U.O. MANUTENZIONE LL.PP. Palazzo CEDIR, Torre IV, Piano 4 - Via S. Anna 2 Tronco Tel. 0965/21288 - Fax 0965/812034 PROGETTO ESECUTIVO INTERVENTO DI RIATTIVAZIONE SECONDA LINEA IMPIANTO DI DEPURAZIONE LOCALITA RAVAGNESE E OTTIMIZZAZIONE COLLETTORI FOGNARI IN ARRIVO AL DEPURATORE STESSO RELAZIONE SPECIALISTICA CON CALCOLI ESECUTIVI DELLE STRUTTURE E DEGLI IMPIANTI Redatto da Ing. Bruno Fortugno. Visto il RUP Arch. Marcello Cammera.. APPROVATO con delibera G.C. n 138 del 20.04.09
INDICE CRITERI E SCELTE PROGETTUALI DELL INTERVENTO... 4 INTERVENTO DI POTENZIAMENTO E RIPRISTINO FUNZIONALE DELL IMPIANTO DI DEPURAZIONE RAVAGNESE... 6 1. PREMESSA... 6 2. DESCRIZIONE DELL IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI REGGIO CALABRIA- LOCALITA RAVAGNESE... 7 3. PROPOSTA DI ADEGUAMENTO DELL IMPIANTO... 9 4. DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI DIMENSIONAMENTO DELLE OPERE... 10 4.1 Dati di progetto Limiti di emissione... 10 4.2 Descrizione degli interventi relativi alla linea acque... 11 4.1.1 Impianto di sollevamento iniziale... 11 4.1.2 Trattamenti preliminari... 11 4.1.3 Denitrificazione... 13 4.1.4 Ossidazione biologica/nitrificazione... 16 4.1.5 Sedimentazione secondaria... 20 4.3 Descrizione degli interventi relativi alla linea fanghi... 23 3.2.1 Pre-ispessimento... 23 3.2.2 Digestione aerobica... 24 3.2.3 Post-ispessimento... 26 3.2.4 Disidratazione fanghi... 27 3.2.5 Sicurezza antincendio... 28 4.4 Descrizione degli interventi di ristrutturazione del laboratorio d analisi... 28 5. RIEPILOGO DEGLI INTERVENTI PROPOSTI... 29 INTERVENTO DI RIPRISTINO FUNZIONALE DEI SOLLEVAMENTI FOGNARI DEL TORRENTE MENGA... 31 1. PREMESSA... 31 2. IL PROBLEMA DEGLI SCARICHI ABUSIVI... 33 3. OBIETTIVI DELL INTERVENTO... 33 4. VERIFICA DELLO STATO ATTUALE... 34 4.1 Calcolo della portata massima ammissibile in ciascuna vasca di carico... 34 4.2 Verifica della popolazione afferente alla fognatura... 60 5. CRITERI PROGETTUALI... 61 5.1. Criteri per la determinazione delle perdite di carico distribuita... 61 5.2. Criteri per la determinazione delle perdite di carico concentrate... 62 pag. 2 di 84
6. DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE DI SOLLEVAMENTO E SCELTE PROGETTUALI... 62 6.1. Soluzione progettuale impianto sollevamento Sabbie Bianche... 63 6.2. Soluzione progettuale impianto sollevamento Menga2... 64 6.3. Soluzione progettuale impianto sollevamento Menga1... 65 7. VERIFICA SUI VOLUMI DI COMPENSO... 67 8. DIMENSIONAMENTO DELLE PRECAMERE DI DISSABBIATURA... 70 INTERVENTO DI RIPRISTINO FUNZIONALE DEI SOLLEVAMENTI FOGNARI DELL AREA URBANA... 71 1. PREMESSA... 71 2. VERIFICA DELLO STATO ATTUALE... 72 2.1 Calcolo della portata massima ammissibile in ciascuna vasca di carico... 72 2.2 Verifica della popolazione afferente alla fognatura... 72 3. CRITERI PROGETTUALI... 74 4.1 Criteri per la determinazione delle perdite di carico distribuita... 74 4.2 Criteri per la determinazione delle perdite di carico concentrate... 74 4. DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE DI SOLLEVAMENTO E SCELTE PROGETTUALI... 76 5. SPECIFICHE TECNICHE DELLE ATTREZZATURE ELETTROMECCANICHE... 79 6. QUADRI ELETTRICI DI POTENZA... 80 7. QUADRI ELETTRICI DI POTENZA QUADRI DI AUTOMAZIONE... 80 8. IMPIANTI DI TERRA... 83 9. COLLEGAMENTI IDRAULICI... 84 STIMA ECONOMICA DELL IMPEGNO DI SPESA E QUADRO ECONOMICO...Errore. Il segnalibro non è definito. pag. 3 di 84
CRITERI E SCELTE PROGETTUALI DELL INTERVENTO La presente progettazione definitiva riguarda il potenziamento e l ammodernamento del sistema depurativo e della rete fognaria che asserve la località Ravagnese del Comune di Reggio Calabria. Di seguito vengono illustrati i criteri generali di progettazione e alcuni aspetti particolari, quali: rispetto delle indicazioni e prescrizione dell Ente App.nte; realizzazione di un impianto di semplice costruzione, economico, ed in generale di gestione estremamente semplice; alto grado di affidabilità per la scelta delle apparecchiature; elevati rendimenti di