Acea Ato 5 SpA. LaboratoRI SpA. acqua. Ingegneria e Servizi

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1 acqua Acea Ato 5 SpA Ingegneria e Servizi LaboratoRI SpA

2 LABORATORI S.P.A. Pag. 2 di 36 SOMMARIO 1. PREMESSA OGGETTO E SCOPO DELL INTERVENTO IMPIANTO ESISTENTE INTERVENTO PROPOSTO INQUADRAMENTO TERRITORIALE LOCALIZZAZIONE CRITERI DI PROGETTAZIONE RACCOLTA DEI DATI RILIEVI EFFETTUATI PORTATE E CARICHI AFFLUENTI PARAMETRI DI PROGETTO LIMITI DI EMISSIONE CRITERI GENERALI DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI DA REALIZZARE SISTEMA ALTERNATO DI NITRIFICAZIONE-DENITRIFICAZIONE RIMOZIONE DEL FOSFORO SEDIMENTAZIONE SECONDARIA FILTRAZIONE A DISCHI APPARECCHIATURE ELETTROMECCANICHE IMPIANTI ELETTRICI Quadri elettrici di bassa tensione Linee in cavo Impianto di messa a terra Automazione locale e telegestione CALCOLI IDRAULICI E DI PROCESSO NITRIFICAZIONE-DENITRIFICAZIONE SEDIMENTAZIONE SECONDARIA ANNESSI

3 LABORATORI S.P.A. Pag. 3 di PREMESSA Il presente documento, costituente la relazione generale allegata al Progetto Definitivo relativo ai lavori di Adeguamento dell impianto di depurazione Pratillo (Comune di Forsinone) Interventi urgenti, è stato redatto in conformità a quanto stabilito dall'art. 25 del D.P.R. 207/ OGGETTO E SCOPO DELL INTERVENTO L intervento in progetto ha lo scopo di adeguare l impianto di depurazione Pratillo in Comune di Frosinone al rispetto dei limiti di legge imposti dal D.Lgs. n. 152 del per i depuratori recapitanti in aree sensibili (Tab. 1 e 2 Allegato 5), a difesa del corpo idrico ricettore (Fiume Cosa) facente parte del reticolo idrografico del Lago di S. Giovanni Incarico. In particolare, si pone la necessità immediata di adeguare l impianto esistente al rispetto delle prescrizioni della Comunità Europea e delle normative vigenti nel più breve tempo possibile, per una portata media afferente all impianto di circa 800 mc/h ed una portata massima al biologico di 1200 mc/h, corrispondente ad una potenzialità di circa abitanti equivalenti, avendo Acea Ato5 previsto comunque, in una pianificazione di lungo termine, il potenziamento dell impianto fino al valore a saturazione di abitanti equivalenti. L impianto di depurazione nell attuale configurazione presenta infatti notevoli limiti dimensionali, non è dotato di trattamento secondario di rimozione dei nutrienti (azoto e fosforo) e le vasche di sedimentazione secondarie non garantiscono un adeguata efficienza di rimozione dei solidi sospesi per tutta la portata in arrivo. L impianto esistente verrà quindi convertito in un impianto a fanghi attivi del tipo nitro-denitro con trattamento terziario dell effluente, mediante la fornitura e posa in opera di macchinari alloggiati su basamenti in c.a. o in vasche prefabbricate e facilmente amovibili, per una rapida istallazione, rimanendo sempre nell area interna all attuale recinzione.

4 LABORATORI S.P.A. Pag. 4 di IMPIANTO ESISTENTE Secondo quanto riportato nella Relazione tecnica per autorizzazione allo scarico Rev. 01 (Acea Ato5, giugno 2009), l impianto di depurazione Pratillo a servizio del Comune di Frosinone è costituito da due linee di trattamento a fanghi attivi ad ossidazione totale, dimensionate per una popolazione di a.e. e per una portata media di 375 mc/h. Attualmente, tuttavia, sulla base delle analisi dei reflui in ingresso, il carico in ingresso risulta pari a circa a.e. con una portata media di tempo asciutto di circa 750 mc/h, ben più alta di quella autorizzata, per via di un elevato valore di infiltrazioni di acque di falda nella rete fognaria afferente. Il ciclo di trattamento si articola nelle seguenti fasi operative: Stazione di arrivo con grigliatura grossolana e sollevamento iniziale (al di fuori dell area dell impianto); Grigliatura fine (2 linee); Dissabbiatura tipo Pista (1 linea); Ossidazione-Nitrificazione (2 linee); Sedimentazione secondaria (4 linee); Clorazione (1 linea); Ispessimento fanghi (1 linea); Disidratazione meccanica tramite nastropressa (1 linea); Letti di essiccamento di emergenza. Sulla base delle verifiche effettuate, si riscontra che l impianto presenta notevoli limiti dimensionali e tecnologici e non è in grado quindi di rispettare i limiti previsti dalla normativa vigente (Tabelle 1 e 2 Allegato 5 - Parte III del D.Lgs. 152/06). Le volumetrie delle vasche di ossidazione risultano sufficienti all abbattimento dei carichi attuali, fino a a.e. nel rispetto dei limiti previsti dal D.Lgs. 152/06 - Tabella 3 Allegato 5, garantendo altresì l ossidazione totale dei liquami. Tuttavia, date le restrizioni dei limiti di legge sui nutrienti (azoto e fosforo), l impianto risulta sprovvisto di una sezione di denitrificazione dei liquami. Inoltre, le vasche sono provviste di aeratori superficiali a turbina che, sebbene funzionanti ed efficaci nell ossidazione, risultano causa di produzione di aerosol batterici e rumore.

