Relazione di processo

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2 COMUNE DI CASTIGLION FIORENTINO (Provincia di Arezzo) APPROVVIGIONAMENTO IDRICO DELL INVASO DI MONTEDOGLIO SCHEMA IDRAULICO DI CASTIGLION FIORENTINO COSTRUZIONE DELL IMPIANTO DI POTABILIZZAZIONE DI CASTIGLION FIORENTINO PROGETTO DEFINITIVO

3 Sommario 1 PREMESSA LO SCHEMA GENERALE DI APPROVVIGIONAMENTO IL PROGETTO PRELIMINARE IL PROGETTO DEFINITIVO PARAMETRI DI PROGETTO PORTATA NOMINALE DEL NUOVO IMPIANTO DI POTABILIZZAZIONE DI CASTIGLION FIORENTINO LA NORMATIVA PER LE ACQUE DESTINATE AL CONSUMO UMANO LA QUALITÀ DELLE ACQUE PROVENIENTI DALL INVASO DI MONTEDOGLIO FILIERA DI PROGETTO FILIERA DI TRATTAMENTO PREVISTA NEL PROGETTO PRELIMINARE CONSIDERAZIONI SULLA FILIERA DI TRATTAMENTO Pre trattamenti Pre ossidazione Coagulazione e Flocculazione Separazione solido liquido Adsorbimento su carbone attivo Disinfezione finale FILIERA DI TRATTAMENTO SCELTA DESCRIZIONE DEL PROCESSO E DATI DI PROGETTO ADDUZIONE ALL IMPIANTO DI POTABILIZZAZIONE RIDUZIONE DELLA PRESSIONE E REGOLAZIONE DELLA PORTATA DI ALIMENTAZIONE PRE AREAZIONE TORRINO DI CARICO Pre clorazione con biossido di cloro Correzione del ph con CO Ripartizione e misura della portata COAGULAZIONE CON POLICLORURO DI ALLUMINIO Descrizione del processo Dati di progetto FLOCCULAZIONE FLOTTAZIONE AD ARIA DISCIOLTA DAF Descrizione del processo Dati di progetto pag. 1

4 4.8 FILTRAZIONE RAPIDA SU SABBIA MONOGRANULARE SILICEA E PIROLUSITE Descrizione del processo Dati di progetto FILTRAZIONE SU CARBONI ATTIVI GRANULARI Descrizione del processo Dati di progetto CORREZIONE DEL PH CON SODA DISINFEZIONE FINALE CON BIOSSIDO DI CLORO Descrizione del processo Dati di progetto STOCCAGGIO ACQUA TRATTATA RILANCIO ALLA DISTRIBUZIONE RECUPERO ACQUE DI LAVAGGIO ISPESSIMENTO FANGHI Descrizione del processo Dati di progetto pag. 2

5 1 Premessa Il oggetto della presente trattazione è inserito nel progetto generale di adduzione di acqua dall invaso di Montedoglio da destinare ad uso idropotabile, ed in particolare nel progetto preliminare Impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino e rete acquedottistica redatto dall Ing. Francesca Menabuoni nel Luglio Il progetto preliminare è inserito nello schema progettuale generale di adduzione di acqua dall invaso di Montedoglio da destinare ad uso idropotabile, relativamente alle zone vulnerabili ai nitrati perimetrate con DCRT 3/2007 e ricadenti nell ATO 4. Tale studio prevede la realizzazione di un impianto di potabilizzazione a sud ovest del centro storico di Castiglion Fiorentino, lungo la S.P. n.27 di Castroncello Brolio nei pressi della località La Nave. prevede la realizzazione di un impianto di potabilizzazione a Castiglion Fiorentino per il trattamento dell acqua grezza in arrivo dall invaso del Montedoglio, e dei collegamenti idraulici per l approvvigionamento degli acquedotti della zona sud di Arezzo (frazioni di Pieve a Quarto, S.Andrea a Pigli, Rigutino, Vitiano) e dell acquedotto di Castiglion Fiorentino capoluogo. 1.1 Lo schema generale di approvvigionamento Lo schema generale di approvvigionamento è basato principalmente sull utilizzo della risorsa dell invaso di Montedoglio, sul fiume Tevere nei pressi di Sansepolcro, man mano che essa si renderà disponibile nei punti di consegna con il completamento dello schema di adduzione realizzato dall Ente Irriguo Umbro Toscano (EIUT), gestore dell invaso e dello schema irriguo ad esso collegato. Allo stato attuale di avanzamento dei lavori tale schema, che nelle previsioni arriverà in Umbria fino alla zona del Lago Trasimeno, è completo e attivo fino alla zona di Arezzo capoluogo. Una diramazione è in fase di completamento messa in servizio nella zona tra Arezzo, Castiglion Fiorentino, Cortona, fino a Tuoro sul Trasimeno. Alla fonte sopracitata si aggiungono le fonti locali di migliore qualità e disponibilità quantitativa, che verranno mantenute nel sistema di approvvigionamento. La loro funzione sarà di integrazione e riserva oppure, per quegli acquedotti che per la loro collocazione geografica ed orografica non permettono il collegamento con gli altri schemi principali di approvvigionamento, continueranno a costituire l unica fonte disponibile. pag. 3

6 1.2 Il progetto preliminare In particolare il progetto preliminare Impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino e rete acquedottistica redatto dall Ing. Francesca Menabuoni nel Luglio 2009, fornisce le indicazioni progettuali di pre dimensionamento dell impianto di potabilizzazione, del nuovo sistema di adduzione acquedottistica a servizio di Castiglion Fiorentino e delle frazioni sud di Arezzo, la scelta del tracciato delle nuove condotte idriche, oltre ad una panoramica delle problematiche e vincoli presenti nelle aree interessate dagli interventi Riassumendo, gli interventi previsti constano nella realizzazione di: 1. nuova condotta in pressione tra la cameretta di derivazione predisposta dall EIUT ed il nuovo impianto di potabilizzazione; 2. impianto di potabilizzazione; 3. condotta in pressione tra il nuovo impianto di potabilizzazione e la rete acquedottistica di Castiglion Fiorentino presso l impianto di sollevamento Il Pino, in loc. Molino Nuovo, che dovrà essere adeguato alla nuova configurazione; 4. condotta in pressione tra il nuovo impianto di potabilizzazione e le frazioni di Arezzo sud, posta all interno dello stesso scavo della condotta di cui al punto 1, fino alla condotta EIUT; le frazioni di Arezzo sud saranno poi raggiunte seguendo l andamento della linea EIUT; 5. impianti di sollevamento e opere accessorie presso l impianto di potabilizzazione a servizio delle condotte di cui ai precedenti punti 3 e 4, tra cui il potenziamento della condotta di collegamento tra l impianto Il Pino ed il serbatoio in loc. Cappuccini con una condotta DN200 idonea alle mutate condizioni di funzionamento del sistema. La principale opera programmata in questo sistema è la realizzazione del nuovo impianto di potabilizzazione in loc. La Nave. La potenzialità dell impianto è stata calcolata sulla base della domanda di picco futura e delle fonti di approvvigionamento esistenti e risulta in 80 l/s. 1.3 Il progetto definitivo Il presente progetto definitivo riguarda esclusivamente i lavori di costruzione dell impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino. pag. 4