depurazione; elevata rapidità di costruzione. Tutti gli interventi saranno volti, per quanto possibile, al recupero dei manufatti esistenti; verranno utilizzate vasche e pozzetti, attualmente fuori servizio o dismessi, nell ottica di adattare i nuovi manufatti o il loro potenziamento, al ciclo depurativo e al sistema fognario, e comunque al fine di rendere minimo l impatto ambientale, l incidenza del costo delle opere civili, i tempi di realizzazione e di installazione. L intervento prevede: 1 Il potenziamento dell impianto di depurazione Ravagnese, attraverso: la ristrutturazione e l implementazione del comparto di pretrattamento liquami; la ristrutturazione e il potenziamento della seconda linea di trattamento; l ammodernamento e il ripristino funzionale della linea di trattamento fanghi di supero; la riqualificazione dei locali laboratorio siti all interno del depuratore e la messa in sicurezza del sistemi antincendio; pag. 4 di 84
2 La ristrutturazione, il potenziamento e la messa in sicurezza del sistema dei sollevamenti fognari siti in prossimità del Torrente Menga ; 3 La ristrutturazione, il potenziamento e la messa in sicurezza del sistema dei sollevamenti fognari dell area urbana afferente all impianto Ravagnese. I prezzi utilizzati nella redazione del preventivo particolareggiato sono stati estratti dalla "Tariffa dei Prezzi per Opere Edili e per Opere Impiantistiche" - Edizione 2007 pubblicata sul supplemento ordinario al Bollettino Ufficiale ed elaborata di concerto tra Provveditorato Regionale O.O.P.P. del Regione Calabria, oltre che da una personale indagine di mercato. pag. 5 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese INTERVENTO DI POTENZIAMENTO E RIPRISTINO FUNZIONALE DELL IMPIANTO DI DEPURAZIONE RAVAGNESE 1. PREMESSA L impianto di depurazione di Reggio Calabria Loc. Ravagnese ha una potenzialità di progetto di 160 000 AE. E un impianto biologico a fanghi attivi che tratta i reflui civili della città di Reggio Calabria- Zona Centro. Il progetto originario (26/3040) venne approvato nel 1978; i lavori ebbero inizio nel 1983 e finirono nel 1993, data in cui venne consegnato provvisoriamente l impianto. La potenzialità di progetto era di 160 000 abitanti e i parametri di uscita dell effluente dovevano rispettare i limiti previsti dalla Tab. A delle legge 319 del 10 maggio 1976 (legge Merli). I lavori previsti dal progetto non vennero mai conclusi e l impianto non entrò in esercizio per diverso tempo fino al 2001. Per dare completamento e funzionalità alle opere già realizzate con il Progetto Speciale 26/3040, in particolare per quel che riguarda la parte impiantistica, il sistema di adduzione e le opere civili strettamente connesse, venne predisposto un secondo progetto denominato PARTE B - Progetto esecutivo degli interventi di ripristino e completamento funzionale dell impianto di depurazione di Reggio Calabria Centro e del sistema di collettamento. Per una variazione della normativa in materia di tutela delle acque dall inquinamento (D. Lgs. 152/99) si rendeva, inoltre, necessario l adeguamento ai limiti più restrittivi imposti dalla legge, conseguibili, secondo il progetto, mediante l introduzione, all interno delle vasche di ossidazione, di una zona di denitrificazione e l utilizzo della defosfatazione chimica. Tale intervento non fu mai realizzato. Attualmente l impianto è autorizzato a scaricare nel corpo ricettore i liquami provenienti da 88 000 AE, che rappresenta la potenzialità massima che il trattamento depurativo attuale è in grado di sostenere. pag. 6 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese La presente relazione ha lo scopo di illustrare sia le caratteristiche dell impianto di depurazione esistente sia le proposte di ristrutturazione dell impianto in modo che esso risulti pienamente efficiente a soddisfare le esigenze depurative del territorio e che lo scarico sia conforme alla nuova normativa in vigore per la tutela delle acque dall inquinamento (D. Lgs. n.152/2006). 