Sistemi di pulizia per vasche di prima pioggia e per bacini di detenzione

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1 Sistemi di pulizia per vasche di prima pioggia e per bacini di detenzione Ing. Marco Leoncavallo ITT 1

2 Agenda 1. Perchè pulire le vasche di pioggia e come pulirle? 2. Apparecchiature ITT per la pulizia delle vasche. 3. La teoria: fasi di pulizia al variare del livello in vasca. 4. Posizionamenti tipici, esempi. 5. Accenni di automazione e telecontrollo per la pulizia e lo svuotamento. 2

3 1. 1. Perchè pulire le vasche di pioggia e come pulirle? 2. Apparecchiature ITT per la pulizia delle vasche. 3. Fasi di pulizia al variare del livello in vasca. 4. Posizionamenti tipici, esempi. 5. Accenni di automazione e telecontrollo per la pulizia e lo svuotamento. 3

4 Pulizia delle vasche volano e di prima pioggia LE ACQUE PIOVANE: Contengono SEDIMENTI DEPOSITI in vasca; Riduzione VOLUME utile; Malfunzionamento di vasche e apparecchiature. Sono INQUINATE, carico 1^ pioggia (5 mm) > nere Frazione organica + u, T: batteri, funghi, gas, ODORI. 4

5 Possibilità per pulire le vasche Miscelare l intero volume delle vasche (pulire fondo e pareti) con getti sommersi: solo a vasca piena o semi-piena. Flussare con getti liberi in atmosfera (principalmente il fondo): solo a vasca vuota o semivuota. Una combinazione di entrambe le possibilità. Raschiatori di fondo. Pulizia Manuale (!) 5

6 Il sistema di pulizia ideale: non consuma acqua di rete; è affidabile; è poco ingombrante, riduce difficoltà di rimozione su zone carrabili; non richiede particolari predisposizioni murarie; è adattabile a vasche esistenti; permette la pulizia delle pareti del bacino; evita problemi igienici e di sicurezza (operatori in vasca); consente il controllo a distanza; si basa su criteri di scelta testati, non empirici. 6

7 2. 1. Perchè pulire le vasche di pioggia e come pulirle? 2. Apparecchiature ITT Flygt per la pulizia delle vasche. 3. Fasi di pulizia al variare del livello in vasca. 4. Posizionamenti tipici, esempi. 5. Accenni di automazione e telecontrollo per la pulizia e lo svuotamento. 7

8 Sistemi di pulizia efficaci Pompe sommerse + eiettori: - acqua-acqua (HE); - aria-acqua (AW); Miscelatori sommersi; Combinazione dei sistemi. Scelte progettuali supportate da sicure linee guida basate su prove condotte nel Mixing Laboratory ITT W&WW e verificate su migliaia di applicazioni reali, in diversi tipi di vasche. 8

9 IDROEIETTORE (HE) Pompe sommerse (serie η) + ugello eiettore + tubo convogliatore; Il flusso primario inviato all ugello induce un flusso secondario nella zona di convogliamento del tubo eiettore; Si utilizzano pompe ad alta portata e bassa prevalenza; Buona spinta; Adatti a vasche a pianta rettangolare larga (L/W < 2) e cilindrica. Primary flow Q 1 (water) Secondary flow Q 2 (water) Mixed water/water flow leaving the hydroejector Secondary flow Q 2 (water) 9

10 EIETTORE ARIA-ACQUA (AW) Pompe sommerse (serie η) a media portata/prevalenza + eiettore. Aria auto-aspirata per depressione causata da un ugello tarato. Il getto creato ha una buona velocità e gittata. Adatti soprattutto a vasche rettangolari lunghe e strette (L/W > 2). Valori di spinta e portata < a HE. Secondary flow Q 2 (air) Primary flow Q 1 (water) Mixed water/air flow leaving the FD-ejector 10

11 Eiettori standard Idroeiettori HE Pompa Girante kw DN Q H F Lmax Wmax nominali ugello/tubo (l/s) (m) (N) (m) (m) N3102 LT / N3127 LT / N3153 LT / Eiettori aria-acqua AW Pompa Girante kw DN Q H F Lmax Wmax nominali Eiettore (l/s) (m) (N) (m) (m) N3102 MT N3127 MT N3127 MT N3153 MT N3153 MT

12 Mixer sommersi Spinta > a qualsiasi tipo di eiettore; Necessitano di un livello minimo per operare più utilizzati i modelli piccoli e con scudo antivortice; Adatti per vasche cilindriche ed efficaci nella pulizia delle pareti; Spesso utilizzati in combinazione con gli Eiettori AW (complementari) 12

14 Pulizia con getti: le 3 fasi di pulizia Prove ITT Flygt su modelli e in scala reale hanno mostrato che al variare del battente si realizzano 3 diverse fasi di pulizia. Nella FASE 1 l acqua è profonda e il flusso è caratterizzato da bulk flow. Nella FASE 2, con bassi livelli d acqua in vasca, il flusso emesso dall ugello è libero ed efficace nella pulizia dei sedimenti nelle zone di caduta. Nella FASE 3, il pavimento è parzialmente scoperto, il getto viene smorzato da un risalto idraulico al centro della vasca. Pulizia effettuata dal flusso di ritorno (pendenza). 14