7 L impianto provvederà al trattamento dell acqua grezza addotta attraverso lo schema di Montedoglio. La risorsa giungerà al nuovo impianto mediante una condotta di nuova realizzazione (esclusa dal presente progetto) e, una volta potabilizzata, sarà sollevata su una linea di spinta verso la rete acquedottistica di Castiglion Fiorentino. 2 Parametri di progetto 2.1 Portata nominale del nuovo impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino Secondo quanto riportato nello progetto preliminare del Luglio 2009 la potenzialità del nuovo impianto di potabilizzazione, calcolata sulla base della domanda di picco futura e delle fonti di approvvigionamento esistenti, risultava pari in 80 l/s (vedi tabella seguente). Tabella 1 Stima domanda idrica sistema Arezzo sud Castiglion Fiorentino (Progetto preliminare, Luglio 2009) Il presente progetto definitivo prevede, secondo le indicazioni della stazione appaltante, il dimensionamento dell impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino per una portata nominale di 40 l/s. In fase di progetto è stata prevista nella sede dell impianto un area di espansione per poter eventualmente provvedere con specifiche opere di trattamento al raddoppio della portata nominale trattata (80 l/s). pag. 5

8 Il processo di trattamento è dunque dimensionato per la portata nominale di 40 l/s, come riportato nel prospetto seguente. Regime di Impianto (l/s) Portata nominale (l/s) Portata idraulica max. (l/s) Portata filiera progetto definitivo Q1,n 40 Q1,max 40 Portata filiera di ampliamento (eventuale appalto futuro) Q2,n 40 Q2,max 40 Portata complessiva d impianto Qtot,n 80 Qtot,max 80 Tabella 2 Portate di progetto 2.2 La normativa per le acque destinate al consumo umano Il Decreto Legislativo n. 31 del 2 febbraio 2001, integrato dal D.L.vo n. 27 del 2 febbraio 2002, reca norme che modificano la disciplina riguardante la qualità delle acque destinate al consumo umano, in precedenza definita dal D.L.vo 236/1988. In particolare i citati Decreti Legislativi 31/01 e 27/02, tenendo conto delle recenti evidenze scientifiche, impongono divieto di deroga per parametri che presentino potenziale pericolo per la salute umana, ponendo l accento su alcuni parametri particolari quali l arsenico, idrocarburi policiclici aromatici, tetracloroetilene, tricloroetilene e cloruro di vinile con effetto dal Il D. Lgs. 31/2001 ha inoltre introdotto nuovi parametri da considerare tra i sottoprodotti derivanti dalla disinfezione delle acque (DBPs), e cioè: il cloruro di vinile, il bromato e il clorito. Il clorito è un sottoprodotto insieme al clorato del biossido di cloro mentre il cloruro di vinile, il TCE e THMs sono sottoprodotti del cloro, dosato sia in forma gassosa che come ipoclorito. Quest ultimo, in particolare può provocare anemia ed effetti al sistema nervoso soprattutto infantile. Riguardo alla massima concentrazione ammissibile per i DBPs, la Normativa Italiana si presenta piuttosto severa, fissando dei limiti piuttosto stetti sia per i DBPs del cloro (THMs) che per il DBP del biossido di cloro (clorito). La necessità di proteggere l acqua potabile nella rete di distribuzione, rende necessario l utilizzo di tali prodotti ossidanti/disinfettanti, poiché essi permettono di mantenere un residuo stabile nell acqua trattata. Proprio per garantire la qualità microbiologica dell acqua, nel Dlgs 31/2001 viene indicato un valore consigliato di cloro residuo non inferiore a 0.2 mg/l. In Tabella 3 vengono indicati i valori massimi per la concentrazione dei DBPs previsti dalla Normativa Italiana. A scopo di confronto, nella stessa tabella sono inseriti anche i valori limite indicati dalla pag. 6

9 succitata Direttiva Europea 98/83/CE, dall Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO, World Health Organization) e dall Agenzia di protezione ambientale americana, U.S. EPA ( U.S. Environmental Protection Agency). Dai valori riportati in tabella appare evidente come la concentrazione massima dei THMs sia bassa, molto più bassa di quanto indicato dalla Direttiva Europea 98/83/CE, di cui il Dlgs 31/2001 recepisce le indicazioni. La concentrazione massima dello ione clorio era originariamente fissata a 200 μg/l, ma l intervento del Decreto del Ministero della salute del 5 Settembre 2006, ha aumentato tale valore portandolo a 700 μg/l. DBP u.d.m. U.S. EPA (2003) TTHM μg/l 80 WHO (2004) ( componente ) i ( conc.max) < 1 i i Europa (98/83/CE) 100 (150 fino a 11/2008) Italia (D.lgs. 31/2001) (D.M. 5/9/06) 30 Cloroformio μg/l Bromofromio μg/l Clorodibromometano μg/l Bromodiclorometano μg/l Clorito μg/l 1000 ( 800) Clorato μg/l Tabella 3 Confronto concentrazione DBPs in diverse Norme Un concetto molto importante ribadito col D. Lgs. 31/2001 e s.m.i. è, inoltre, quello che la conformità dei vari parametri deve essere assicurata al contatore, per cui non sono stati introdotti solo limiti più stringenti, ma, cosa più importante, è esteso il concetto di impianto di potabilizzazione portando a racchiudere in tale insieme, per molti versi, anche la rete di distribuzione. Nelle tabelle seguenti si riportano le principali variazioni subentrate col D. Lgs. 31/2001 rispetto al precedente DPR 236/88. Parametro Unità di misura D.Lgs. Governo n 31 del 2/02/2001 Valore di parametro Direttiva CEE/CEEA/CE n 83 del 03/11/1998 Valore di parametro Escherichia coli (numero/100 ml) 0 0 Enterococchi (numero/100 ml) 0 0 Clostridium (numero/100 ml) perfringens (spore 0 0 DPR 236/88 CMA (concentrazione massima ammissibile) pag. 7