2. DESCRIZIONE DELL IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI REGGIO CALABRIA- LOCALITA RAVAGNESE Nella sua configurazione attuale, l impianto presenta le seguenti sezioni di trattamento: Linea acque: Sollevamento arrivo Menga grigliatura automatica grossolana e grigliatura automatica fine; dissabbiamento aerato; sedimentazione primaria (non funzionante); ossidazione biologica a fanghi attivi a biomassa adesa e sospesa; sedimentazione finale e riciclo fanghi; disinfezione chimica. Linea fanghi: preispessimento; digestione aerobica; postispessimento; disidratazione meccanica. Attualmente il processo biologico nella sezione di ossidazione dell impianto, costituita da un "sistema combinato fanghi attivi-biodischi" cioè dall abbinamento delle due tecnologie a biomassa sospesa, i fanghi attivi, e a biomassa adesa, con colture su supporto rotante (biodischi), è basato esclusivamente sulla tecnologia a fanghi attivi a biomassa sospesa con stabilizzazione separata del fango. Lo scarico dell effluente depurato avviene nel torrente Menga. Lo schema a blocchi del processo attuale è riportato di seguito: pag. 7 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese pag. 8 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese 3. PROPOSTA DI ADEGUAMENTO DELL IMPIANTO L obiettivo dell adeguamento è di rendere più efficienti le sezioni di trattamento esistenti; per far questo verranno ottimizzati i parametri di processo mediante il potenziamento delle apparecchiature elettromeccaniche, limitando al minimo gli interventi di natura strutturale. A tal proposito gli interventi previsti sono i seguenti: ammodernamento dell impianto di sollevamento iniziale; revisione e/o rifacimento dei trattamenti preliminari di grigliatura grossolana e fine e di dissabbiatura; conversione delle vasche di sedimentazione primaria, al momento inutilizzate, in vasche di denitrificazione in condizioni anossiche ed installazione dell impianto di ricircolo della miscela aerata; rimozione dei carriponte delle due linee della sedimentazione finale, ciascuno comune a due vasche, e installazione di un carroponte indipendente per ciascuna delle quattro vasche; sostituzione delle pompe volumetriche del pre-ispessitore e del post-ispessitore e rifacimento del piping; revisione del quadro elettrico delle elettrosoffianti a servizio della digestione aerobica; sostituzione del sistema di trasporto dei fanghi disidratati; ammodernamento dei locali del laboratorio delle analisi chimico/batteriologiche a servizio dell impianto e acquisto di una nuova apparecchiatura per l effettuazione dell analisi batteriologica. pag. 9 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese 4. DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI DIMENSIONAMENTO DELLE OPERE Con gli interventi di adeguamento previsti in progetto l impianto di depurazione di Reggio Calabria Ravagnese avrà una capacità complessiva di trattamento di 100.000 AE. Vengono di seguito esposti i dati di dimensionamento alla base della progettazione esecutiva sviluppata. 4.1 Dati di progetto Limiti di emissione PARAMETRO U.M. VALORE Abitanti equivalenti A.E. 100.000 Dotazione idrica L/Ab*day 250 Coefficiente d afflusso / 0,8 BOD5 g/ab*day 60 COD g/ab*day 110 Carichi specifici Azoto Kieldahl g/ab*day 12 S. sospesi totali g/ab*day 90 Fosforo g/ab*day 3 Portata media giornaliera mc/day 20.000 Carichi idraulici Portata media oraria mc/hr 833 Portata di punta nera mc/hr 1.322 BOD 5 Kg/day 6.000 Carico ingresso COD Kg/day 11.000 S. Sospesi Totali Kg/day 9.000 S. Sospesi Volatili Kg/day 7.200 Azoto TKN Kg/day 1.200 BOD 5 mg/l 300 COD mg/l 550 Concentrazione ingresso S. Sospesi Totali mg/l 450 S. Sospesi Volatili mg/l 360 Azoto TKN mg/l 60 Fosforo mg/l 15 I limiti di emissione di progetto adottati sono quelli stabiliti dalle Tabelle 1 e 3 dell Allegato 5 alla Parte III del D. Lgs. n. 152/2006, valide, rispettivamente, per acque reflue urbane e acque pag. 10 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese reflue industriali ed in grado di rispondere a più ampie