5 LABORATORI S.P.A. Pag. 5 di 36 La sezione di sedimentazione secondaria, rispetto all attuale portata in ingresso (750 mc/h), risulta ampiamente sottodimensionata, presentando una velocità ascensionale alla portata media trattata troppo elevata per garantire un adeguato livello di efficienza di rimozione dei solidi. La verifica dell unità di disinfezione esistente ha mostrato che le volumetrie disponibili sono appena sufficienti a garantire un adeguato abbattimento degli agenti patogeni presenti nel refluo (circa 10 min alla Qm) INTERVENTO PROPOSTO L intervento in progetto prevede l adeguamento del comparto biologico (denitrificazione-ossidazione e sedimentazione finale) e l inserimento di un nuovo comparto di trattamento terziario mediante filtrazione a dischi al fine di migliorare le caratteristiche qualitative dello scarico, consentendo il rispetto dei limiti previsti dalle Tabelle 1 e 2 Allegato 5 - Parte III del D.Lgs. 152/06, che fanno riferimento ad impianti con potenzialità superiore a abitanti equivalenti ricadenti in aree sensibili. Nello specifico, si prevede la sostituzione degli aeratori superficiali presenti nelle vasche di ossidazione con un sistema di aeratori/miscelatori sommersi ad areazione intermittente in grado di alternare le fasi di denitrificazione e di ossidazione nitrificazione garantendo un'efficace rimozione del carico azotato, indispensabile per il rispetto dei limiti previsti dalla Tabella 2 del D.Lgs. 152/06. Il sistema, molto flessibile, non necessita di ulteriori incrementi di volume né di sezionamenti dei comparti esistenti, produce una quantità di fanghi inferiore rispetto ad un sistema tradizionale e non richiede il ricircolo dei nitrati. Il potenziamento della sezione di sedimentazione finale, attualmente insufficiente a trattare i carichi idraulici in ingresso, prevede l inserimento all interno dei bacini esistenti di un sistema a pacchi lamellari così da incrementare la superficie utile di sedimentazione e ridurre la velocità di risalita ad un valore ottimale in modo da ottimizzare l efficienza di rendimento dell unità. Si prevede inoltre di sostituire i ponti aspiranti attualmente installati con unità più performanti in quanto un efficiente estrazione del fango sedimentato è fondamentale per il corretto funzionamento del comparto e per evitare l eventuale intasamento dei pacchi lamellari. Infine, la nuova sezione di filtrazione, che si compone di n. 2 filtri a disco (luce di passaggio 25 μm) ciascuno alloggiato in una vasca in acciaio inox, sarà installata

6 LABORATORI S.P.A. Pag. 6 di 36 sull area libera adiacente la vasca di clorazione esistente, che continuerà a funzionare come trattamento di disinfezione finale. L intervento prevede inoltre: la demolizione della vasca prefabbricata e della vasca di contenimento dell ipoclorito esistenti; la rimozione e sostituzione delle canalette in acciaio nelle vasche di sedimentazione; il rialzo del fondo del canale di uscita dalla sedimentazione per un altezza di circa 0,50 m; il rialzo delle pareti del canale di uscita e delle vasche di sedimentazione per un altezza di circa 0,20 m; l inserimento di una lama di sfioro sulla soglia in uscita dalla clorazione per la misura della portata trattata; la realizzazione di n. 2 vasche per il contenimento dei serbatori del cloruro ferrico di dimensioni 2,00x2,00 m e di n. 1 vasca 3,00x3,00 m per il contenimento del serbatoio dell ipoclorito; la realizzazione della struttura di alloggiamento dell unità di filtrazione; i collegamenti idraulici di processo; le opere di adeguamento degli impianti elettrici.

7 LABORATORI S.P.A. Pag. 7 di INQUADRAMENTO TERRITORIALE 2.1. LOCALIZZAZIONE L intervento in progetto ricade all interno dell impianto di depurazione Pratillo, situato nella zona meridionale del Comune di Frosinone in località Pratillo sulla sponda destra del Fiume Cosa. L impianto è facilmente raggiungibile percorrendo la SR156 Via dei Monti Lepini, proseguendo su via Licino Refice e via Fornaci per poi svoltare sulla strada comunale via Pratillo. In particolare, le opere in progetto risultano ubicate sull area libera adiacente la vasca di clorazione. In annesso alla presente relazione è riportata la documentazione fotografica inerente le aree oggetto di intervento. Impianto di depurazione Pratillo Figura 1 Area di intervento

8 LABORATORI S.P.A. Pag. 8 di CRITERI DI PROGETTAZIONE 3.1. RACCOLTA DEI DATI Per la redazione del progetto ci si è avvalsi di tutti i documenti e fonti già esistenti presso i vari uffici comunali e presso Acea Ato5 SpA. Più precisamente: Cartografia Tecnica Regionale - scala 1:10.000; Planimetria e sezioni impianto di depurazione Pratillo RILIEVI EFFETTUATI È stato eseguito un rilievo plano-altimetrico sull area di ubicazione della nuova sezione di trattamento in progetto e sono stati condotti alcuni sopralluoghi sulle aree oggetto di intervento. In particolare, il piano quotato dell area di ubicazione delle opere è stato restituito in scala 1:200 unitamente al rilievo della vasca di disinfezione esistente e dei pozzetti di ingresso e di uscita ad essa adiacenti che risultano interessati, anche marginalmente, dal presente progetto. Il risultato ha costituito il supporto topografico utilizzato per la progettazione ed ha permesso di individuare nel dettaglio le quote del terreno, i manufatti e le strade attualmente presenti sull impianto, nonché di valutare correttamente le interferenze con le opere in esercizio.