10 comprese) Conteggio delle colonie a 22 C Batteri coliformi a 37 C (numero/100 ml) Numero/100 ml (in bottiglia Numero/250 ml) Senza variazioni anomale Senza variazioni anomale Tabella 4 Confronto tra valori limite per i parametri microbiologici in acque ad uso umano: D.Lgs. 31/01, Dir. CEE n.83/98 e DPR 236/88. 0 Parametro Unità di misura D.Lgs. Governo n 31 del 2/02/2001 Valore di parametro Direttiva CEE/CEEA/CE n 83 del 03/11/1998 Valore di parametro DPR 236/88 CMA (concentrazione massima ammissibile) Acrilammide µg/l 0,1 0,1 Antimonio µg/l Arsenico µg/l Benzene µg/l 1 1 Benzo(a)pirene µg/l 0,01 0,01 Boro mg/l 1 1 Cadmio µg/l Cromo µg/l Rame mg/l Cianuro µg/l Epicloridrina µg/l 0,1 0,1 Fluoruro mg/l 1,5 1,5 1,5 Piombo µg/l Mercurio µg/l Nichel µg/l Nitrato (NO in base 3) mg/l Nitrito (NO in base 2) mg/l 0,5 0,5 0,1 Antiparassitari µg/l 0,1 (il valore per singolo 0,1 0,1 antiparassitario) Antiparassitari Totale µg/l 0,5 0,5 0,5 Idrocarburi policiclici aromatici µg/l 0,1 (Somma dei singoli IPA) 0,1 0,2 Selenio µg/l Tetracloroetilene µg/l , 2 dicloroetano µg/l 3 3 Trialometani µg/l 30 (Totale) 30 Bromato µg/l Clorito µg/l 700 Vanadio µg/l Cloruro di vinile µg/l 0,5 0,5 Tabella 5a Confronto tra valori limite per i parametri chimici ed indicatori in acque ad uso umano: D.Lgs. 31/01, Dir. CEE n.83/98 e DPR 236/88. pag. 8

11 Parametro Unità di misura D.Lgs. Governo n 31 del 2/02/2001 Valore di parametro Direttiva CEE/CEEA/CE n 83 del 03/11/1998 Valore di parametro DPR 236/88 CMA (concentrazione massima ammissibile) Alluminio µg/l Ammonio (NH4) mg/l 0,5 0,5 0,5 Cloruro mg/l Colore scala Pt Co Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale Conduttività µs/cm a 20 C Concentrazione ioni idrogeno Unità ph 6,5 e 9,5 6,5 e 9,5 Ferro µg/l Manganese µg/l Odore tasso di diluizione Accettabile per i consumatori e senza Accettabile per i consumatori e senza 2 a 12 C 3 a 25 C variazioni anomale variazioni anomale Ossidabilità mg/l O Solfato mg/l Sodio mg/l Sapore Carbonio organico totale (TOC) Torbidità Durezza Residuo secco a 180 C Disinfettante residuo (se impiegato) tasso di diluizione NTU (unità nefelometriche di torbidità) mg/l Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale Senza variazioni anomale Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale F (valori consigliati) 1500 (valore massimo mg/l 0,2 (valore consigliato) Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale Senza variazioni anomale Accettabile per i consumatori e senza variazioni anomale 20 2 a 12 C 3 a 25 C Tabella 3b Confronto tra valori limite per i parametri chimici e indicatori in acque ad uso umano: D.Lgs. 31/01, Dir. CEE n.83/98 e DPR 236/ La qualità delle acque provenienti dall invaso di Montedoglio 4 Le acque che dovranno essere trattate dall impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino provengono dall invaso di Montedoglio. Per avere un quadro della qualità dell acqua in ingresso sono state raccolte le analisi compiute sui campioni di acque all ingresso dell impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo (tale impianto tratta prevalentemente le acque in provenienti da Montedoglio a volte integrate con modeste quantità di acque superficiali dal F. Arno). pag. 9

12 Nella tabella seguente si riporta un quadro di sintesi dei principali parametri analizzati. Parametri n. campioni valore medio Temperatura valore minimo 8 10 (valori invernali) Valore massimo (valori estivi) Limite D. Lgs 31/2001 Unità di misura PH Unità PH Torbidità NTU SST (nostra stima) mg/l Unità algali (febbraio 2010) 459 (agosto 2007) C n. unità / ml Soss. Oss.(ossidabilità kubel) mg/l T.O.C senza variazioni mg/l anomale U.V Assorbanza Conducibilità μs/cm Ammoniaca (ammonio mg/l NH4) Nitriti mg/l Nitrati mg/l Fosfati mg/l Cloruri mg/l Solfati mg/l Rame mg/l Zinco mgr/l Ferro μgr/l Manganese μgr/l Alluminio Disciolto μgr/l Durezza valori consigliati F Escherichia Coli n / 100 ml Enterococchi n / 100 ml Coliformi Totali n / 100 ml? Clostridi n / 100 ml C.B n / 100 ml? Tabella 4 Quadro di sintesi dei principali parametri di qualità delle acque provenienti dall invaso di Montedoglio (parametri misurati all ingresso dell impianto di Poggio Cuculo ) I parametri chimici dell acqua sono quelli tipici di acque provenienti da lago e rappresentano una risorsa sostanzialmente di buona qualità. Gli unici parametri che presentano valori superiori ai limiti di legge sono il manganese, la torbidità e i parametri biologici. Nei grafici seguenti si riporta la serie storica di alcuni valori indicativi in sede progettazione. pag. 10

13 Ammoniaca (mg/l) Ammoniaca Lim. Ammoniaca Figura 1 Andamento dell ammoniaca all ingresso dell impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo alimentato dalle acque dell invaso di Montedoglio microgrammi/litro 150 Ferro Manganese Lim. Ferro Lim. Manganese Figura 2 Andamento del ferro e del manganese all ingresso dell impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo alimentato dalle acque dell invaso di Montedoglio pag. 11

14 6 Soss.Oss. Lim. Oss. Kubel Ph Lim. Inf. PH Lim. Sup. PH Sostanze Ossidabili (mg/l) Ph (Unità PH) Figura 3 Andamento delle sostanze ossidabili e del PH all ingresso dell impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo alimentato dalle acque dell invaso di Montedoglio 50 Torbidità Lim. Torbidità (DPR 236/88) 40 Torbidità (NTU) Figura 4 Andamento della torbidità all ingresso dell impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo alimentato dalle acque dell invaso di Montedoglio pag. 12