esigenze di tutela del corpo idrico recettore rispetto a quelli alla base del progetto originario: PARAMETRO U.M. VALORE BOD 5 mg/l 25 COD mg/l 125 azoto Kjeldahl mg/l 11,5 Solidi sospesi totali mg/l 35 Fosforo mg/l 2 Azoto nitrico mg/l 20 4.2 Descrizione degli interventi relativi alla linea acque 4.1.1 Impianto di sollevamento iniziale L impianto di sollevamento iniziale, che riceve i liquami provenienti dalla stazione di sollevamento denominata Menga 1, è costituito da N. 3 elettropompe del tipo Flygt modello 3140.180 girante 432 e potenza 9 kw (Portata= 70 L/sec e Prevalenza= 10 m). E necessario sostituire un apparecchiatura per fine ciclo e revisionare il quadro elettrico di comando. 4.1.2 Trattamenti preliminari I trattamenti preliminari sono finalizzati alla rimozione di parti grossolane, sostanze abrasive e oleose, che non possono essere ammesse ai trattamenti successivi. Sono di fondamentale importanza per garantire l efficienza del processo biologico e la protezione delle apparecchiature elettromeccaniche delle diverse sezioni. I pretrattamenti presenti sono: la grigliatura grossolana e fine e il dissabbiamento aerato. Costituiscono uno dei punti critici di tutto il trattamento perché non risultano correttamente dimensionati né da un punto di vista fisico nè idraulico. I liquami in arrivo dalla fognatura sono convogliati nel canale d ingresso in cui è presente una griglia meccanica verticale a gradini di tipo fine con luce tra le barre pari a 5 mm, provvista di sistema di allontanamento dei materiali grigliati a coclea orizzontale. Una griglia analoga è inserita nel canale di bypass, che viene adoperato solo in caso di eventi meteorici di vaste proporzioni. pag. 11 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese La griglia grossolana esistente, statica a maglie larghe (75mm), è al momento dismessa e occorre reinstallarla sul canale di bypass. Le griglie di tipo fine ed il sistema di allontanamento dei materiali grigliati necessitano di una sostanziale opera di revisione che consiste nella rettifica dei telai distorti e delle componenti usurate delle due griglie e, per la coclea, nella sostituzione del motore asincrono trifase da 0,37 kw completo di riduttore di giri. Entrambe le griglie saranno installate, affiancate, nel canale d ingresso dei liquami, possedendo analoghe caratteristiche idrauliche e meccaniche. Occorrerà predisporre la fase di grigliatura grossolana nel canale d ingresso, a monte di quella fine, in modo da proteggere le due griglie a gradini. Si acquisterà, allo scopo, una nuova griglia statica a maglie larghe (50 mm). Il dissabbiatore aerato esistente ha un volume sufficiente per il trattamento richiesto ma occorre sostituire il carroponte, in comune alle due vasche, con uno nuovo. Attualmente l aerazione avviene ad opera dei compressori a servizio dell ossidazione; si provvederà a dotare le vasche di un nuovo compressore autonomo, e verranno installate due nuove apparecchiature per l estrazione delle sabbie (air-lift). Il sistema attualmente esistente di aerazione, che utilizza l aria fornita dai compressori a servizio dell ossidazione, fungerà da riserva in caso di guasto del compressore principale. Per la verifica della sezione di dissabbiatura, scelto di trattare la portata di punta nera in tempo asciutto e il tempo di detenzione, si può calcolare il volume nel seguente modo: Volume DISS = Q pn t det dove: Volume DISS = Volume vasca dissabbiatura (m 3 ) Q pn = Portata di punta nera (m 3 /hr) t det = Tempo di detenzione (min), compreso tra 2 e 3 minuti Per il dimensionamento della portata di aria da insufflare si considera: Q ARIA = Consumo aria per unità lunghezza Lunghezza vasca dissabbiatura La sabbia raccolta sul fondo viene trascinata verso una tramoggia laterale per mezzo di un carroponte e viene quindi estratta mediante un air-lift. pag. 12 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese Nel seguito si riassumono i dati tecnici di riferimento delle nuove apparecchiature: SEZIONI PARAMETRI U. M. VALORI