9 LABORATORI S.P.A. Pag. 9 di PORTATE E CARICHI AFFLUENTI In base alle rilevazioni effettuate da Acea Ato5, la portata media di tempo asciutto in arrivo alla stazione di sollevamento a monte dell impianto di depurazione è pari a circa 750 mc/h. Per quanto riguarda il carico organico dei reflui in ingresso all impianto, si riportano in Tabella 1 i valori delle concentrazioni dei principali parametri inquinanti, ad cui si evince l elevata diluizione a causa delle infiltrazioni di acque parassite nella rete fognaria. Poiché il numero di campioni disponibili risulta troppo basso per effettuare una elaborazione statistica attendibile, in favore di sicurezza si è considerato come valore di progetto il valore massimo dei carichi in ingresso. Tabella 1 - Valori dei carichi in ingresso data ph BOD 5 COD SST N-NH mg/l O 2 mg/l O 2 mg/l mg/l N-N 4 + Ntot mg/l Ptot mg/l P 03/01/2012 7, ,2 29/02/2012 7, ,6 20/03/2012 7, ,2 38 < 0,5 17/04/2012 7, ,3 30 1,2 15/05/2012 8, ,3 40 1,0 19/06/2012 7, ,3 36 1,6 03/07/ ,3 18/09/2012 7, ,8 59 1,3 02/10/ ,3 20/11/2012 7, ,2 29 2,3 04/12/ ,2 10/01/2013 7, , /02/2013 7, ,9 30 < 0,5 20/03/2013 7, ,2 40 < 0,5 MEDIA 7, ,6 36 1,90 MAX 8, ,8 59 3,20 MIN 7, ,3 18 1,00 La popolazione risultante in termini di abitanti equivalenti (corrispondenti alla produzione di 60 gbod 5 /ab/d) ottenuta dal calcolo è pari a circa abitanti equivalenti, con un contributo idrico procapite di 540 l/ab/d. La dotazione idrica lorda riscontrata (considerato il 20% di perdite in rete di distribuzione) pari a circa 670 l/ab/d, nettamente superiore a quella prevista nel

10 LABORATORI S.P.A. Pag. 10 di 36 P.R.G.A. (350 l/ab/d), conferma la forte presenza di un contributo aggiuntivo rispetto a quello civile, da imputare a infiltrazioni di acque parassite all interno della rete fognaria afferente all impianto di depurazione PARAMETRI DI PROGETTO I parametri assunti a base della progettazione di breve termine dell impianto di depurazione Pratillo di Frosinone, lievemente più cautelativi rispetto ai carichi e alle portate attuali, sono riassunti nella tabella 2. Tabella 2 - Parametri di progetto Parametro Quantità Unità di misura Popolazione servita ab. eq. Dotazione idrica 600 l/ab*d Coeff. di afflusso in fogna 0,8 Contributo idrico 480 l/ab*d Portata media nera (Qm) 800 mc/h Portata media nera (Qm) 222 l/s Portata di punta nera (Qpn = 1,35 Qm) 1080 mc/h Portata max al biologico Qbio = 1,5 Qm) 1200 mc/h Il contributo idrico medio di progetto è stato fissato in circa 480 l/ab/d stimando una dotazione idrica procapite di 600 l/ab/d, ipotizzando minimi interventi di risanamento della rete fognaria esistente. Di seguito sono riportati i valori dei diversi parametri di inquinamento in termini di produzioni specifiche di progetto (g/ab*d), nonché i valori degli apporti complessivi giornalieri (kg/d) e delle concentrazioni influenti (mg/l), ricavate dalle analisi effettuate in ingresso impianto, calcolati rispetto alla portata media giornaliera complessiva (Qm).

11 LABORATORI S.P.A. Pag. 11 di 36 Tabella 3 - Carichi inquinanti al depuratore Parametro g/ab*d mg/l kg/d BOD COD SST N tot P tot 2 4,2 80 Si noti come cautelativamente è stato adottato un valore di produzione specifica di azoto molto più alto di quello di letteratura, pari a 16 gn/ae/d, in linea con quanto riscontrato sulla base delle analisi effettuate in ingresso LIMITI DI EMISSIONE Il funzionamento dell impianto nel suo complesso sarà tale da garantire per i liquami depurati, in ogni condizione di carico, il rispetto dei valori previsti dalle Tabelle 1 e 2 Allegato 5 - Parte III del D.Lgs. 152/06, che fanno riferimento ad impianti con potenzialità superiore a abitanti equivalenti ricadenti in aree sensibili. Inoltre, il Piano di Tutela delle Acque (PTA) della Regione Lazio determina ulteriori prescrizioni in materia di acque e stabilisce che (art. 21 comma 2 delle Norme Tecniche di Attuazione) gli effluenti urbani degli agglomerati, ricadenti nel territorio del bacino del Fiume Sacco, con più di a.e. devono essere trattati relativamente al BOD 5, con un efficienza depurativa definita della seguente equazione: % efficienza = ((0,045 [carico in ingresso] + 14,843) 100/[carico in ingresso]). L applicazione di tale formula, considerato il carico organico di progetto in ingresso all impianto (124 mg/l) determina un valore di concentrazione limite di BOD 5 pari a 21 mg/l, inferiore rispetto a quello previsto dal D.Lgs. 152/06 (25 mg/l), con ciò rendendo il primo il valore limite di riferimento per la progettazione. In definitiva, l impianto Pratillo di Frosinone potrà rispettare i limiti di emissione riportati nella tabella seguente:

12 LABORATORI S.P.A. Pag. 12 di 36 Tabella 4 - Limiti di emissione garantiti in progetto Parametro Unità di misura Concentrazione BOD 5 mg BOD 5 /l 21 COD mg COD/l 125 Solidi sospesi (SST) mg SS/l 35 Azoto totale mgn/l 15 Azoto ammoniacale (N-NH 4 ) mgn/l 2 Azoto nitroso (N-NO 2 ) mgn/l 0,6 Azoto nitrico (N-NO 3 ) mgn/l 12 Fosforo totale (come P) mgp/l 2 Escherichia coli mgmpn/100ml CRITERI GENERALI I criteri seguiti nella progettazione hanno privilegiato da un lato una generale semplicità costruttiva, dall altro aspetti tecnologici e soluzioni innovative più recenti che, riducendo sensibilmente i volumi di processo, evitano di impegnare aree esterne all attuale recinzione, di proprietà privata. Sono state pertanto previste le migliori tecnologie disponibili sul mercato, l utilizzo di macchinari prodotti da primarie ditte costruttrici ad alta efficienza e basso consumo energetico, l adozione di strumenti di controllo automatico della gestione. Infine, vista la necessità di realizzare i lavori nel più breve tempo possibile, si è privilegiato l utilizzo di strutture prefabbricate di facile installazione, la cui realizzazione comporta minori tempi.

13 LABORATORI S.P.A. Pag. 13 di DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI DA REALIZZARE L intervento previsto in progetto, rappresentato in dettaglio nelle tavole grafiche, si compone delle seguenti opere principali: adeguamento delle vasche di ossidazione esistenti a sistema biologico alternato di nitrificazione-ossidazione-denitrificazione; potenziamento della sedimentazione secondaria mediante istallazione di pacchi lamellari e nuovo ponte va e vieni ; introduzione del trattamento terziario di filtrazione a dischi. A corredo, saranno realizzati i collegamenti idraulici di processo, le opere degli impianti elettrici e le sistemazioni esterne SISTEMA ALTERNATO DI NITRIFICAZIONE-DENITRIFICAZIONE Il processo a fanghi attivi rappresenta, in una versione ridotta ma notevolmente accelerata, il fenomeno naturale di rimozione biologica delle sostanze organiche ad opera dei microrganismi che utilizzano il substrato carbonioso e l azoto per il loro metabolismo ottenendo, così, nuova biomassa e l energia necessaria per la vita. Il trattamento biologico integrato a due stadi consiste, nella sua unitarietà, in un processo di denitrificazione seguito da una nitrificazione ed ossidazione del carbonio organico e viene effettuato in un'unica vasca. Ciascuna delle due linee di trattamento prevede, quindi, una fase di pre-denitrificazione seguita dalla fase di ossidazione nitrificazione all interno della medesima vasca. Di conseguenza, non si è previsto alcun intervento di tipo civile all interno delle vasche di ossidazione, ma è stata data la possibilità al gestore di alternare le fasi di denitrificazione e di ossidazione nitrificazione in modo da rendere il sistema flessibile mediante la modulazione del sistema di aerazione. I liquami miscelati preventivamente con i fanghi di ricircolo secondari (200% della portata media) entrano nella vasca in cui la fase di pre-denitrificazione si alterna alla

14 LABORATORI S.P.A. Pag. 14 di 36 fase di ossidazione- nitrificazione, senza la necessità di ricircolare il flusso di miscela aerata contenente nitrati (NO 3 ). Nella fase di denitrificazione, viene interrotta l alimentazione di ossigeno e si attiva il sistema di miscelazione in modo che l ambiente sia mantenuto privo di ossigeno disciolto (condizioni anossiche) per consentire l attivazione dei batteri eterotrofi denitrificanti. In tali situazioni, venendo a mancare l apporto esterno di ossigeno, la biomassa utilizza la capacità ossidativa dei nitrati provenienti dal ricircolo della miscela aerata, consentendo la riduzione di quest ultimo ad azoto gassoso, che viene ceduto all ambiente atmosferico. Il processo avviene sfruttando come fonte di carbonio quello contenuto nel liquame grezzo. La successiva fase di nitrificazione, prevede che l ambiente sia mantenuto in condizioni aerobiche per mezzo di un adeguato sistema di aerazione che, oltre a fornire l ossigeno necessario al processo di ossidazione dell ammoniaca e della sostanza organica, mantenga la concentrazione di ossigeno disciolto in vasca intorno a 2 mg/l. Il processo biologico di nitrificazione avviene grazie allo sviluppo di una flora batterica aerobica di tipo autotrofo che opera l ossidazione dell azoto ammoniacale (NH 4 ) ad azoto nitrico ed utilizza come fonte di carbonio la CO 2 contenuta nei liquami. Le velocità di crescita dei batteri autotrofi sono piuttosto basse e variano al variare della temperatura. Per questo, la nitrificazione si ottiene soltanto quando il tempo di ritenzione dei solidi nel sistema (età del fango) è sufficientemente elevato per permettere lo sviluppo dei batteri nitrificanti. Parallelamente alla nitrificazione, poi, avviene anche l ossidazione del carbonio organico contenuto nei liquami influenti (BOD 5 e COD) ad opera dei batteri eterotrofi aerobi. Il processo alternato consente un ottimale sfruttamento del nutrimento organico grazie all utilizzo per la denitrificazione del carbonio organico presente nei liquami grezzi; inoltre proprio l abbattimento iniziale del BOD 5 e del COD nella fase anossica determina una riduzione della richiesta di ossigeno in fase aerobica, con conseguenti risparmi energetici. Ogni vasca di trattamento sarà, quindi, equipaggiata con un miscelatore/aeratore (in sostituzione dei rotori superficiali attualmente installati) della potenza nominale di 30 kw che consente di effettuare sia la miscelazione in fase anossica di denitrificazione, sia l aerazione nella fase aerobica di ossidazione-nitrificazione. L ossigeno necessario al trattamento viene fornito per mezzo di n. 4 soffianti (di cui 2 unità di riserva) dotate di inverter che consentiranno di variare la portata d aria in funzione dell ossigeno disciolto.