15 Dall analisi di tutti i dati raccolti emergono alcuni aspetti fondamentali: - l acqua da trattare è di ottima qualità e con caratteristiche piuttosto costanti nel tempo; - non esistono nel bacino idrografico del lago attività umane rilevanti o scarichi di particolare importanza; - non sono presenti pesticidi (nelle date monitorate); - ci sono alcune occasionali rilevazioni di manganese superiori ai limiti di legge; - le alghe sono state rilevate (nelle due date indagate) solo una volta, con una concentrazione di 457 u.a./ml, corrispondenti a u.a./l. Tale valore risulta abbastanza elevato ed è da considerarsi come uno dei maggiori parametri target dell impianto. - la torbidità è sempre contenuta, tranne in occasione di rare e temporalmente circoscritte (imputabili probabilmente alle manovre sul sistema di adduzione da parte dell Ente irriguo, la cui frequenza dovrebbe ulteriormente diminuire nel tempo con l ultimarsi degli interventi); - non sono stati rilevati protozoi. 3 Filiera di progetto 3.1 Filiera di trattamento prevista nel progetto preliminare Nello progetto preliminare Impianto di potabilizzazione di Castiglion Fiorentino e rete acquedottistica redatto dall Ing. Alessandro Berni nel Febbraio 2009 si fa riferimento alla seguente filiera di trattamento della acque provenienti dall invaso di Montedoglio. 1. Torrino di carico e pre aerazione 2. Pre clorazione e correzione del ph 3. Miscelazione Flocculazione Flottazione. 4. Filtrazione su carboni attivi granulari 5. Disinfezione finale con biossido di cloro 6. Stoccaggio acqua trattata e rilancio alla distribuzione. 7. Recupero acque di lavaggio 8. Ispessimento fanghi pag. 13

16 Figura 5 Rappresentazione della filiera di trattamento prevista nel progetto preliminare 3.2 Considerazioni sulla filiera di trattamento Pre trattamenti Nella filiera di trattamento proposta nel progetto preliminare non sono previsti pre trattamenti di nessun tipo: trattandosi di un acqua di lago la cosa può risultare accettabile. pag. 14

17 E stata comunque valutata la possibilità di inserire: 1. grigliatura di sicurezza 2. microstacciatura (20 40 µm) per la separazione delle alghe nel periodo estivo. Entrambe le possibilità sono state poi scartate per le seguenti ragioni. 1. L impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo, alimentato dalle acque dell invaso di Montedoglio tramite canalizzazione dell EIUT, non presenta problematiche relative a depositi grossolani pur non prevedendo sistemi di grigliatura. 2. La microstacciatura potrebbe determinare il possibile incremento dei fenomeni di lisi cellulare, con il conseguente rilascio di tossine che potrebbero verificarsi a seguito della rottura delle cellule durante la filtrazione. (WHO, 1999) Pre ossidazione La fase di pre ossidazione, specie in presenza di alghe, è spesso utilizzata per il miglioramento delle fasi di coagulazione e flocculazione, in quanto riduce il rivestimento organico e la stabilità delle microalghe, facilitandone quindi la rimozione. Tuttavia l inattivazione cellulare può accompagnarsi a fenomeni di lisi e rilascio di tossine. Non si tratta quindi di una scelta univoca e quando prevista, come nel nostro caso, può essere opportuno un monitoraggio delle ciano tossine in fase gestionale, quando si abbia la presenza di rilevanti concentrazioni algali (situazione peraltro assolutamente non frequente nel caso specifico). Come ossidante in fase di progettazione sono stati valutati e comparati gli effetti prodotti da biossido di cloro ed ozono. Biossido di cloro Non sono molti gli studi sull effettivo beneficio per la rimozione di cianobatteri e tossine. I cloriti generati in pre ossidazione con biossido di cloro, secondo la filiera di trattamento proposta, dovrebbero essere rimossi dai carboni attivi. Numerosi studi dimostrano che l esaurimento dei GAC ad opera dello ione Clorito è estremamente veloce al punto di sconsigliare in forma assoluta l utilizzo di tale soluzione impiantistica per la sua evidente diseconomia. Le evidenze tecniche e scientifiche sono molto numerose e di seguito si farà un breve cenno solo ad alcune. pag. 15

18 Le linee guida della EPA (US Environmental Protection Agency), l agenzia di protezione ambientale degli USA, Aprile 1999, su i sistemi di disinfezione per l acqua potabile, sconsigliano chiaramente l utilizzo dei GAC per la rimozione del Clorito. La rimozione del Clorito attraverso i carboni attivi sembra essere il risultato di processi di adsorbimento e riduzione chimica; a fronte di un alta efficienza di rimozione iniziale per adsorbimento, quando i siti attivi sono occupati, il meccanismo di rimozione che prevale è la riduzione chimica, quindi, sebbene la concentrazione di Cloriti in uscita dai GAC risulti bassa, la concentrazione dello ione Clorato (ClO3 ) risulta elevata, molto probabilmente come risultato di una reazione tra ione Clorito e Cloro libero. Le linee guida Canadesi del Federal Provincial Territorial Committee on Drinking Water, Maggio 2005, sconsigliano fortemente l utilizzo dei GAC per la rimozione del Clorito a causa dei brevi tempi di esaurimento, proprio per la ragione sopra descritta, infatti la rimozione iniziale molto alta dello ione Clorito esaurisce rapidamente i siti attivi del carbone portando questo ad un rapido esaurimento, e come sopra evidenziato, alla formazione di Clorato per il prevalere dei fenomeni di riduzione sui processi di adsorbimento. Uno studio condotto presso l Università della Virginia, USA (Christine Spada Ellenberger, and Robert C. Hoehn, 1999) evidenzia che la rimozione di ione Clorito sul carbone vergine è circa del 64%, ma in circa 6 mesi si arriva all esaurimento del GAC che non è praticamente più in grado di adsorbire il Clorito. Si può dunque concludere che la scelta dei GAC per la rimozione del Clorito, a causa della breve vita utile dei letti filtranti, degli alti costi operativi e della potenziale formazione di Clorato, non è praticabile (Dixon and Lee, 1991). Analoghi studi condotti presso il Potabilizzatore dell Anconella evidenziano l effetto prodotto dal clorito sulla durata del carbone attivo. In sostanza gli effetti positivi nella rimozione algale hanno come risvolto negativo la produzione di cloriti e quindi la riduzione della vita utile dei carboni attivi a valle del processo di trattamento. Nel nostro caso specifico tuttavia, la presenza di alghe e quindi la necessità di intervenire con forti dosaggi in preossidazione è un evento non frequente, per cui l effetto negativo evidenziato è sicuramente di secondaria importanza rispetto ai benefici conseguibili. Ozono E dimostrato il miglioramento dell efficacia di rimozione delle alghe (con successiva flottazione, filtrazione rapida o filtrazione lenta) con valori compresi fra il 75 e 95%. (Montiel e Weltè, 1998; Bauer et al, 1998). pag. 16

