INDICE INDICE PREMESSA DATI A BASE DELLA PROGETTAZIONE CALCOLI DI PROCESSO CALCOLI IDRAULICI... 15

Transcript

1

2 INDICE INDICE PREMESSA DATI A BASE DELLA PROGETTAZIONE CALCOLI DI PROCESSO CALCOLI IDRAULICI... 15

3 Relazione Idraulica e di Processo 2 RELAZIONE IDRAULICA E DI PROCESSO 1. Premessa Il presente documento, costituente la relazione di calcolo idraulico e di processo relativo agli interventi da effettuare per il Completamento dell impianto di depurazione loc. Vignaliti fraz. Villa Littorio e ristrutturazione impianto di depurazione Capoluogo loc. Macera - lavori di manutenzione straordinaria e ristrutturazione, è stato redatto in conformità a quanto stabilito dall'art. 28 del D.P.R. 554/ Inquadramento Normativo La programmazione degli interventi nel settore del collettamento e della depurazione delle acque reflue urbane è sostanzialmente condizionata dalla necessità di adeguamento ai disposti delle direttive comunitarie in materia, che hanno trovato riscontro normativo nel D.Lgs. n. 152 del 03/04/2006. Il D.Lgs 152/2006, nuovo Testo Unico Ambientale, riscrive le principali regole in materia ambientale per quanto riguarda la difesa del suolo, la tutela e gestione delle acque, rifiuti e bonifiche, tutela dell aria, valutazione di impatto ambientale, valutazione ambientale strategica e danno ambientale. In materia di acque, il D.Lgs. 152/06 conferma i limiti allo scarico definiti dal D.Lgs. 152/99 (scarico in acque superficiali e fognatura) e definisce specifici obiettivi di qualità dei corpi idrici (caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche) da raggiungere in fasi temporali successive Oggetto e Scopo dell Intervento L intervento in progetto ha lo scopo di potenziare l impianto di depurazione in località Vignaliti, a servizio della Frazione Villa Littorio, in maniera tale da garantire la corretta depurazione anche nei periodi di maggiore carico influente (periodo estivo), ed allo stesso è rivolto al completamento ed adeguamento strutturale dell impianto di depurazione a servizio del capoluogo. Nello specifico, gli interventi previsti riguardano l installazione di una seconda unità depurativa, costituita da impianto monoblocco, avente potenzialità pari a circa 400 a.e., sempre del tipo a fanghi attivi ad aerazione prolungata. Tale impianto sarà ubicato in adiacenza all impianto esistente, in maniera tale da costituire una doppia linea di trattamento, garantendo così, anche durante il periodo di punta, periodo estivo, dove vi è la maggiore presenza di persone, la corretta depurazione delle acque reflue urbane. In particolare, per la Frazione di Villa Littorio, a fronte di un carico attuale di circa 400 a.e., il potenziamento dell impianto sarà dimensionato per un carico complessivo di progetto di circa 800 a.e., ipotizzando un incremento del 100% per effetto delle variazione del carico idraulico ed inquinante durante la stagione estiva. Mentre per l impianto di depurazione a servizio del Capoluogo, in località Macera, è previsto il potenziamento della rete fognaria esistente, ed il completamento, la messa in sicurezza e l adeguamento dell impianto esistente Impianto Esistente e Problematiche Rilevate L impianto esistente è stato oggetto di specifico studio preliminare, finalizzato all analisi del sistema di depurazione a servizio della Frazione di Villa Littorio, in quanto si rendeva necessario individuare una serie di interventi di natura strutturale e di manutenzione straordinaria, che uniti all ordinaria manutenzione degli impianti potessero garantire il rispetto dei limiti tabellari previsti dalla normativa vigente per lo scarico in acque superficiali (Tab. 3 D.Lgs 152/2006). Le risultanze di tale studio specifico, riportate in apposito elaborato da cui sono scaturiti i risultati e l individuazione