15 LABORATORI S.P.A. Pag. 15 di 36 È previsto, infine, un sistema automatico di controllo dell aerazione composto per ogni linea- da due sonde per la misura dell ammoniaca e da due sonde per la misura dell ossigeno disciolto, poste direttamente in vasca; i segnali vengono raccolti da un PLC che agisce in continuo sull erogazione dell aria da parte delle soffianti RIMOZIONE DEL FOSFORO La depurazione biologica dei liquami provoca un abbattimento parziale del fosforo presente in entrata all impianto. E stata quindi prevista la possibilità di rimuovere il fosforo per via chimica fino ad un valore di 0,5 mg/l. Simultaneamente al processo di ossidazione si potrà procedere dunque alla co-precipitazione dei fosfati mediante aggiunta di cloruro ferrico in soluzione come coagulante da dosare in vasca di ossidazione, se necessario. Questo reattivo, oltre a richiedere bassi dosaggi (3,6 kgfe/kgp da rimuovere), favorisce i fenomeni di adsorbimento e bioflocculazione, producendo un fango con ottime caratteristiche di sedimentabilità e stabilità; inoltre, esso si adatta bene all ambiente pressoché neutro del reattore biologico e non genera quantità eccessive di fango chimico SEDIMENTAZIONE SECONDARIA La miscela aerata proveniente dalla vasca di ossidazione passa alla fase di sedimentazione secondaria, dove per effetto della decantazione la fase liquida si separa dai fiocchi di fango i quali subiscono un parziale ispessimento. La verifica della sezione di sedimentazione secondaria esistente ha mostrato che le vasche presentano una superficie utile ridotta rispetto ai carichi idraulici in ingresso, con conseguente una velocità ascensionale troppo elevata (circa 1,2 m/h alla Qm) per garantire un adeguato livello di efficienza di rimozione dei solidi. Per consentire l upgrading delle unità esistenti senza realizzare alcun tipo di opere civili si è previsto l inserimento nelle vasche di un sistema a pacchi lamellari. Questi consentono una rapida installazione all'interno delle vasche esistenti, incrementandone la superficie utile senza stravolgere la struttura del sedimentatore stesso.

16 LABORATORI S.P.A. Pag. 16 di 36 L incremento di superficie previsto, pari circa al 200% della superficie attualmente disponibile, garantisce la riduzione sia della velocità ascensionale sia del carico dei solidi ad un valore rispettivamente di 0.66 m/h e 245 kgss/mq*d alla portata media FILTRAZIONE A DISCHI A monte della fase di disinfezione finale, i reflui in uscita dalla sedimentazione saranno inviati ad una fase di filtrazione a dischi che consente la rimozione di un ulteriore aliquota di solidi sospesi. Inoltre, l unità di filtrazione garantisce sulla qualità dell effluente anche durante eventi meteorici straordinari, malfunzionamenti del trattamento biologico, manutenzioni delle vasche di sedimentazione, ecc.. Si prevede di sottoporre al trattamento terziario tutta la portata ammessa al trattamento biologico, pari a 1,5 volte la portata media di tempo asciutto (Qbio = mc/h). Il comparto di trattamento sarà realizzato installando n. 2 unità di filtrazione a dischi inserite in propri cassoni in acciaio inox e completato con tutte le tubazioni dei collegamenti idraulici di processo e di by-pass. La scelta di adottare una unità di filtrazione predisposta con la propria vasca di contenimento permette di ottenere una sensibile riduzione degli ingombri ed una maggiore semplicità di installazione senza la necessità di prevedere particolari opere civili. Il trattamento proposto si basa sull'utilizzo di elementi ognuno costituito da una serie di pannelli filtranti realizzati con tela avente spaziatura di circa 25 μm. Il refluo da trattare fluisce attraverso i pannelli dall interno verso l esterno ed il filtrato viene scaricato all esterno della macchina. I solidi trattenuti formano una pellicola biologica, costituita dalle sostanze sospese trattenute, che contribuisce a migliorare l efficienza di filtrazione: in questo modo il filtro opera ad intasamento progressivo fino al raggiungimento di un determinato livello idrico nel comparto di alimentazione dei dischi filtranti. Raggiunto tale livello idrico, la sonda di livello posizionata all interno avvia automaticamente il sistema di lavaggio: tale operazione avviene per mezzo di una pompa installata in prossimità dell unità di filtrazione con acqua prelevata a valle del trattamento terziario. L acqua di risulta dal controlavaggio dei filtri viene ricircolata in testa all impianto. Le apparecchiature saranno installate all esterno in prossimità della vasca di disinfezione finale con un ingombro previsto avente dimensioni 5,8 x 9,4 m.

17 LABORATORI S.P.A. Pag. 17 di APPARECCHIATURE ELETTROMECCANICHE Di seguito è riportato l elenco delle apparecchiature elettromeccaniche previste in progetto, con l indicazione dell ubicazione e del quantitativo di unità presenti, attive e di riserva. Ubicazione Item Descrizione Unità attive Unità di ris. Unità totali n n n Denitrificazionenitrificazione MX Miscelatore-aeratore 4-4 Denitrificazionenitrificazione CO Soffiante Denitrificazionenitrificazione ammoniaca Sistema di controllo ossigeno e OT Defosfatazione PP Pompa volumetrica per il dosaggio del cloruro ferrico Defosfatazione Serbatoio cilindrico 2-2 Sedimentazione secondaria CC Ponte del tipo "va e vieni" 4-4 Sedimentazione secondaria Pacchi lamellari 4-4 Filtrazione PM Paratoia motorizzata 3-3 Filtrazione FI 1-2 Stazione di filtrazione terziaria 2-2 Filtrazione ST 1 Misuratore di solidi sospesi 1-1 Clorazione LT 1 Misuratore di livello/portata 1-1 Clorazione Serbatoio cilindrico 1-1 Clorazione CL 1-2 Pompa volumetrica per il dosaggio dell ipoclorito di sodio Tot. impianto IMPIANTI ELETTRICI La potenza attualmente resa disponibile dall Ente Gestore locale (ENEL Energia), pari a 630 kw risulta sufficiente per la configurazione finale in progetto. Gli impianti elettrici, nella configurazione finale, si comporranno delle seguenti unità: quadri elettrici di bassa tensione (quadro di allaccio e 1 sezionamento, QGBT, quadri di avviamento MCC, quadri secondari); vie cavi principali e secondarie;