19 La pre ossidazione è anche efficace nella distruzione di alcune classi di tossine. Un potenziale problema connesso all utilizzo dell ozono come agente ossidante, è la formazione, in presenza di Bromuri all interno dell acqua da trattare, di Bromati, sottoprodotto considerato responsabile di favorire i tumori renali. Per questa ragione è stato definito un limite molto basso per i Bromati (10 µg/l). I bromati aumentano nelle acque trattate in funzione della concentrazione dei bromuri e della concentrazione di ozono applicato. Per acque con bassa concentrazione i TOC (1 mg/l e basse concentrazioni di Bromuri (inferiori a 0,1 mg/l) il trattamento ad ozono può essere comunque applicato (Sorlini S., 2001). La presenza inoltre dei GAC a valle del trattamento ad ozono assicurerebbe comunque valori di Bromati in uscita dall impianto ben al di sotto dei limiti di legge. Inoltre l utilizzo dell ozono come agente ossidante ha un effetto positivo anche sulla fase di filtrazione sui carboni attivi in quanto parte della materia organica viene ossidata in maniera tale da essere più facilmente adsorbibile dai carboni attivi stessi. La buona qualità delle acque da trattare e la necessità di ricorrere alla pre ossidazione solo in alcuni periodi dell anno non giustificano, a nostro parere, il ricorso ad una tecnologia costosa come quella del trattamento con ozono, stante il limite di 700 μg/l per i cloriti nelle acque destinate al consumo umano. Per questo abbiamo previsto nel progetto definitivo una pre ossidazione con biossido di cloro che è impiegato anche nella disinfezione finale Coagulazione e Flocculazione L efficacia dei processi di coagulazione flocculazione è influenzata dalle tipologie di alghe presenti nelle acque da trattare. Si hanno, per esempio, scarsi effetti in presenza di alghe a geometria allungata o filamentosa. In questi casi è molto efficace l uso di flocculanti debolmente anionici o non ionici. Qualora la separazione solido liquido sia affidata ad un processo di flottazione di tipo ad aria disciolta (DAF) sono richieste comunque dosi di coagulanti e flocculanti inferiori, rispetto ad altre forme tradizionali di separazione. Per migliorare la rimozione e la stabilità dei fiocchi è spesso utilizzato un basso dosaggio di polielettrolita, cosa che permette di utilizzare una inferiore dose di coagulante, o pag. 17

20 addirittura di solo polielettrolita (p.es. PACl) in dosi superiori. Nella coagulazione prima del DAF sono spesso utilizzati sistemi di dosaggio in linea. Si propone di adottare una coagulazione in linea con dosaggio di solo PACl a concentrazioni di circa 5 mg/l Separazione solido liquido Nella rimozione delle alghe la sedimentazione non è efficace sia per difficoltà di sedimentazione che per le possibili ricrescite all interno dello stesso bacino. DAF. Rappresenta una scelta che si sta consolidando negli anni, in particolare nella rimozione delle alghe e di acque a bassa torbidità. Efficace nella rimozione ha il suo punto debole nei consumi energetici compresi fra kwh/1000 mc, prevalentemente dovuti al ricircolo. Ottima nella rimozione delle alghe (80%) e nella cattura dei solidi (80 90%) specie sui solidi più sottili (Schofield, 2001). La vasca di flottazione è da prevedere di tipo rettangolare o quadrata per semplicità di costruzione, ridotto footprint, più semplicità di bilanciamento idraulico degli ingressi dalla flocculazione. Il carico idraulico superficiale tradizionale di riferimento è intorno ai 10 m/h, anche se oggi con opportuni accorgimenti per ridurre il trasporto di aria a valle è possibile giungere a m/h e addirittura 40 m/h. E da tenere presente che circa il 50% dei costi di gestione sono dovuti al sistema di ricircolo, che prevede la saturazione di aria con pressioni comprese fra 4 6 bar. La portata di ricircolo nella pratica comune è pari a 6 12% della portata in ingresso. I costi di mantenimento possono essere valutati in un aliquota annuale pari al 1 2% del costo di impianto. Impianti ben gestiti permettono di produrre un acqua con torpidità intorno a 1 NTU. In casi eccezionali è possibile raggiungere 0,5 NTU. In caso in cui la rimozione del materiale flottante avvenga con sistemi meccanici possono essere presenti perturbazioni fino a 2,5 NTU. Anche per questa ragione è preferibile il sistema di rimozione idraulico. Nella rimozione del Cryptosporidium è possibile garantire fino a 2,5 unità logaritmiche. La flottazione produce un flusso di fanghi con contenuto di solidi compreso fra 3 6%, che permette di disidratarli senza la necessità di una fase di ispessimento (Arnold, 1995). pag. 18

21 La filtrazione rapida come fase unica di separazione presenta alcuni elementi critici. La rimozione è scarsa in caso di alghe dotate di elevata motilità, possono proliferare sullo stesso mezzo filtrante, è possibile la lisi cellulare ed il rilascio di tossine durante la stessa filtrazione. Può invece fungere da fase di affinamento a valle, per esempio, della flottazione. In questo modo sarebbe possibile una gestione più economica ed efficiente dell impianto, infatti, nei periodi di scarsa presenza di alghe nelle acque in ingresso, potrebbe essere valutata la possibilità di bypassare la flottazione e di eseguire una filtrazione diretta, riducendo i costi di gestione del sistema. Nel nostro caso specifico la fase di filtrazione permetterebbe di rimuovere il manganese realizzando il mezzo filtrante in sabbia quarzifera con l aggiunta di pirolusite (biossido di manganese). Tramite il contatto con il biossido di manganese, il manganese ed il ferro solubili vengono infatti ossidati e possono quindi essere rimossi attraverso la filtrazione del precipitato. Si propone di adottare una flottazione ad aria disciolta seguita da un sistema di filtrazione rapida su sabbia e pirolusite Adsorbimento su carbone attivo I carboni attivi appaiono efficaci nella rimozione di numerose tossine. In particolare per la microcistina LR sono apparsi più efficienti i carboni a base di legno. L entità di adsorbimento delle tossine dipende dalla volume dei mesopori (fra 2 e 50 nm). Nel caso di processo biologicamente attivato i risultati sono migliori essendo la microcistina LR biodegradabile. L eventuale produzione di cloriti da pre disinfezione verrebbero normalmente adsorbiti dal GAC potendo rappresentare il parametro determinante l esaurimento dello stesso come già discusso nel paragrafo 2.2. Si propone di adottare un sistema di filtrazione su GAC tipo in pressione con una configurazione a flusso verticale Disinfezione finale Si propone di utilizzare come agente disinfettante il biossido di cloro come previsto nel progetto preliminare. pag. 19