4 Relazione Idraulica e di Processo 3 delle scelte progettuali adottate, oltre a dettagliare il ciclo di processo dell impianto, suggeriscono una serie di interventi da effettuare con estrema urgenza, nell immediato, ed allo stesso tempo finalizzati al completamento impiantistico e funzionale, ed alla messa in sicurezza dell impianto in oggetto Interventi Proposti Impianto Villa Littorio Per l impianto di depurazione a servizio della Frazione di Villa Littorio, è prevista la realizzazione di una seconda linea di trattamento biologica, da far funzionare in parallelo a quella esistente. Pertanto a partire dalla vasca di equalizzazione esistente, esclusa, fino al trattamento finale di disinfezione, si avrà una seconda linea di depurazione funzionante in parallelo a quella attuale. Sono previsti i seguenti interventi: 1. Collegamenti idraulici del nuovo impianto di depurazione monoblocco alla stazione di sollevamento liquami esistente, che attualmente serve l impianto monoblocco in funzione, mentre in futuro servirà entrambi l impianti posti in parallelo; 2. installazione sistema di aerazione, costituito da soffiante a canale laterale (portata max 236 mc/h, prevalenza 550 mbar, potenza 5,5 kw), a servizio dell impianto di depurazione monoblocco da installare per la seconda linea di trattamento biologico; 3. installazione impianto monoblocco biologico a fanghi attivi ad aerazione prolungata, progettato per la depurazione di reflui civili, composto dai comparti di ossidazione (2600x8700mm e h.:2400mm) e di sedimentazione (2600x2600 mm e h.:2400mm), dimensionato per 400 A.E., completo di scala di accesso e griglia superiore di protezione. Il depuratorie biologico sarà realizzato con una struttura in acciaio al carbonio, rinforzato esternamente, con profili tubolari in acciaio, trattato internamente ed esternamente con verniciatura anticorrosione del tipo epossidica. Il decantatore tronco-conico, di tipo a flusso verticale, sarà dotato di canaletta di sfioro a dente di sega e relativo profilo deflettore in acciaio inox (profilo thomson), che si articola sui quattro lati, inoltre sarà presente una zona di calma centrale costituita da cilindro deflettore. Il sistema di insufflazione dell'aria, da collegare con il sistema di aerazione, sarà costituito da diffusori di tipo a disco a microbolle, autopulenti, costituiti da materiali elastomerici, ad innesto rapido. Il ricircolo dei fanghi in vasca di ossidazione, avverrà mediante un sistema di air-lift, il quale consente anche l'evacuazione periodica dei fanghi di supero. Inoltre sarà presente uno skimmer superficiale per il pescaggio delle sostanze leggeri presenti nel comparto di sedimentazione. L'impianto sarà completo di sistema di ricircolo e allontanamento fanghi, sistema di regolazione e diffusione aria, con valvole di regolazione, e sistema di regolazione della portata in ingresso, con ritorno del troppopieno nella vasca di equalizzazione; 4. installazione stazione di dosaggio ipoclorito di sodio, a servizio della stazione di disinfezione acque; 5. installazione di vasca di disinfezione, realizzata in acciaio inox AISI 304, completa di setti di miscelazione e collegamenti idraulici in PVC all'impianto di depurazione biologico monoblocco. Dimensioni 1000x2500 mm x h.:1600 mm; 6. piccole opere accessorie per la realizzazione degli interventi sopra riportati.