GRIGLIATURA GROSSOLANA GRIGLIATURA FINE DISSABBIATURA/ DISOLEATURA Numero griglie / 1 Tipo di griglie / Statica, a pulizia manuale a maglia larga Spaziatura mm 50 Potenza motore kw 1 Larghezza canale mm 2100 Numero griglie / 2 Tipo di griglie meccaniche, verticali a gradini Spaziatura mm 5 Sistema allontanamento grigliati / a coclea Numero vasche / 2 Tipo dissabbiatore / aerato Numero unità di compressione / 1 Portata d aria m 3 /hr 450 Potenza motore compressore kw 11 Ponte raschiatore va e vieni per Sistema di estrazione sabbie / vasca doppia e estrattore airlift per ciascuna vasca Diametro idroestrattore / DN 100 Lunghezza totale idroestrattore mm 6000 4.1.3 Denitrificazione L impianto non presenta una sezione di denitrificazione e ciò costituisce una grossa disfunzione in quanto non è possibile abbattere i nitrati che si formano in fase di ossidazione. Essendo la sezione di sedimentazione primaria non funzionante, si è preferito, anziché attivare questo trattamento primario, adottare un processo anossico/aerobico, denitrificazione/nitrificazione, che prevede la zona anossica a monte di quella aerobica, adattando anche la vasca da un punto di vista strutturale. In questa configurazione i nitrati prodotti nella zona aerobica per ossidazione dell azoto ammoniacale (nitrificazione) sono ricircolati nella porzione anossica, dove vengono ridotti ad azoto gassoso (denitrificazione). La fase di predenitrificazione presenta i seguenti vantaggi: pag. 13 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese in testa alla vasca di ossidazione, la zona anossica permette l utilizzo dell ossigeno nitrico, recuperando una parte dell energia spesa per la nitrificazione; la sedimentazione secondaria è facilitata in quanto, altrimenti, la denitrificazione avverrebbe sul fondo del sedimentatore, nei fanghi sedimentati, e comporterebbe la formazione di bollicine di azoto gassoso, che esercitano un azione di flottazione sui fanghi, contrastandone la sedimentabilità; si garantisce il rapporto ottimale tra azoto ammoniacale ed azoto nitrico nell effluente finale. Per il dimensionamento del volume della vasca di denitrificazione si è impiegata la seguente formula: Volume DEN N_NO = v C D 3 SSV dove: Volume DEN = Volume della vasca di denitrificazione (m 3 ) N_NO 3 v D C SV = Azoto nitrico da ridurre (kg/day) = Velocità di denitrificazione alla temperatura media della vasca di ossidazione (g NO 3 /Kg SSV*hr) = Concentrazione dei solidi sospesi volatili nella vasca di denitrificazione (Kg SSV/m 3 ) La velocità di denitrificazione si determina con la seguente formula: v D = v D20 C S K + C S S C NO3 K + C D NO 3 θ ( T 20 ) dove: v D = Velocità di denitrificazione alla temperatura media della vasca di ossidazione (g NO 3 /Kg SSV*hr) v D20 = Velocità di denitrificazione alla temperatura di 20 C. Può essere assunta pari a 3 g NO 3 /Kg SSV*hr. C NO3 = Concentrazione di azoto nitrico (Kg SSV/m 3 ) C S = Concentrazione del substrato carbonioso biodegradabile presente in vasca (Kg SSV/m 3 ) pag. 14 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese K D = Costante di semisaturazione relativa ai nitrati pari a 0,1 mg NO 3 /l. K S = Costante di semisaturazione relativa all ossigeno disciolto pari a 1 mg O 2 /l. Θ = Coefficiente di correzione relativa al substrato pari a 1,09. Dato che i valori delle costanti di semisaturazione sono trascurabili, la relazione precedente diventa: v D = v D20 θ ( T 20 ) L azoto nitrico da ridurre è dato dal bilancio di materia : Azoto TKN ( Ingresso ) = Azoto TKN ( Uscita ) + Azoto Nitrico ( Uscita ) + Azoto TKN Rimosso per sin tesi Azoto TKN (ingresso) Azoto TKN (uscita) Azoto Nitrico (uscita) Azoto TKN rimosso per sintesi = Azoto TKN nelle acque in ingresso (Kg/day) = Azoto TKN ammesso nelle acque di scarico (Kg/day) = Azoto nitrico ammesso nelle acque di scarico (Kg/day) = Azoto TKN rimosso per sintesi, valutato come il 5% del BOD abbattuto (Kg/day) Il comparto di denitrificazione sarà provvisto di miscelatori sommergibili (mixer) per tenere