18 LABORATORI S.P.A. Pag. 18 di 36 impianto di terra; automazione locale e telegestione Quadri elettrici di bassa tensione I quadri elettrici dovranno essere del tipo PC ed MCC e saranno costituiti da scomparti ad elementi modulari prefabbricati realizzati in lamiera di acciaio. Ogni scomparto di avviamento risulterà costituito da: cella interruttori cella strumenti sbarre come già detto, le celle saranno segregate le une dalle altre. I componenti per la protezione della singola unità funzionale di potenza saranno del tipo NON ESTRAIBILE. Sul campo dovranno essere installati dei quadri pulsantiere per il comando locale di ogni gruppo di utenze attraverso i quali sarà possibile effettuare il controllo in loco della funzionalità delle apparecchiature ed effettuare operazioni di manutenzione Linee in cavo Tutte le utenze sono servite da cavi in doppio isolamento del tipo FG7OR, di sezione e formazione opportuna, che dai quadri generali dovranno essere posati in tubazioni interrate o canalizzazioni metalliche esterne con le quali si realizzerà la distribuzione secondaria Impianto di messa a terra L impianto di messa dovrà essere realizzato tramite la posa nella sezione di posa del cavidotto, di una corda nuda in rame di sezione pari a 35mm 2. Tutti i quadri, principali e secondari dovranno possedere al loro interno una barra di rame con funzione di collettore di terra al quale verranno collegate la corda di rame, le masse delle utenze e tutte le masse estranee tra cui i ferri di armatura delle strutture in c.a

19 LABORATORI S.P.A. Pag. 19 di Automazione locale e telegestione Gli azionamenti elettromeccanici saranno centralizzati nei quadri generali MCC. Tuttavia esigenze operative imporranno un interfaccia per la supervisione e la telegestione. I quadri MCC saranno cioè corredati di morsettiere per i comandi, i controlli, le segnalazioni e gli allarmi che saranno riportati, tramite cavi multipolari nell armadio Morsettiera limite di fornitura installato nel locale tecnico/ufficio esistente, per la trasmissione in remoto.

20 LABORATORI S.P.A. Pag. 20 di CALCOLI IDRAULICI E DI PROCESSO Il presente capitolo contiene una descrizione generale delle procedure e delle formule principali utilizzate nel dimensionamento delle varie unità di trattamento. In annesso alla presente sono riportati il tabulato riassuntivo dei calcoli di dimensionamento delle singole unità di trattamento dell impianto NITRIFICAZIONE-DENITRIFICAZIONE Per il dimensionamento del processo biologico si è seguito il modello di calcolo ASCAM, proposto dall Istituto di Ricerca Sulle Acque (I.R.S.A.) del C.N.R., le cui equazioni sono illustrate di seguito. * Velocità specifica di denitrificazione (mgn-no 3 /mgssv*d): U D k D con: f S k D = velocità massima di denitrificazione (mgn-no 3 /mgssv*d) f S = fattore di sicurezza * Età del fango minima per la nitrificazione (d): con: A = velocità di crescita dei batteri autotrofi (1/d) b A = tasso di decadimento batteri autotrofi (1/d) C 2 f S b A A * Concentrazione dei solidi in vasca di ossidazione (mgss/l): b X XR b 1 con: X R = concentrazione dei solidi nel ricircolo (mgss/l) b = rapporto di ricircolo secondario = Q R /Q

21 LABORATORI S.P.A. Pag. 21 di 36 M M M 0 2 x * Rapporto di ricircolo interno: a b 1 con: M 0 = azoto ammoniacale influente (mgn-nh 4 /l) M 2 = azoto ammoniacale effluente (mgn-nh 4 /l) M x = azoto nei fanghi (mg/l) N 2 = azoto nitrico effluente (mgn-no 3 /l) N 1 = azoto nitrico nel reattore anossico (mgn-no 3 /l) N N 2 1 * Tempo di residenza idraulico nel reattore anossico (d): a N DO a b N b N U X D con: DO = concentrazione di ossigeno disciolto in vasca di ossidazione (mg/l) * Tempo di residenza idraulico totale (d): = con: 2 = tempo di residenza idraulico nel reattore aerobico (d) * Età del fango (d): C X Y S S b X H 0 2 H con: Y H = rendimento di crescita batteri eterotrofi (mgssv/mgcod) S 0 = COD influente (mg/l) S 2 = COD effluente finale (mg/l) b H = tasso di decadimento batteri eterotrofi (1/d)