5 Relazione Idraulica e di Processo 4 2. Dati a Base della Progettazione Di seguito si riportano i dati alla base della progettazione utilizzati per il potenziamento dell impianto di depurazione a servizio della Frazione di Villa Littorio. Impianto di Depurazione Villa Littorio 2.1. Portate Visti i valori della popolazione che grava sul bacino afferente all impianto di depurazione della Frazione di Villa Littorio, tenendo conto delle ipotesi di sviluppo demografico della zona, e dei carichi di picco che si riscontrano nel periodo estivo, causa l aumento stagionale della popolazione, secondo quanto emerso dall analisi degli strumenti di pianificazione territoriale vigenti, si è deciso di dimensionare l impianto di depurazione per una potenzialità futura di circa 800 abitanti equivalenti. La dotazione idrica lorda di progetto è stata fissata in circa 200 l/ab/d, tenendo conto che si tratta di piccole comunità a carattere fluttuante. Essendo il comprensorio un sistema fognario di tipo misto, il calcolo delle portate affluenti all impianto di depurazione è conseguenza della reale popolazione allacciata alla rete fognaria e della portata meteorica ammissibile. In base alla popolazione di progetto (800 a.e.), attribuendo una dotazione idrica media di 200 l/ab*d ed un coefficiente di afflusso in fogna pari a 0,90, si ottiene un valore della portata media (Qm) complessiva pari a 6,00 mc/h. La portata di punta nera, calcolata nello Studio preliminare alla progettazione, risulta pari a circa 2,0 volte la portata media nera. La portata massima ammissibile al trattamento biologico è stata fissata pari a 2 volte la portata media nera (Qbio = 2*Qm = 12,00 mc/h). Per quanto riguarda infine la portata massima che viene ammessa all'impianto, il valore di questa dipende dal limite di diluizione ammissibile per lo scolmatore di piena posto in ingresso dell impianto. La taratura dello scolmatore deve consentire la deviazione dei reflui quando le portate in tempo di pioggia superano di almeno 5 volte la portata nera media in tempo secco [ ] calcolata sulla base della popolazione servita (numero abitanti), della dotazione idrica, fissata in 200 litri/abitante x giorno, e del coefficiente di restituzione in fogna fissato in almeno 0,9. Tenendo conto che l impianto di depurazione esistente è già dimensionato per circa 400 abitanti equivalenti, e che la popolazione da servire è pari a circa 800 abitanti equivalenti, abbiano che i dati di progettazione della seconda linea di trattamento saranno riferiti a 400 abitanti equivalenti. Le portate di calcolo a base della progettazione sono riassunte di seguito. Portate di progetto affluenti alla seconda linea di depurazione in progetto Popolazione da servire di progetto 400 ab.eq. Dotazione idrica lorda di progetto 200 l/ab*d Coefficiente di afflusso in fogna 0,9 - Contributo idrico 180 l/ab*d Portata media nera (Qm) 72 mc/d Portata media nera (Qm) 3,00 mc/h Portata al biologico (Qbio = 2*Qm) 6,00 mc/h Portata max all impianto (Qmax = 5 *Qm) 15,00 mc/h

6 Relazione Idraulica e di Processo Parametri di Inquinamento 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) calcolati rispetto alla portata media giornaliera complessiva (Qm). Parametri di inquinamento di progetto Parametro Produzione Specifica Carico totale Concentrazione Media gr/ab*g kg/g mg/l BOD ,33 COD ,66 Solidi sospesi (SST) ,44 Azoto totale (come N) 12,8 5,12 71,11 Fosforo totale (come P) ,11 BOD 5 Produzione Specifica 60 g BOD 5 /ab*g Carico totale 24 kg BOD 5 /g Concentrazione liquami I valori di produzione specifica sono stati fissati sulla base di dati riportati in letteratura specifica di comprovata validità, ed in base all esperienza maturata su impianti a servizio di comunità analoghe. Le verifiche di funzionamento dell impianto biologico sono state condotte allo scopo di garantire il rispetto dei valori previsti dal D.Lgs. n.152/ Allegato 5 Tabella 3 per lo scarico in acque superficiali. In linea con quanto previsto dal D.Lgs. 152/06, per lo scarico in acque superficiali, nel progetto è stato adottato un criterio di lavoro secondo il quale sarà garantito il rispetto dei limiti previsti dal Decreto per tutta la portata in arrivo all impianto in tempo asciutto (Qbio = 2*Qm = 6,00 mc/h = 1,67 l/s). Per le portate di pioggia eccedenti la portata massima al biologico (Q>Qbio), la miscelazione dei flussi provenienti dalla linea biologica e dalla linea di pioggia permetterà di garantire un effluente dall impianto rispondente ai limiti previsti dalla Tabella 3 del Dlgs 152/06, relative agli scarichi in acque superficiali. Pertanto, anche in condizioni di pioggia saranno garantite adeguate caratteristiche qualitative allo scarico secondo il criterio di progetto adottato. I limiti di emissione previsti dal D.Lgs. n.152/06 (scarico in acque superficiali) sono riportati nella tabella seguente per i parametri interessati: Tabella 3 - Limiti di emissione per acque reflue secondo il D.Lgs. 152/06 Parametro Unità di Misura Quantità BOD 5 mg BOD 5 /l < 40 COD mg COD/l < 160 Solidi sospesi (SST) mg SST/l < 80 Fosforo totale (come P) mg P/l < 10 Azoto amm. (come NH4) mg NH 4 /l < 15 Azoto nitroso (come N) mg NO 2 /l < 0,6 Azoto nitrico (come N) mg NO 3 /l < 20 Escherichia coli UFC/100 ml < Condizioni di funzionamento L impianto è stato dimensionato per le condizioni di carico future (800 abitanti equivalenti sulle due linee di trattamento biologico) per un valore di temperatura di progetto di 12 C (considerati, cioè, durante il periodo invernale), in quanto il metabolismo microbico risulta fortemente influenzato dalla temperatura, con velocità di crescita e di assimilazione della sostanza organica più basse alle temperature minori. Il comparto biologico è stato comunque verificato anche per le condizioni di carico estivo (assumendo una temperatura di 20 C), per tenere conto dell abbassamento dell efficienza del sistema di aerazione con le alte temperature.

