lo smontaggio degli attuali aeratori a spazzola ad asse orizzontale, la demolizione dei setti verticali e l installazione di un sistema di aerazione a bolle fini ad alta efficienza di trasferimento. Questo nuovo sistema di aerazione in vasca consentirà di ottenere una resa di trasferimento capace di garantire il processo depurativo. Il miglioramento del sistema ossidativo nelle tre vasche carousel, garantirà anche un importante risparmio energetico dovuto all ottimizzazione di tutto il sistema di ossidazione. Ciò comporterà l attuazione del ricircolo dei fanghi in testa alle vasche Carousel. Il dimensionamento delle vasche di aerazione tiene conto delle portate variabili per via delle fognature miste in arrivo (piogge) e della notevole stagionalità turistica dello stesso. Dati di progetto: portata media in ingresso all impianto = 833 m3/h portata media in ingresso alla linea carousel = 583 m3/h (circa il 70%) BOD5 = 260 ppm Ammoniaca = 52 ppm Volume vasca carousel n.1 = 1600 m^3 Volume vasca carousel n.2 = 950 m^3 Volume vasca carousel n.3 = 1600 m^3 Formule per stimare l ossigeno necessario in condizioni reali: A.O.R. = Cp a BOD5 + b V X + n N = kgo2/d, Con: 2

3 Cp = 1,2 - coeff. di punta di carico e portata ipotizzato; a = 0,5 - coefficiente di assimilazione attiva; BOD5 abbattuto (stimato il 95%) = 583 m3/h x 24 h x 0.95 x 260/1000 = 3458 kg/d; b20 = 0,1 - coefficiente di respirazione endogena dei fanghi, con eventuale fattore di incremento per maggiore respirazione al crescere della temperatura di almeno 1.04 ^ (T-20); V = 1600 x x 1= 4150 m3 = volume totale vasche per ossidazione-nitrificazione X = conc MLSS nei fanghi ipotizzata in 4.0 kg/m3. n = 4.6 Nabb (ipotesi di rimozione del 90 % oltre una riduzione per biosintesi conseguente alla rimozione del carbonio (BOD)) = 52/1000 x 0.85 x 583 x 24 (1/20 x 3458) = 618,44 172,9 = 445,54 kg/d Si ottengono così: A.O.R. attivo = 3458 x 0.5 = 1729 kg/d A.O.R. endogeno = 4150 x 4 kg/mc x 0.1 = 1660 kg/d A.O.R.(N) = 4.6 x 445,54 = 2049,48 kg/h A.O.R. medio 5440 kg/d. Considerando un aerazione alternata temporizzata (nitro/denitro nello stesso volume) e ipotizzando un aerazione di 18h in estate (system condition 3) e di 20h in inverno (system condition 1), avremo un valore A.O.R. medio orario pari a 302 kg/h circa in estate e 272 kg/h circa in inverno. Per il dimensionamento corretto dei diffusori poniamoci nella condizione più sfavorevole, ovvero quella estiva. Ripartendo il valore di AOR medio orario proporzionalmente ai volumi effettivi delle tre vasche avremo : A.O.R. medio in vasca carousel n kg/h A.O.R. medio in vasca carousel n.2 70 kg/h A.O.R. medio in vasca carousel n kg/h A.O.R. punta = 1.2 x AORa x AORe (T estiva 25 C) + A.O.R. medio = 6151 kg/d = 342 kg/h Che ripartito nelle tre vasche diventa: A.O.R. punta in vasca carousel n kg/h A.O.R. punta in vasca carousel n.2 78 kg/h A.O.R. punta in vasca carousel n kg/h Adottando un rapporto tra AOR e SOR pari a 0,54 la quantità di ossigeno da fornire diventa S.O.R. punta in vasca carousel n kg/h 3

4 S.O.R. punta in vasca carousel n kg/h S.O.R. punta in vasca carousel n kg/h Prevedendo una resa di trasferimento intorno al 16% (bassa resa vista la prevalenza ridotta in vasca), la quantità di aria da fornire alla punta oraria (per l intero reattore biologico), considerando le condizioni di aerazione alternata, risulta pari a circa Nmc/h circa. Si prevede dunque un comparto soffianti così composto: N 3 soffianti da mc/h, prevalenza 3.3 m assoggettate ad inverter una per ciascuna vasca (vasca n.1, n.2 e n.3) N 1 soffiante da mc/h, prevalenza 3.3 m assoggettata ad inverter (con funzione di soffiante di riserva) Si prevede inoltre la realizzazione di una copertura (struttura in acciaio) a salvaguardia delle soffianti e del quadro ad esse dedicato, indicativamente con ingombro 12 x 5 x 3 la prima e 1,5 x 1 x 2,5 la seconda. E prevista solamente la tamponatura lato ingresso depuratore al fine di contenere in questa direzione le emissioni sonore. Il circuito di distribuzione dell aria, indipendente per ciascuna linea, è stato dimensionato in modo che, in caso di necessità, le soffianti possano interscambiarsi tra loro. La stessa soffiante di riserva può, mediante un sistema di valvole di intercettazione, operare su ciascuna delle tre reti. Le tubazioni del circuito aria sono previste in Acciaio Inox AISI 304, spessore 3mm e DN250. In corrispondenza di ciascuna rete in vasca sarà prevista una tubazione di calata in Acciaio Inox AISI 304 DN150/100 sezionabile a mezzo di valvola a farfalla Il sistema a bolle fini dovrà essere costituito da una rete di tubazioni con diametro esterno di 110 mm su cui dovranno essere montati i diffusori a disco da 9. Le tubazioni verranno fissate sul fondo delle vasche a mezzo di appositi supporti regolabili in altezza. I diffusori saranno composti da un corpo diffusore con piatto di supporto della membrana, dalla membrana in EPDM speciale e da una ghiera di serraggio della membrana stessa. Inoltre, al fine di efficentare Il sistema di aerazione a bolle fini, il numero dei diffusori in vasca non sarà uniforme, ma con una densità variabile in direzione del flusso (densità maggiore in ingresso, inferiore in uscita). Di seguito il dettaglio del sistema di aerazione a bolle fini per ciascuna vasca: Vasca 1 Vasca 2 Vasca 3 ZONA 1 (INGRESSO) 2 x x x 272 ZONA 2 (CENTRO) 2 x x x 256 ZONA 3 (USCITA) x Totale N. diffusori