22 LABORATORI S.P.A. Pag. 22 di 36 2 * Età del fango minima per la nitrificazione (d): C2 C * Produzione specifica di fanghi (mgssv/l): W Y S S b X H 0 2 H * Azoto incorporato nei fanghi (mgn/l): M W f con: f n = contenuto di azoto nei fanghi (0,1 mgn/mgssv) x n * COD rimosso in denitrificazione (mg/l): S S S c U X D 1 con: S1 = COD uscente dalla denitrificazione (mg/l) c = richiesta di substrato per la denitrificazione (6 mgcod/mgn-no3) * Produzione fanghi nitrificazione (kgss/d): Px2 Q W2 con: Q = portata media influente (mc/d) W 2 = produzione specifica fanghi nitrificazione (mgssv/l) * Volume di denitrificazione (mc): Q 1 1 * Volume di ossidazione/nitrificazione (mc): Q 2 2

23 LABORATORI S.P.A. Pag. 23 di 36 * Richiesta reale di ossigeno (kgo 2 /d): AOR...Q S S f P Q R M M M 1 2 v x2 0 2 x con: f v = fabbisogno di ossigeno per la biomassa (1,48 mgcod/mgssv) R = fabbisogno di ossigeno per la nitrificazione (4,57 mgo 2 /mgn-nh 4 ) * Richiesta di ossigeno in condizioni standard (kgo 2 /d): SOR... AOR Csl DO T con: C sl = concentrazione di saturazione dell ossigeno alla temperatura di progetto (mg/l) T = temperatura di progetto in vasca di ossidazione ( C) * Portata d aria da fornire in condizioni standard (Nmc/d): SOR... Q aria con: rendimento dei diffusori in servizio (si tiene conto dello sporcamento attraverso un coefficiente riduttivo pari a 0,8) 5.2. SEDIMENTAZIONE SECONDARIA Per il dimensionamento della vasca di sedimentazione bisogna tenere conto, oltre che del tempo di ritenzione e della velocità ascensionale della corrente, anche del carico dei solidi (o flusso solido), che rappresenta la quantità di solidi che passano nell unità di tempo attraverso l unità di superficie della vasca.

24 LABORATORI S.P.A. Pag. 24 di 36 Questo parametro risulta molto importante per ottenere una buona sedimentazione ed un effluente limpido: a questo proposito si è scelto un valore del carico dei solidi con riferimento alla portata massima non superiore a 220 kgss/mq*d, anche alla luce di dover rispettare i nuovi limiti allo scarico per i solidi sospesi totali (35 mg/l). * Superficie reale di sedimentazione (mq): S ( Q Q ) X p CS R max con: Q p = portata di punta nera (massima ammessa al biologico) (m/d) Q R = portata di ricircolo secondario (mc/d) X = concentrazione dei solidi in vasca di ossidazione (kgss/mc) CS max = carico dei solidi alla portata massima (kgss/mq*d) * Velocità ascensionale (carico idr. superf.) (m/h): Cis Q S * Carico sullo stramazzo (mc/m*d): C con: L str = lunghezza di sfioro (m) str Q L str

25 ANNESSO A CALCOLI DI DIMENSIONAMENTO NUOVE UNITÀ

26 D126D_Dimensionamento impianto DIMENSIONAMENTO tab 1-2 DLgs 152 DATI DI PROGETTO Popolazione servita ab. eq Dotazione idrica l/ab*d 600 Coeff. di afflusso in fogna 0.8 Contributo idrico l/ab*d 480 Coeff. di punta nera in tempo asciutto Coeff. di portata massima al biologico 1.50 PORTATE mc/h mc/d l/s Portata media nera Qm Portata di punta nera Qpn Portata max al biologico Qbio INQUINANTI IN INGRESSO gr/ab*d mg/l kg/d BOD COD SST N tot P tot LINEA LIQUAMI FANGHI ATTIVI NITRO-DENITRO Fattore di sicurezza, fs 1.70 Ossigeno disciolto mg/l 2.0 Temperatura di progetto C 13 ph 7.6 Rapporto di ricircolo secondario (b) 1.0 Portata med di ricircolo fanghi secondari l/s - mc/h Portata max di ricircolo fanghi secondari l/s - mc/h Rapporto SSV/SST 0.75 Concentrazione solidi in vasca, X mgss/l Concentrazione biomassa in vasca, Xv mgssv/l Concentrazione di ricircolo, X(R) mgss/l Coefficienti caratteristici: a 20 C in c. o. Y(H) mgssv/mgcod b(h) 1/d (A) 1/d ,36-0,65 1 di 5

27 D126D_Dimensionamento impianto DIMENSIONAMENTO tab 1-2 DLgs 152 b(a) 1/d k(d) mgn-no 3 /mgssv*d ,05-0,20 gn-no 3 /kgss*h ,3-7 U(D) = k(d)/fs mgn-no 3 /mgssv*d 0.04 Inquinanti: rendim. atteso (%) conc. effluente (mg/l) valore limite (mg/l) BOD5 90% 13 < 21 COD 92% 23 < 125 SST 85% 30 < 35 P tot 47% 2.2 < 10 N ammoniacale effluente (M2) mg/l 2 < 12 N nitrico nel reattore anossico (N1) mg/l 0 N nitrico effluente (N2) mg/l 12 Azoto incorporato nei fanghi di supero mgn/l 6.3 Azoto incorporato nei fanghi di supero mgn/l 6.3 qc2 per nitrificazione d 13.3 qc2 per nitrificazione d 13.3 Comparto biologico: Tempo Tempo Volume resid. (d) resid. (h) (mc) Vasca di denitrificazione 0.29 (Vden/Vtot) Vasca di ossidazione Totale comparto biologico Fattore di carico organico kgbod5/kgss*d ,05-0,15 Fattore di carico volumetrico kgbod5/mc*d ,2-0,6 Età del fango d Rapporto di ricircolo interno (a) 0.1 Portata max di ricircolo miscela aerata l/s - mc/h Tempo minimo di residenza denitrificazione min 72 > 45 Produzione specifica fanghi mgssv/l 63 Produzione fanghi biologici kgss/d Fanghi inerti con l'influente % 30% Produzione fanghi totali kgss/d % Produzione fanghi "netti" kgss/d - g/ab*d Produzione fanghi "netti" kgss/kgss ,03-0,07 Produzione fanghi "netti" kgss/kgbod ,60-0,75 COD dopo denitrificazione mg/l 213 Produzione fanghi nitrificazione kgss/d 464 Energia specifica da fornire in denitrif. W/mc Potenza necessaria miscelatori kw 18.7 Richiesta reale di ossigeno (AOR) kgo 2 /d - kgo 2 /h di 5