7 Relazione Idraulica e di Processo Schema di funzionamento dell impianto Il ciclo di trattamento adottato per l impianto nella sua configurazione finale, relativa alla soluzione proposta è di tipo biologico a fanghi attivi (con ossidazione e nitrificazione), con disinfezione finale dell effluente. Il processo si prevede ad ossidazione totale, con stabilizzazione del fango in vasca di ossidazione. Come si evince dagli elaborati grafici, l impianto di depurazione si comporrà nella sua configurazione finale, delle seguenti unità: Linea Liquami Pozzetto di arrivo e troppo pieno (1 linea) Grigliatura meccanica (1 linea) Scolmatore di piena (1 linea) Dissabbiatura a canale (1 linea) Equalizzazione e omogenizzazione (1 linea) Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione (doppia linea: una esistente e l altra in progetto) Reattore Biologico nitrificazione-denitrificazione (doppia linea: esistente ed in progetto) Reattore Biologico Sedimentazione secondaria (doppia linea: una esistente e l altra in progetto) Disinfezione (doppia linea: una esistente e l altra in progetto) Linea Fanghi Stazione di dosaggio polielettrolita (doppia linea: una esistente e l altra in progetto) Stazione di disidratazione con filtri a sacco (doppia linea: una esistente e l altra in progetto 3. Calcoli di Processo Il presente capitolo contiene una descrizione generale sulla funzionalità delle varie unità di trattamento in progetto della linea liquami e della linea fanghi, le procedure e le formule principali utilizzate nel dimensionamento delle stesse, le principali caratteristiche dimensionali e prestazionali e, laddove necessario, una descrizione delle peculiarità delle suddette unità. I calcoli di dimensionamento delle singole unità di trattamento dell impianto, ovviamente sono relativi solo alla parte in progetto, cioè alla seconda linea di trattamento composta da reattore biologico monoblocco, disinfezione finale e disidratazione fanghi. Per quanto riguarda le unità di pretrattamento e la prima linea biologica, essendo già esistenti, non saranno oggetto del presente capitolato, sarà sufficiente una volta completato l intero impianto, durante la fase di avviamento e gestione dello stesso, provvedere alle opportune regolazione dei parametri di processo e controllo, tenendo conto della presenza di una seconda linea di trattamento biologico funzionante in parallelo Linea Liquami Reattore Biologico Ossidazione 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

8 Relazione Idraulica e di Processo 7 ossidazione del carbonio organico e viene effettuato, nel nostro caso, nello stesso comparto del reattore biologico, alternando la fase aerobica (ossidazione liquami), che avviene mediante l insufflazione di aria dall esterno, con la fase anossica (assenza di apporto di ossigeno dall esterno). I liquami miscelati preventivamente con i fanghi di ricircolo secondari (100% della portata media) presenti nel primo comparto del reattore biologico, nella fase di denitrificazione, sono a contatto anche con la miscela aerata presente, che si forma durante la fase di ossidazione e contenente nitrati (NO3). Durante la denitrificazione l ambiente è 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 presenti nella 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 in arrivo dalla vasca di equalizzazione/omogenizzazione. Dopo un periodo prefissato, dipendente dalle condizioni di carico in arrivo all impianto, viene di nuovo insufflata aria all interno del comparto del reattore biologico. La miscela (liquame grezzo fanghi attivi) viene di nuovo aerata, fase di nitrificazione, dove l ambiente è invece mantenuto in condizioni aerobiche per mezzo di diffusori che, oltre a fornire l ossigeno necessario al processo di ossidazione dell ammoniaca e della sostanza organica, mantengono la concentrazione di ossigeno disciolto in vasca intorno a 2-2,5 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 (NH4) ad azoto nitrico ed utilizza come fonte di carbonio la CO2 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 (BOD5 e COD) ad opera dei batteri eterotrofi aerobi. Il processo integrato consente un risparmio di nutrimento organico esterno (metanolo) grazie all utilizzo per la denitrificazione del carbonio organico presente nei liquami grezzi; inoltre proprio l abbattimento iniziale del BOD5 e del COD durante la fase anossica determina una riduzione della richiesta di ossigeno in vasca aerobica, con conseguenti risparmi energetici. Il processo si prevede ad ossidazione totale, con un valore del carico organico specifico di 0,08 kgbod 5 /kgss/d ed una età dei fanghi di circa 25 giorni. 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.