22 3.3 Filiera di trattamento scelta In base alle considerazioni riportate nel paragrafo precedente è stata definita la seguente filiera di processo: 1. Riduzione di pressione e pre areazione 2. Pre ossidazione con biossido di cloro 3. Correzione del ph con CO 2 4. Coagulazione con Policloruro di Alluminio 5. Flocculazione 6. Flottazione ad aria disciolta DAF 7. Filtrazione rapida su sabbia monogranulare silicea e pirolusite 8. Filtrazione su carboni attivi granulari 9. Disinfezione finale con biossido di cloro 10. Stoccaggio acqua trattata e rilancio alla distribuzione. 11. Ispessimento fanghi e recupero acque di lavaggio Rispetto alla filiera definita nello progetto preliminare è stato deciso, in particolare, di inserire la filtrazione rapida su sabbia silicea monogranulare e pirolusite. Tale modifica consentirebbe nei periodi in cui le acque non presentano torbidità particolari (<10 NTU) di poter by passare la flottazione DAF. pag. 20

23 Ingresso acque da adduzione E.I.U.T. Rete fognaria Riduzione dipressione e Pre aerazione Torrino di carico Pre ossidazione Biossido di Cloro (HCl+ NaClO2) Trasporto con autobotte Polielettrolita organico Correzione PH Coagulazione Flocculazione Anidride Carbonica Policloruro di Alluminio Ispessimento fanghi Flottazione DAF Aria per saturatore Accumulo acque controlavate Ariaper controlavaggio Filtrazione in pressione (sabbia e pirolusite) Filtrazione in pressione (GAC) Soda caustica Correzione PH Disinfezione con ClO2 e accumulo finale Accumulo per lavaggio filtri e flottazione Reti di Castiglion Fiorentino Lineaacque Lineafanghi Linea reagenti Linea aria Figura 6 Rappresentazione della filiera di trattamento di progetto pag. 21

24 L acqua proveniente dall invaso del Montedoglio viene convogliata in un complesso sistema di adduzione gestito dall E.I.U.T. (Ente Irriguo Umbro Toscano) e perviene all impianto di potabilizzazione di progetto tramite la condotta di adduzione DN 300 di nuova realizzazione esclusa dal presente appalto. Tale condotta è dimensionata per rendere minime le perdite di carico e sfruttare al massimo la prevalenza residua al nodo di consegna E.I.U.T.. Secondo i calcoli idraulici di pre dimensionamento, in condizioni di esercizio, la prevalenza residua presso l impianto di trattamento può risultare maggiore di 5 bar. L acqua grezza in pressione sarà addotta al torrino di carico iniziale per alimentare l impianto. Data l elevata prevalenza idraulica, calcolata in condizioni di esercizio, è prevista l installazione, direttamente nella linea di alimentazione al torrino di carico, di un idonea valvola di riduzione di pressione del tipo a flusso avviato. La pressione residua sarà tale da consentire l alimentazione delle prime fasi di trattamento senza l impiego di sollevamenti elettromeccanici. Sempre nella linea di alimentazione al torrino è prevista l istallazione un dispositivo per la pre aerazione in linea dell acqua da trattare. Nel torrino di carico iniziale sarà inoltre effettuato l eventuale dosaggio del biossido di cloro necessario alla fase di pre clorazione. Il torrino avrà dimensioni opportune per ottenere un corretto tempo di contatto. Sempre nella suddetta vasca, tramite un sistema di spillamento sarà effettuato il dosaggio dell anidride carbonica per la correzione del ph. Successivamente verrà dosato direttamente in linea il PACl quale agente coagulante. Alla fase di miscelazione farà seguito una sezione di flocculazione, e successivamente l acqua sarà sottoposta a flottazione ad aria disciolta (DAF). Da tale sezione d impianto saranno separate, dai fanghi flottati, le acque chiarificate avviate alla successiva sezione di filtrazione rapida su sabbia e pirolusite che avverrà con un sistema in pressione. Anche la successiva fase di adsorbimento carbone attivo granulare avverrà sempre in sistema pressurizzato. Terminato il ciclo di trattamento, l acqua sarà inviata ad una doppia vasca di accumulo finale dove avverrà un eventuale correzione di ph con soda caustica e la disinfezione con biossido di cloro e successivamente sarà sollevata alla rete di distribuzione di Castiglion Fiorentino. A servizio della sezione di filtrazione in pressione (sabbia e carbone attivo granulare) è necessario predisporre una vasca di raccolta delle acque derivanti dal controlavaggio dei filtri, che sarà rinviata, mediante pompaggio, all ispessimento. La filiera di trattamento sarà dotata di misure della portata a cui asservire il dosaggio dei reattivi, e di tutta la strumentazione di regolazione e controllo dei parametri più significativi da rilevare per un efficace e affidabile trattamento agevolandone al massimo la gestione. pag. 22

25 I reagenti saranno stoccati in singoli serbatoi, inseriti in apposita vasca di contenimento, prevedendo tutti i necessari presidi di sicurezza quali schermi, o cuffie protettive, per le pompe dosatrici e docce antinfortunistiche. La posizione dei serbatoi sarà inoltre prevista in modo tale da agevolare nella massima sicurezza le operazioni di carico. Per la linea fanghi viene previsto sostanzialmente il recupero dei fanghi provenienti dalla flottazione e dalle acque di controlavaggio e il loro ispessimento a gravità, con eventuale dosaggio di polielettrolita organico, prima di essere avviati, tramite trasporto su autobotte, all impianto di trattamento reflui. 4 Descrizione del processo e dati di progetto 4.1 Adduzione all impianto di potabilizzazione La condotta di alimentazione dell impianto, oggetto di un altro appalto, è stata dimensionata come descritto di seguito. DATI DI PROGETTO DELLA TUBAZIONE DI ADDUZIONE ALL IMPIANTO (non inclusa nel presente appalto) Portata Q [l/s]: 80 Diametro D[mm]: 300 Lunghezza L[m]: 400 Quota arrivo Z [m slm]: 255 Carico residuo Hr [m slm]: Riduzione della pressione e regolazione della portata di alimentazione Le elevate pressioni previste nella condotta di adduzione all impianto rendono necessario prevedere un idoneo sistema di riduzione della pressione e di regolazione della portata in ingresso al torrino di carico dell impianto. Si prevede di installare sulla tubazione di alimentazione al torrino i seguenti dispositivi in successione: n.1 Valvola automatica di regolazione a membrana (RP W ), del tipo a singola camera di controllo con funzione di riduzione della pressione con circuito pilota di comando. Tale valvola pag. 23