in agitazione la massa liquida, al fine di evitare la sedimentazione della biomassa presente in vasca. La potenza dei mixer viene scelta in base al volume di liquido presente in vasca. Nella tabella seguente si riportano le caratteristiche principali della sezione: PARAMETRI U. M. VALORI Numero vasche / 4 Volume utile mc 2240 Numero unità miscelazione/vasca / 4 Potenza mixer kw 2,5 pag. 15 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese 4.1.4 Ossidazione biologica/nitrificazione L unità di ossidazione biologica è realizzata su 4 linee parallele; la configurazione funzionale dell unità di ossidazione-nitrificazione è costituita da due sistemi ossidativi, quello a fanghi attivi ( a biomassa sospesa ) ed il sistema a biodischi ( a biomassa adesa ). Il processo biologico a biomassa adesa non ha mai funzionato quindi non dà alcun contributo al processo di abbattimento del carico organico. Visto il mancato utilizzo, sarebbe auspicabile la rimozione dei dischi ma, data l onerosità economica del loro smantellamento e smaltimento, si preferisce non demolirli anche per mitigare l impatto ambientale dell impianto sull ambiente circostante. La sezione di ossidazione non verrà ammodernata; visto, però, che è stato modificato il tipo di processo, avendo adottato un processo anossico/aerobico, denitrificazione/nitrificazione, si illustreranno, per completezza di trattazione, le relazioni di verifica anche per questa sezione. Per la verifica della sezione di ossidazione si fa riferimento al processo a fanghi attivi a biomassa sospesa; il dimensionamento della vasca di ossidazione viene effettuato determinando il carico del fango e il carico volumetrico. Il carico del fango (C F ) è definito come il rapporto tra la quantità di materia organica biodegradabile, espressa in Kg BOD5, messa giornalmente a disposizione dell unità di biomassa presente nel reattore biologico, espressa in Kg di solidi sospesi. Il carico volumetrico (C V ) può essere definito come il carico di sostanze organiche biodegradabili, misurato in Kg di BOD5, che viene applicato al giorno al volume unitario, misurato in m3, della vasca di aerazione dell impianto. Esso è legato linearmente al carico del fango e la costante di proporzionalità è rappresentata dalla concentrazione dei solidi sospesi (CSV) nel bacino di aerazione: C = C V SV * C F Il volume necessario per la ossidazione si ottiene dunque dalla seguente espressione: Volume OX = BOD C 5 F _ ingresso C SV dove: pag. 16 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese Volume OX = Volume della vasca di ossidazione (m 3 ) BOD5_ingresso C F C SV = BOD5 in ingresso nella vasca di ossidazione (kg/day) = Carico organico adottato (Kg BOD5/Kg SSV*day) = Concentrazione dei solidi sospesi volatili nella vasca di ossidazione (Kg SSV/m 3 ) Si è scelto di utilizzare un fattore di carico organico inferiore a 0,2 Kg di BOD5/Kg SSV *day, onde garantire un rendimento depurativo cautelativo, come prevede la Guida alla progettazione dei sistemi di collettamento e depurazione delle acque reflue urbane, emanata dall ANPA e dal Ministero dell Ambiente e della tutela del Territorio. Per la concentrazione dei solidi sospesi volatili in vasca si è adottato un valore costante pari a 3,2 Kg/m 3, pari all 80% dei solidi sospesi totali. Con il termine nitrificazione si indica il processo biologico in due stadi nel quale l azoto ammoniacale viene prima ossidato a nitriti che poi vengono ossidati a nitrati. Nei processi del tipo a biomassa sospesa, la nitrificazione ha luogo unitamente alla rimozione del BOD nello stesso sistema di trattamento costituito dalla vasca di aerazione, dal sedimentatore secondario e da una linea di ricircolo. La nitrificazione può avere luogo solo se, nella vasca di ossidazione, è presente un quantitativo minimo di batteri nitrificanti, che costituiscono una frazione della biomassa totale del sistema. Negli impianti a fanghi attivi, quindi, la trasformazione dei composti azotati richiede un ulteriore consistente frazione della domanda