28 D126D_Dimensionamento impianto DIMENSIONAMENTO tab 1-2 DLgs 152 Richiesta reale di ossigeno (AOR) kgo 2 /kgbod 2.5 1,5-2,0 Temperatura di progetto fanghi 20 Coefficiente di punta 1.5 PRECIPITAZIONE CHIMICA DEL FOSFORO Fosforo desiderato in uscita mg/l 0.5 < 2 Fosforo da abbattere mg/l - kgp/h Dosaggio ferro kgfe/kgp abb ,8-3,6 Fango chimico prodotto kgss/kgp abb kgss/d 262 Fe in soluzione di cloruro % in peso 40% Dosaggio cloruro ferrico alla Qm l/h 7.5 Dosaggio giornaliero l/d 179 Riserva funzionale d 14 Volume stoccaggio mc 2.5 SEDIMENTAZIONE SECONDARIA Carico dei solidi alla Qp kgss/mq*d < 200 Carico dei solidi alla Qm kgss/mq*d Carico dei solidi alla Qbio kgss/mq*d 150 < 200 Velocità ascenzionale alla Qm m/h ,7-1,2 Velocità ascenzionale alla Qpn m/h ,7-2,0 Velocità ascenzionale alla Qbio m/h ,7-2,0 N di sedimentatori 4 Altezza utile media m 3.0 > 2,5 Larghezza utile m 5.0 Lunghezza utile m 35.0 Superficie reale mq 700 Incremento superficie pacchi lamellari mq 519 Volume complessivo mc Rapporto lunghezza/larghezza Rapporto lunghezza/profondità 1.7 <10-15 Tempo di ritenzione alla Qm h 1.3 Tempo di ritenzione alla Qpn h Tempo di ritenzione alla Qbio h Perimetro di sfioro m 52 Carico sullo stramazzo alla Qm mc/m*d 92 < 125 Carico sullo stramazzo alla Qpn mc/m*d 125 < 250 Carico sullo stramazzo alla Qbio mc/m*d 138 < di 5

29 D126D_Dimensionamento impianto DIMENSIONAMENTO tab 1-2 DLgs 152 FILTRAZIONE Inquinanti: rendim. atteso (%) conc. effluente (mg/l) valore limite (mg/l) BOD5 80% 3 < 20 COD 60% 9 < 100 SST 78% 7 < 25 Coefficiente di punta Q = *Qm Portata massima alla filtrazione mc/h Conc. entrata BOD 5 mg/l Conc. BOD 5 uscita filtrazione mg/l Conc. BOD 5 effluente finale mg/l N di filtri attivi 2 N di filtri di riserva 0 Capacità di filtrazione unitaria mc/h 600 Fango terziario prodotto kgss/d 445 Portata acqua di lavaggio % della Qm 5.1% 1,0-2,0 Portata acqua di lavaggio mc/d - l/s DISINFEZIONE CON IPOCLORITO DI SODIO Altezza idrica m 1.60 Larghezza vasca m 5.00 N di canali 4 Larghezza canali m 3.90 Area vasca mq 86 Volume vasca mc 137 Lunghezza vasca al netto dei setti interni m 17 Lunghezza setti m 4.0 Volume di calcolo totale mc 137 Lunghezza percorso m 23.4 Tempo di contatto alla Qm min Tempo di contatto alla Qpn min 8 Tempo di contatto alla Qbio min Velocità orizzontale a Qm m/min ,5 Velocità orizzontale a Qpn m/min 2.9 Velocità orizzontale a Qbio m/min 3.2 media punta Conta Coliformi Totali prima della disinfezione MPN / 100ml 1.00E E+03 Standard effluente MPN / 100ml di 5

30 D126D_Dimensionamento impianto DIMENSIONAMENTO tab 1-2 DLgs 152 Richiesta immediata di cloro mg/l da lett. Richiesta cloro per decadimento mg/l da lett. Concentrazione residua di cloro mg/l <0.2 CRt mg*min/l Dosaggio cloro mg/l media punta Dosaggio ipoclorito di sodio mg/l Ipoclorito in soluzione commerciale % in peso 12% 12% 12-15% Dosaggio ipoclorito l/h Dosaggio ipoclorito l/min Dosaggio giornaliero l/d Volume stoccaggio mc Riserva funzionale d di 5

31 ANNESSO B DOCUMENTAZIONE FOTOGRAFICA

32 Figura 2 Linea biologica (vasca di ossidazione e sedimentatore secondario) Figura 3 Particolare sistema di aerazione superficiale in vasca di ossidazione

33 Figura 4 Vasca di sedimentazione secondaria Figura 5 Particolare carroponte va e vieni

34 Figura 6 Particolare stramazzi Thompson in uscita dalla sedimentazione secondaria Figura 7 Particolare canaletta di raccolta effluente dai sedimentatori

35 Figura 8 Area disponibile per l installazione unità di filtrazione terziaria Figura 9 - Area disponibile per l installazione unità di filtrazione terziaria

36 Figura 10 Vasca di disinfezione Figura 11 Particolare soglia di sfioro in uscita dalla vasca di disinfezione