15 Le 3 fasi di pulizia - la teoria. Le 3 fasi sono determinabili dal rapporto h tra la profondità istantanea dell acqua (h) e la differenza di livello del fondo in pendenza (H) : h = h/h = 0,7-1,4 h H 15

16 FASE 1 - Bulk Flow h > 5 Si realizza nelle prime fasi dello svuotamento, il livello in vasca permette la miscelazione mediante un moto di circolazione di massa creato da mixer o eiettori. Lo scopo è staccare i sedimenti dal fondo e dalle pareti. La scelta viene effettuata sulla base di un valore di spinta tale da garantire sforzi di taglio (τ =1.5 Pa) per il distacco delle particelle. Avvantaggiate le macchine che creano > spinta. 16

17 FASE TRANSITORIA 1,4< h < 5 Allo scendere del livello (h < 5) non è più realizzabile un moto di massa esteso ed efficace è preferibile spegnere le apparecchiature di pulizia, a vantaggio del risparmio energetico. 17

18 FASE 2 - Flussaggio 0.7 < h < 1.4 Quando il fondo del bacino è coperto da pochi cm d acqua ma l eiettore è scoperto inizia il flussaggio caratterizzato da: Un getto libero pulente nelle zone di caduta. Un instabilità del getto che ne provoca l oscillazione. Uno scorrimento del getto sopra al velo d acqua, che ne allunga la capacità pulente. 18

19 FASE 2 - Flussaggio - parametri chiave In fase di flussaggio va garantito lo sviluppo di una gittata sufficiente a raggiungere la parete / gli angoli sul lato opposto del bacino. L effettiva gittata utile garantisce la pulizia efficace (distacco e trasporto) di sabbia fine (d micron). Questa condizione è superiore (> 30%) alla capacità pulente richiesta per il distacco di particelle organiche. La spinta del getto (+) e la pendenza del bacino (-) sono i due parametri che influenzano significativamente la gittata. 19

20 FASE 2 - pendenza Un incremento della pendenza riduce la gittata del getto: Circa 2 m in meno ogni 0,5% di pendenza. Lunghezza normalizzata del getto Li in funzione della pendenza del fondo 1,10 1,00 Li 0,90 0,80 0,70 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 S % 20

21 FASE 2 - influenza di h Per basse pendenze al variare del livello in vasca varia la gittata. La gittata massima del getto si raggiunge per h = 0.92 Effetto di h' sulla gittata L 1,05 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 h' 21

22 FASE 3 - Flussaggio finale h < 0.7 Una parte del pavimento è scoperto, il getto dell eiettore incide sul fondo vasca con angolazione modesta e scorre ulteriormente verso l alto. La pendenza del fondo forza il flusso ad allargarsi e rifluire verso il basso. Le particelle sedimentate ai lati e appena davanti all eiettore vengono ripulite dal flusso di ritorno: lo sforzo di taglio sul fondo del bacino deve staccare i materiali depositati. 22

23 FASE 3 - Flussaggio finale L efficienza di pulizia è influenzata da: portata del sistema pompa-eiettore; larghezza della vasca; pendenza della vasca velocità del riflusso. 23

25 Posizionamenti / vasche rettangolari W L W 1 =W/2 W 1 =W/2 W/2 L/2 W L W/2 L/2 W W 1 =W/2 W W 1 =W/2 W 1 L=W/2 W 1 =W/2 L 2 (2) (2) L L W 1 /2 W 1 /2 L 1 W 1 /2 W 1 /2 (1) (1) 25

26 Realizzazioni vasche pianta rettangolare (HE) Ospedale di Seriate (BG). No. 6 Idroeiettori HE 3127+pompe drenaggio + centralina FMC500 26

27 Realizzazioni vasche pianta rettangolare (AW) AW piccoli in serie Particolare 27

28 Pulizia in vasche cilindriche: 2 casi principali La vasca ha scarico sul perimetro esterno e pendenza verso esso riconducibile ai casi per vasche rettangolari. La vasca ha scarico centrale e pendenza concentrica importante la FASE 1, si sospendono i solidi presenti e si concentrano nella zona con minor velocità: il centro. Poco importante il flussaggio, la pulizia può essere fatta solo con Mixer

29 Posizionamenti / vasche cilindriche 0.2*diameter *r 0.9*r 0.45*r *r 29

30 Realizzazioni vasche circolari Solo mixer Solo AW 30

31 7. 1. Descrizione generale del problema e soluzioni possibili. 2. Normative applicabili. 3. Perchè pulire le vasche di pioggia e come pulirle? 4. Apparecchiature ITT Flygt per la pulizia delle vasche. 5. Fasi di pulizia al variare del livello in vasca. 6. Posizionamenti tipici, esempi. 7. Accenni di automazione e telecontrollo per la pulizia e lo svuotamento. 31

32 Sistema di automazione e telecontrollo E importante che la vasca sia, governata e controllata a distanza. ITT W&WW dispone di centraline appositamente studiate per le vasche di prima pioggia che consentono l automazione e il telecontrollo di tutte le attrezzature, ottimizzando i cicli di riempimento, lavaggio e svuotamento. Il telecontrollo può essere esteso ed integrato a quello delle stazioni di sollevamento della rete fognaria. 32

33 Grazie. Ing. Marco Leoncavallo ITT 33