26 consente di ridurre la pressione fino a circa 3 bar e di proteggere la valvola di regolazione di portata, installata immediatamente a valle da eventuali fenomeni di cavitazione. n.1 Valvola automatica di regolazione a membrana (RP W ), del tipo a singola camera di controllo con funzione di mantenimento del livello costante nel torrino addotto con circuito pilota di comando. Il livello dell acqua nel torrino è fissato per fornire all impianto la portata di progetto di 40 l/s. Per le specifiche tecniche di suddette valvole si rimanda all elaborato Disciplinare descrittivo e prestazionale. 4.3 Pre areazione La pre aerazione risulta un trattamento efficace soprattutto per la rimozione dei composti volatili e gassosi ma anche dei composti organici volatili connessi alla decomposizione algale (WHO, 1999). Tali composti potrebbero essere presenti nelle acque in ingresso all impianto provenienti dall invaso di Montedoglio. Prima del recapito delle acque nel torrino di carico è dunque prevista, direttamente sulla condotta di ingresso, una pre aerazione in linea tramite un miscelatore statico tipo Sulzer (MX W ) nel quale viene direttamente immessa l aria in pressione. La concentrazione minima di ossigeno prevista a valle del trattamento è pari a circa 3 mg/l di O 2. Non si prevede un impiego continuo della pre aerazione, ma solo nei casi in cui le acque in ingresso presentino un basso tenore di ossigeno disciolto. A titolo di esempio le acque in ingresso all impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo (Arezzo), che tratta le acque provenienti dall Invaso di Montedoglio (sebbene i percorsi lungo il sistema di adduzione EIUT sia differenti) presentano mediamente valori di ossigeno disciolto di circa 9 11 mg/l di O 2. Per le specifiche tecniche del miscelatore statico si rimanda all elaborato Disciplinare descrittivo e prestazionale. 4.4 Torrino di carico Il torrino di carico per l alimentazione dell impianto è stato dimensionato, secondo le esigenze espresse dalla committenza, per garantire un tempo di detenzione di circa 15 minuti. pag. 24

27 La scelta di un tempo di detenzione limitato scaturisce principalmente da ragioni di natura tecnicoeconomica. I casi in cui possono verificarsi delle interruzioni di servizio nel sistema di adduzione dell EIUT (che alimenta l impianto di progetto) sono rari, ma risultano piuttosto lunghi (i tempi sono dell ordine di 24h). Dato che per tali tempi risulterebbero volumi di stoccaggio troppo onerosi (circa 3500 mc) si è scelto di garantire un tempo di detenzione minimo di operatività di 15 minuti. Il torrino di carico è suddiviso in tre setti. Nel primo settore si ha l immissione dell acqua pre areata. Nel secondo settore è effettuato il dosaggio di biossido di cloro per l eventuale pre ossidazione. Nel terzo setto regola la portata in ingresso all impianto tramite una soglia in parete grossa. Il livello dell acqua, che comanda l apertura o la chiusura della valvola regolatrice di flusso, è calcolato per fornire a valle dello stramazzo una portata di 40 l/s. Sempre nel terzo settore è immessa la CO 2 per la regolazione del ph con un sistema di spillamento e ricircolo di portata dal torrino. Inoltre, sempre nel torrino di carico, vengono ricircolate le acque provenienti dal controlavaggio dei filtri ed i surnatanti dell ispessimento fanghi. Il torrino di carico presenta le seguenti caratteristiche tecnico funzionali: portata in ingresso alla sezione (l/s): 40 pari a (mc/h): 144 volume interno torrino (mc): 67.4 volume utile torrino (mc) 45.7 altezza del torrino (m): 10.4 altezza acqua nel torrino (m): 7.05 tempo di detenzione (min): Pre clorazione con biossido di cloro Per il trattamento dell'acqua potabile il biossido di cloro può essere usato sia come disinfettante che come agente ossidante. Può essere usato per sia nelle fasi di pre che di post ossidazione: aggiungendo il biossido di cloro nella fase di pre ossidazione durante il trattamento dell'acqua superficiale, si può evitare lo sviluppo delle alghe ed altri microrganismi nelle fasi successive di trattamento. Il biossido di cloro ossida le particelle galleggianti ed aiuta il processo di coagulazione pag. 25

28 flocculazione e la rimozione della torbidità dall'acqua. La sezione relativa al dosaggio di ClO 2 in preossidazione presenta le seguenti caratteristiche tecnico funzionali: portata acqua in ingresso alla sezione (l/s): 40 pari a (mc/h): 144 dosaggio di ClO 2 (ppm) 0.8 Volume utile settore torrino (mc): Tempo di detenzione nel settore (min): 6 Per il dimensionamento del consumo, produzione e dello stoccaggio dei ClO 2 veda il paragrafo relativo Correzione del ph con CO 2 Nel terzo ed ultimo settore del torrino di carico è previsto il trattamento di correzione del ph. Il valore ottimale del ph per la flocculazione è generalmente compreso tra 6.5 e 7 unità. A questi valori di ph si ha la massima eliminazione della torbidità da parte dei flocculanti attraverso la destabilizzazione, la complessazione e l assorbimento sugli idrossidi metallici. Il ph dell acqua in ingresso è generalmente compreso tra 7.4 e 8.4 unità. L ottimizzazione del ph ed il mantenimento del valore ideale verrà effettuato con l aggiunta di CO 2. La dissoluzione dell anidride carbonica avviene tramite uno spillamento di quota parte della portata dal torrino di carico; tale portata viene pressurizzata tramite elettropompa centrifuga (CP W ) ed inviata ad un dispositivo tipo venturi (VN W ). A tale dispositivo, dotato di apposito ugello di dissoluzione, viene inviata anche la linea di produzione della CO 2. La portata di acqua viene quindi inviata nuovamente nel torrino di carico; un apposito ugello montato sullo sbocco della condotta consente un efficace miscelazione con l acqua in ingresso e la relativa riduzione del ph ai valori richiesti. pag. 26

29 Figura 7 schema relativo al dosaggio della CO 2 per la regolazione del PH La sezione relativa alla correzione di ph con CO 2 presenta le seguenti caratteristiche tecnico funzionali: portata acqua in ingresso alla sezione (l/s): 40 pari a (mc/h): 144 portata acqua ricircolata massima (l/s): 4.2 pari a (mc/h): 15 dosaggio massimo di CO 2 (ppm) 50 consumo massimo di CO 2 (kg/h) 7.2 Volume utile settore torrino (mc): 15 Tempo di detenzione nel settore (min): 6 stoccaggio di CO 2 (l) tipo stoccaggio di CO 2 liquido pag. 27