9 Relazione Idraulica e di Processo 8

10 Relazione Idraulica e di Processo 9

11 Relazione Idraulica e di Processo 10

12 Relazione Idraulica e di Processo 11 Di seguito vengono riportati i parametri più significativi ottenuti dal dimensionamento del rettore biologico, comparto di ossidazione-nitrificazione-denitrificazione nelle condizioni di carico previste (400 a.e.). Seconda Linea di Trattamento Biologico in Progetto (Reattore Biologico 1 Comparto) Volume comparto anossico denitrificazione 25mc Volume comparto aerobico ossidazione-nitrificazione 50 mc Lunghezza 1 comparto Reattore Biologico 8,70 m Lunghezza 1 comparto Reattore Biologico 2,50 m Altezza Utile 1 comparto Reattore Biologico 2,50 m Volume Utile 1 comparto Reattore Biologico 54,00 mc Tempo di residenza idraulica totale Reattore Biologico 18,0 h Concentrazione solidi in vasca mgss/l 5,000 Fattore di carico organico kgbod5/kgss*d 0,08 Età del fango d 25 Portata fanghi di ricircolo mc/h 3,00 Produzione fanghi netti biologico kgss/d 95 Richiesta di ossigeno in cond. standard (SOR) kgo 2 /h 3,05 Aria da fornire in condizioni standard Nmc/h 198, Reattore Biologico Rimozione del fosforo La depurazione biologica dei liquami provoca un abbattimento totale del fosforo presente in entrata all impianto di circa il 50%. Parte di esso viene infatti utilizzato dai microrganismi nella crescita cellulare, parte precipita nel bacino di sedimentazione. La concentrazione di fosforo nell effluente finale si aggira, così, intorno a 8,0 mg/l, una concentrazione inferiore rispetto ai limiti del D.Lgs. 152/06 (10 mg/l). Pertanto non e stata quindi prevista la possibilità di rimuovere il fosforo per via chimica. Ciò nonostante, la percentuale sopra riportata prevista di abbattimento per depurazione biologica, è riferita ad un impianto perfettamente funzionante; potrebbero presentarsi situazioni in cui tale rendimento decada e quindi le concentrazioni di fosforo in uscita dall impianto potrebbero essere superiori ai limiti normativi. Sarebbe quindi opportuno, dotare in futuro l impianto di trattamento di una stazione di dosaggio coagulante chimico, da utilizzare solo in caso di emergenza qualora il trattamento biologico, per motivi vari, non sia efficiente al 100%. In tale evenienza si potrà procedere, simultaneamente al processo di ossidazione, alla co-precipitazione dei fosfati mediante aggiunta di cloruro ferrico o policloruro di alluminio in soluzione come coagulante da dosare in vasca di ossidazione. Questi reattivi, oltre a richiedere bassi dosaggi, favoriscono i fenomeni di adsorbimento e bioflocculazione, producendo