biochimica di ossigeno, che si aggiunge alla domanda di ossigeno della frazione carboniosa. La velocità di nitrificazione, espressa in grammi di azoto organico e ammoniacale ossidato all ora per Kg di biomassa nitrificante (SSN), può essere calcolata secondo la formula: dove: v N = v N 20 K CO2 + C O2 O2 K CTKN + C TKN TKN β ( T 20 ) v N v N20 = Velocità di nitrificazione alla temperatura media della vasca di ossidazione (Kg N_NH3/Kg SSN*day) = Velocità massima di nitrificazione, in assenza di fattori limitanti, alla temperatura di 20 C. Può essere assunta pari a 1.8 Kg N_NH3/Kg SSN*day. pag. 17 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese C O2 C TKN K O2 K TKN = Concentrazione di ossigeno disciolto presente in vasca di nitrificazione normalmente assunta pari a 0.2 mg/l. = Concentrazione di azoto organico ed ammoniacale presente in vasca di nitrificazione (mg TKN/L) = Costante di semisaturazione relativa all ossigeno disciolto pari a 1 mgo2/l. = Costante di semisaturazione relativa all ammoniaca che è funzione della temperatura secondo la formula: 1.4 10 0.051 T 1.158 β = Coefficiente di correzione relativo alla temperatura; per i processi di nitrificazione esso corrisponde a 1,12. Dalla velocità di nitrificazione si determina il quantitativo minimo di batteri nitrificanti che devono essere presenti nella vasca di ossidazione secondo la formula seguente: M = SSN L azoto TKN da nitrificare è dato da: Azoto TKN da v N nitrificare Azoto TKN da nitrificar e = Azoto TKN ( Ingresso ) Azoto TKN ( Uscita ) Azoto TKN Rimosso per sin tesi Azoto TKN (ingresso) Azoto TKN (uscita) = Azoto TKN nelle acque in ingresso (Kg/day) = Azoto TKN ammesso nelle acque di scarico (Kg/day) Azoto TKN rimosso per sintesi = Azoto TKN rimosso per sintesi, valutato come il 5% del BOD abbattuto (Kg/day) La massa autotrofa nitrificante è una frazione della biomassa totale che può essere calcolata con la formula: f = 1 + Y Y n 1 BODi BOD TKN TKN i u u dove: BODi BODu TKNi = BOD5 in ingresso nella fase biologica (Kg/day) = BOD5 in uscita dalla fase biologica (Kg/day) = Azoto ammoniacale e organico in ingresso nella fase biologica (Kg/day) pag. 18 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese TKNu Y/Yn = Azoto ammoniacale e organico in uscita dalla fase biologica (Kg/day) = Coefficiente di crescita cellulare dei batteri nitrificanti. Può essere assunto pari a 3,7. La concentrazione minima di solidi sospesi totali nella vasca di ossidazione, noto il volume della vasca di ossidazione calcolato in precedenza, è data da: C SST _ min ima M SSN = f Volume dove: CSST_minima = Concentrazione minima richiesta di solidi totali nella vasca di ossidazione (Kg /m3) MSSN = Massa di batteri nitrificanti presenti in vasca di ossidazione (Kg) f = Frazione di biomassa nitrificante rispetto alla biomassa totale (%) Volumeox = Volume vasca di ossidazione (m3) ox La nitrificazione richiesta ha luogo se la concentrazione di biomassa totale presente nella vasca di ossidazione è maggiore del valore CSST minima calcolato. Per quanto concerne la portata d aria da insufflare in vasca di ossidazione essa si determina valutando il quantitativo di ossigeno che occorre fornire per poter permettere un efficiente sviluppo delle reazioni biologiche. La portata di ossigeno viene così determinata: O = I + a' Fa + b' Md + 4,6 m N( NH 3 ) dove: O = fabbisogno complessivo medio di ossigeno (Kg /day) I = richiesta immediata di ossigeno di composti quali solfuri, solfiti, ecc. a = coefficiente di ossidazione per sintesi (Kg O 2 /Kg BOD 5 abbattuto) Fa = BOD 5 abbattuto nel sistema (Kg/day) b = coefficiente di assorbimento di ossigeno per respirazione endogena (Kg O 2 /Kg SS*day) Md = massa complessiva di microrganismi presenti nel sistema (Kg SS) m = grado di nitrificazione pag. 19 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese N(NH 3 ) = Richiesta di ossigeno dovuta all ammoniaca presente nel liquame misurata come azoto (N) (Kg/day) Nota la portata di aria è possibile scegliere le apparecchiature elettromeccaniche necessarie per l aerazione della sezione di ossidazione. 