30 4.4.3 Ripartizione e misura della portata A valle del torrino di carico l impianto è ripartito su n. 2 linee da 20 l/s ciascuna che funzionano in parallelo. Questo consente di poter intervenire su di una linea (per eventuali manutenzioni e/o riparazioni sui macchinari) inviando temporaneamente l intera portata (40 l/s) alla linea in servizio. Dal torrino si staccano dunque n. 2 linee DN 200 per l alimentazione dei flottatori. Ciascuna linea è dotata dei seguenti dispositivi: idrovalvola di regolazione passo passo (RF W /02); misuratore di portata ad induzione elettromagnetica (MF W /02). La presenza delle idrovavole a flusso avviato consente di regolare con precisione la portata inviata a ciascuna linea. Per le specifiche tecniche della valvola e del misuratore di portata si rimanda all elaborato Disciplinare descrittivo e prestazionale. 4.5 Coagulazione con Policloruro di Alluminio Descrizione del processo Nell intero trattamento di potabilizzazione particolare importanza assumono i processi di destabilizzazione e di aggregazione delle particelle colloidali. A detti processi, infatti, è demandato il compito della rimozione più o meno spinta dei solidi sospesi presenti nelle acque, principali responsabili della torbidità (particelle di diametro 0,1 0 micron) e del colore (particelle di diametro Angstrom). L ottimizzazione di questa rimozione porta ad una contemporanea apprezzabile riduzione di alcuni inquinanti, del sapore, degli odori sgradevoli, della carica batterica e delle microalghe presenti. La destabilizzazione e l aggregazione sono due processi che avvengono necessariamente in tempi successivi ed in condizioni differenti. La destabilizzazione, infatti, favorita da un agitazione molto spinta, provoca un intimo contatto fra le particelle colloidali presenti nell acqua ed il reattivo e la conseguente neutralizzazione delle cariche elettrostatiche superficiali delle particelle colloidali. L annullamento di queste forze di repulsione rende possibile la loro successiva agglomerazione nella fase di flocculazione e separazione per sedimentazione. pag. 28

31 Come agente coagulante sarà utilizzato il policloruro di alluminio (PACl) il cui campo ottimale di ph per l utilizzo è compreso fra 6 e 9, ed in questo campo esplica un azione coagulante più efficace degli altri reattivi normalmente usati, senza modificare sostanzialmente il ph dell acqua. E in ogni caso da tenere presente che le stesse attrezzature usate per il policloruro di alluminio, risultano idonee per l eventuale utilizzo di altri coagulanti liquidi Dati di progetto Per il dosaggio del policloruro di alluminio si prevede di immettere il reagente in un miscelatore di tipo venturi dove viene inviata una quota parte della portata sollevata per l alimentazione del circuito di ricircolo della flottazione (vedi avanti) in modo da poter realizzare una completa miscelazione di tipo idraulico. numero di linee di trattamento 2 portata acqua in ingresso alla sezione (l/s): 20 pari a (mc/h): 72 dosaggio di PAC (ppm) 5 come Al 1 consumo totale in peso di Al (kg/g) consumo totale in peso di Al 2 O 3 (kg/g) contenuto Al 2 O 3 nella soluzione commerciale (%) 17 consumo soluzione (kg/g) densità soluzione commerciale (kg/l) 1.25 consumo soluzione (l/g) volume previsto per stoccaggio (l) 5000 ricarica volume (gg) 32 1 A tale proposito vedasi Water Quality & Treatment A Handbook of Community Water Supplies Fifth Edition American Water Works Association. Pagine 7.64 e seg.; fig pag. 29

32 Serbatoio per PAC TKS R Serbatoio cilindrico in materiale PE HD (nero) in versione chiusa con tetto conico rinforzato per installazione all interno stoccaggio PAC capacità 95% livello di riempimento (lt) diametro interno (mm) diametro esterno (mm) altezza cilindro (mm) altezza totale (mm) ca peso a vuoto (kg) Flocculazione Il trattamento chimico, che precede la flottazione, può avvenire, nella maggior parte dei processi, direttamente in linea con l impiego di appositi reattori di flocculazione realizzati a serpentina. Detti reattori sono particolarmente idonei per processi di trattamento chimico/fisico in genere. Le reazioni di cui sopra possono essere sequenziali e/o contemporanee in un unico reattore di flocculazione ed avvengono sempre in condizioni di moto turbolento. Pertanto in corrispondenza di ogni additivazione sono previsti appositi equipaggiamenti per l ottimizzazione della miscelazione con la portata da trattare. Attraverso l intera sezione della condotta l intensità di miscelazione è praticamente omogenea e costante, mentre il tempo di ritenzione è funzione della lunghezza complessiva del reattore e la portata di esercizio. Si prevede dunque di realizzare la flocculazione con un sistema in linea in linea. I sistemi di flocculazione in linea fanno parte della fornitura dei flottatori (FC W /02). Per le specifiche tecniche si rimanda all elaborato Disciplinare descrittivo e prestazionale. pag. 30

33 4.7 Flottazione ad aria disciolta DAF Descrizione del processo Cenni sul processo di flottazione La flottazione è un operazione unitaria utilizzata per la separazione di particelle solide o liquide da una fase liquida. La separazione viene realizzata insufflando all interno della fase liquida minute bolle di gas (in genere aria), le quali aderiscono al materiale particolato. Se la forza di galleggiamento della particella risultante è sufficientemente elevata, questo tenderà a risalire verso la superficie del liquido. La flottazione, oltre a facilitare la risalita delle particelle con densità inferiore a quella del liquido, può consentire di riportare in superficie anche quelle caratterizzate da una densità superiore a quella del liquido. Il vantaggio principale di un trattamento di flottazione rispetto ad uno di sedimentazione consiste nella possibilità di rimuovere in maniera più completa ed in tempi ridotti particelle leggere o di dimensioni minute caratterizzate da velocità di sedimentazione estremamente basse. Nella pratica corrente del trattamento della acque le applicazioni della flottazione sono limitate generalmente al caso in cui l agente flottante è costituito da aria. Le bolle di aria possono essere aggiunte direttamente al liquido o possono essere indotte a formarsi all interno di questo mediante: (1) insufflazione di aria all interno del liquido in un comparto in pressione e successiva riduzione della pressione (flottazione ad aria disciolta); (2) insufflazione di aria all interno del liquido a pressione atmosferica (flottazione ad aria dispersa). In tali sistemi l efficienza della rimozione può essere incrementata utilizzando opportuni additivi chimici. La flottazione ad aria disciolta Nei sistemi di flottazione ad aria disciolta l aria viene insufflata nel liquido all interno di un comparto mantenuto alla pressione di diverse atmosfere (saturatore); successivamente il liquido viene portato alla pressione atmosferica. Nei sistemi di piccole dimensioni può essere utilizzata una pompa per la pressurizzazione dell intera portata di liquido fino a pressioni di kpa aggiungendo aria compressa nel condotto di aspirazione della pompa stessa. l intera portata del liquido da trattare viene mantenuta nel comparto in pressione per un tempo di residenza di diversi minuti al fine di consentire la dissoluzione dell aria pag. 31