5 Al fine di evitare la sedimentazione del fango durante la fase di denitro (Stop dell aerazione) si prevede di rimettere in sospensione lo stesso mediante una logica di aerazione pulsata. Dunque, in questa fase, non è stata prevista l installazione di organi di miscelazione sommersi. Circa la disposizione dei diffusori in vasca si rimanda all elaborato grafico. Per il calcolo della pressione massima al compressore è stata considerata una pressione dalle reti alla flangia di calata tra 28.4 e 29.9 kpa. Tale valore dovrà essere incrementato: delle perdite di carico del sistema di adduzione d aria dai compressori fino alla connessione con le tubazioni di calata (tubazioni, curve, giunti, valvole, strumenti, ecc.). delle perdite di carico dovute a fouling dei diffusori e/o all invecchiamento. di un eventuale incremento di sommergenza durante le condizioni di portata di punta nell alimentazione alle vasche. A seguito di queste considerazioni si è deciso di adottare un sistema di 4 (3 +1R) soffianti a lobi dotate di regolazione con inverter, ciascuna delle quali dovrà avere: Motore elettrico IEC-standard con potenza 75 kw, 1485 r/min, taglia: 280 M, protezione IP 55, 400 V, 50 Hz, classe di efficienza: IE3. cabina di insonorizzazione in acciaio galvanizzato e verniciato, Cabina RAL 5001; elementi frontali RAL 7047; Rivestimento interno fonoassorbente; Spia visiva olio montata all esterno cabina. Si allegano gli estratti dei calcoli performance per le due diverse tipologie di vasche: 5

6 VASCHE 1 e 3 6

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8 Estratto performance Vasche laterali (1 e 3) 8

9 VASCA 2 9

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11 Estratto performance Vasca centrale (2) 11

12 Infine, allo scopo di garantire il ricircolo fanghi in testa a ciascuna vasca (attualmente il ricircolo avviene in coda alla stessa sfruttando la corrente circolare tipica delle vasche carousel ), che con il nuovo sistema non sarebbe più possibile, si prevede la riabilitazione del pozzo Lencioni, già comunicante con l attuale pozzetto di ricircolo fanghi, prevendendo l installazione in quest ultimo di n 3 pompe di ricircolo fanghi da 13,5 KW circa e dimensionate per una portata max di ricircolo pari a 350 l/s. Verrebbero quindi dismesse le coclee attualmente demandate al ricircolo fanghi. Si procederà dunque a dismettere le attuali tubazioni ivi presenti, e a collegare le nuove mandate alla tubazione in acciaio DN400 attualmente in disuso e che corre lungo il perimetro delle vasche. Sarà pertanto sufficiente interrompere tale tubazione sul tratto terminale e, in corrispondenza dell ingresso centrale di ciascuna singola vasca, realizzare una derivazione DN250 in acciaio inox AISI 304 munita di organo di intercettazione manuale tale da poter escludere se necessario il ricircolo sulla singola vasca. 12

13 II. QUADRO ECONOMICO POTENZIAMENTO DELL'IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI VIAREGGIO EFFICIENTAMENTO E RESA ENERGETICA E DI PROCESSO DELLA LINEA CAROUSEL" I M P O R T O D I P R O G E T T O ,00 1) TOTALE LAVORI A BASE D'ASTA ,79 2) Oneri ordinari per l'attuazione dei piani di sicurezza ,82 A) TOTALE LAVORI E ONERI AGGIUNTIVI 1) + 2) ,61 SOMME A DISPOSIZIONE DELL' AMM.NE : B 1 Lavori in economia esclusi dall appalto: (Pulizia vasche ,00 Carousel e pozzo Lencioni ) B 2 Imprevisti 4,00% di A) ,14 B 3 Spese tecniche : B 3.1 Progettazione, direzione, contabilità, collaudo ( Attività 0,00 interna) B 3.2 Spese per coordinamento sicurezza 8 000,00 B 4 Spese per pubblicità, oneri pubblicazione bandi 450,00 B 5 Arrotondamenti 140,24 B) TOTALE SOMME A DISPOSIZIONE ,38 T O T A L E P R O G E T T O (A+B) ,00 Massa lì 09/08/2016 IL PROGETTISTA Ing. Giovanni Craparo 13