13 Relazione Idraulica e di Processo 12 un fango con ottime caratteristiche di sedimentabilità e stabilità; inoltre, si adattano bene all ambiente pressoché neutro del reattore biologico e non generano quantità eccessive di fango chimico Reattore Biologico Sedimentazione Secondaria La miscela aerata proveniente dalla vasca di ossidazione passa alla fase di sedimentazione, dove per effetto della decantazione la fase liquida si separa dai fiocchi di fango i quali subiscono un parziale ispessimento. La sedimentazione si realizza in vasche appositamente conformate, in modo da facilitare al massimo la separazione delle particelle dal mezzo liquido, la raccolta del fango e il successivo allontanamento. Affinché le particelle solide che si desidera separare sedimentino efficacemente sul fondo, è necessario garantire sia un sufficiente tempo di ritenzione del liquido nella vasca, sia che il carico idraulico superficiale non superi certi valori limite. Per il dimensionamento del comparto di sedimentazione del reattore biologico, 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 passa nell unità di tempo attraverso l unità di superficie della vasca. 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 circa pari a 170 kgss/mq*d, anche alla luce di dover rispettare i limiti allo scarico per i solidi sospesi totali previsti dal D.Lgs. 152/06 (80 mg/l) a valle del successivo trattamento di disinfezione. = 4,23 mq = 3,23 mq = 7,83 mc/m*d Riassumendo, si riportano i parametri più significativi ottenuti dal dimensionamento della fase di sedimentazione secondaria per le condizioni di carico di progetto (400 a.e.). Seconda Linea di Trattamento Biologico in Progetto (Reattore Biologico 2 Comparto)

14 Relazione Idraulica e di Processo 13 Comparto di Sedimentazione Secondaria Larghezza 2,30 m Lunghezza 2,30 m Altezza Utile 2,50 m Superficie Totale 5,29 mq Volume Totale 11,85 mc Volume Utile 10,58 mc Tempo di ritenzione h 3,5 Carico dei solidi kgss/mq*d 170,0 Velocità ascensionale m/h 0,57 Carico sullo stramazzo mc/m*d 7, Disinfezione La corrente in uscita dalla sedimentazione secondaria del reattore biologico viene sottoposta ad un trattamento di disinfezione mediante ipoclorito di sodio. Il sistema, dimensionato per trattare la portata massima di 6 mc/h, è configurato per il dosaggio in una vasca in acciaio inox, dotata di setti, per favorire il contatto e la miscelazione tra le acque effluenti e la soluzione disinfetante (ipoclorito di sodio). Seconda Linea di Trattamento Biologico in Progetto (Vasca di Disinfezione) Vasca di disinfezione Larghezza 1,00 m Lunghezza 2,50 m Altezza Utile 1,50 m Altezza Totale 1,60 m Volume Totale 4,00 mc Volume Utile 3,75 mc Tempo di ritenzione h 0,62 Tenendo conto che il tempo di detenzione deve essere pari a circa 20 minuti, avremo: t= V/Q max = 3,75/6,00 =0,6 h pari a 37 minuti circa che soddisfa ampiamente il tempo di contatto necessario per far agire l ipoclorito di sodio. La dose di cloro sarà circa di 5,00 mg/l e comunque tale da garantire un valore Cl_residuo < 0,2 mg/l Linea Fanghi Produzione di fanghi Per l impossibilità dei microrganismi di operare una degradazione completa delle sostanze organiche e per la presenza nei liquami di sostanze inorganiche non degradabili, in tutti gli impianti a fanghi attivi si ha un accumulo graduale di sostanze che contribuiscono alla formazione del fango di supero. Questo dovrà essere regolarmente allontanato per mantenere nella miscela aerata la concentrazione di fango desiderata. Il calcolo della produzione di fango viene effettuato in base alle seguenti relazioni:

15 Relazione Idraulica e di Processo 14 = 1,61 kgss/d = 0,095 m 3 /d Avendo fissato la %secco= 1,69 % Pertanto complessivamente, il quantitativo inviato in linea fanghi risulta il seguente: Quantità fanghi secondari "netti" kgss/d 1,61 Percentuale in secco % 1,69 Portata fanghi secondari mc/d 0, Disidratazione fanghi La disidratazione è un operazione necessaria per eliminare dai fanghi una grande quantità d acqua interparticellare e capillare. La riduzione di volume che si ottiene (circa il 60%), permette di risparmiare sui costi di trasporto del fango allo smaltimento finale. Il fango in arrivo, sia fresco che stabilizzato, contiene un elevata percentuale di sostanze colloidali che lo rendono difficilmente disidratabile. È usuale, allora, additivare il fango con agenti chimici condizionanti (polielettrolita) per aumentare l efficienza di separazione del fango dall acqua. I condizionanti, infatti, determinano prima un azione di "coagulazione" neutralizzando i legami intramolecolari esistenti tra le particelle di fango e l acqua legata che può così agevolmente liberarsi nel successivo trattamento di disidratazione; ulteriormente provocano la "flocculazione" delle particelle destabilizzate in fiocchi più grossi e stabili, maggiormente sedimentabili e filtrabili. La scelta di progetto è andata, date le modeste quantità di fango quotidiano prodotto, sull utilizzo della fase di disidratazione dei fanghi a mezzo di una stazione di disidratazione mediante sacchi filtranti. Allo stato attuale saranno sfruttate le stazioni di disidratazione fanghi esistenti, mentre è auspicabile che in futuro l impianto sia dotato di ulteriori stazioni di disidratazione fanghi in maniera tale da ottimizzare lo smaltimento dei fanghi di supero. Di seguito si riportano i parametri più significativi ottenuti dalla verifica della fase di disidratazione mediante sacchi filtranti e condizionamento con polielettrolita: N stazioni di drenaggio 1 N sacchi filtranti da 90 l 4 Giorni di funz. a settimana d 2

16 Relazione Idraulica e di Processo 15 Ore di funzionamento giornaliere h 0,5 Capacità totale stazione di disidratazione mc 0,36 Percentuale in secco fanghi disidratati % 10 Quantità fanghi disidratati kgss/d 1,61 Volume fanghi disidratati mc/d 0,016 Dosaggio polielettrolita disidratazione kg poli/kgss 0,4 % Consumo medio totale grammi poli/d 6,44 4. Calcoli Idraulici Il presente capitolo contiene le formule principali utilizzate nel tracciamento del profilo idraulico e nella scelta delle tubazioni di collegamento tra le varie unità Metodologia Il calcolo del profilo idraulico è un operazione necessaria per verificare la funzionalità idraulica dell impianto. Esso viene tracciato a partire dal ricettore finale risalendo verso monte lungo le varie unità di trattamento, determinando sezione per sezione le perdite di carico dovute al passaggio dei liquami attraverso manufatti e tubazioni. Il profilo idraulico determina il dislivello minimo che deve sussistere tra monte e valle dell impianto affinché le acque reflue defluiscano tra un comparto di trattamento e l altro per mezzo della sola forza di gravità. Il dislivello idrico, ottenuto sommando tutte le perdite di carico della corrente liquida, determina, infine, la prevalenza geodetica della stazione di sollevamento in testa all impianto. Nel presente progetto, il calcolo del profilo idraulico è stato condotto in modo da ottimizzare i sollevamenti strettamente indispensabili e di conseguenza i consumi energetici della gestione. Nello stesso tempo, il calcolo garantisce il deflusso corretto dei liquami in ogni condizione di portata, allo scopo di evitare anche le minime fuoriuscite o ristagni della corrente. Le portate considerate sono: la massima transitante nelle unità biologiche dell impianto nel periodo invernale, cioè la Qbio = 2,0*Qm = 1,67 l/s e la massima transitante nella unità dei pretrattamenti, cioè la Qmax = 5,0*Qm = 4,18 l/s. Le velocità massime dei liquami nelle tubazioni sono state imposte pari a 2,5 m/s per le condotte a gravità e 3,5 m/s per le condotte prementi, allo scopo di minimizzare le perdite di carico. Le velocità minime dei liquami nelle tubazioni sono state imposte pari a 0,45 m/s per evitare i fenomeni di sedimentazione. Per quanto riguarda, invece, le tubazioni dei fanghi, sono stati previsti diametri minimi di 90 mm per le condotte a gravità e 60 mm per le condotte prementi, allo scopo di evitare occlusioni ed intasamenti. Nelle vasche di ossidazione è stato previsto un franco di sicurezza sul pelo libero pari a circa 0,30 m per evitare fuoriuscita di spruzzi o schiume. Franchi più bassi sono stati previsti per le vasche di sedimentazione. Inoltre, adeguati franchi di sicurezza (0,05-0,20 m) sono stati garantiti alla base delle varie soglie sfioranti. Sono di seguito descritte le formule utilizzate per il calcolo del profilo idraulico nelle singole unità dell'impianto Condotte a pelo libero

17 Relazione Idraulica e di Processo Condotte in pressione

18 Relazione Idraulica e di Processo 17

19 Relazione Idraulica e di Processo Stramazzi Il Progettista