4.1.5 Sedimentazione secondaria A valle della vasca di ossidazione è presente l'unità di sedimentazione secondaria, preposta alla separazione tra il fango attivo e l'effluente ormai depurato. Essa è realizzata mediante quattro vasche, organizzate su due linee, a pianta rettangolare, attrezzate con carroponte mobile del tipo "va e vieni", su cui sono direttamente installati i gruppi di pompaggio volti al prelievo continuo del fango sedimentato da avviare al ricircolo. Tale fango viene inviato, dapprima, in canali posti al centro delle vasche e poi rinviati per gravità alla sezione di ossidazione. I due carriponte, a servizio delle quattro vasche, hanno una struttura tale da rendere difficoltosa la gestione da parte degli operatori, infatti spesso essi vanno in disservizio perché i motori, non essendo completamente sincronizzati, provocano un consumo anomalo dei carrelli. Ciò provoca continue interruzioni per manutenzione che compromettono l intero ciclo di trattamento. Si procederà quindi a rendere autonoma ciascuna vasca di sedimentazione, eliminando i carriponte esistenti ed installando quattro nuovi carriponte completi di accessori. Sarà necessario, quindi, intervenire strutturalmente sulle vasche in modo da riuscire ad adattare le nuove apparecchiature e bisognerà creare, su ogni vasca, la canaletta di raccolta del fango estratto dalle pompe sommergibili da inviare ai pozzetti di ripartizione. Avendo creato la sezione di denitrificazione, sarà necessario provvedere a potenziare la sezione di ricircolo dei fanghi mediante l installazione di quattro nuove elettropompe per il ricircolo della miscela aerata/fanghi attivi in testa alle vasche di denitrificazione, nonché alla sostituzione delle pompe guaste presenti nel secondo pozzetto di ripartizione, di analoghe caratteristiche a quelle esistenti. Il parametro a cui si fa riferimento per la verifica della sezione è il carico idraulico superficiale o velocità ascensionale, rapporto tra la portata idraulica e la superficie della vasca. Tutte le particelle che hanno velocità di sedimentazione superiore al carico idraulico superficiale sono trattenute nella vasca, mentre quelle dotate di velocità di sedimentazione inferiore sono trascinate verso le canalette di raccolta e sfuggono nell effluente. pag. 20 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese Il carico idraulico da applicare deve essere contenuto nei seguenti valori (Metcalf & Eddy, Ingegneria delle acque reflue, Ed. McGraw-Hill): Carico idraulico superficiale Tipo di trattamento (m3/m2*hr) Medio Punta Sedimentazione dopo fanghi attivi con aria 0,67-1,17 1,67-2,67 Sedimentazione dopo aerazione prolungata 0,33-0,67 1-1,33 La superficie necessaria per garantire la separazione richiesta è il maggiore tra i due valori ottenuti dalle seguenti formule: dove: Q m Q p C ism C isp Qm S Se dim entazione = Cis m Q p S Se dim entazione = Cis = Portata media (m 2 /hr) = Portata di punta (m 2 /hr) = Carico idraulico superficiale alla portata media assunto pari a 0,67 m 3 / m 2* hr. = Carico idraulico superficiale alla portata di punta assunto pari a 1,67 m 3 / m 2* hr. p Per il calcolo delle portate di ricircolo della miscela aerata e dei fanghi attivi si considerano, rispettivamente, il bilancio di materia sull azoto nella sezione di ossidazione/nitrificazione e il bilancio di materia sui solidi totali nella sezione di sedimentazione secondaria: Q = r 1 Azoto TKN da denitrificare C NO 3 Q r 2 = Q C m r 2 C C SST SST dove: Q r1 = Portata di ricircolo miscela aerata (m 3 /hr) Q r2 = Portata di ricircolo fanghi attivi (m 3 /hr) Azoto TKN da denitrificare = Carico TKN da denitrificare in uscita dalla sezione di ossidazione (Kg/hr) pag. 21 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese Q m = Portata media oraria (m 3 /hr) C NO3 = Concentrazione di azoto nitrico in uscita dalla sezione di ossidazione (mg/l) C SST = Concentrazione di solidi sospesi totali in vasca di ossidazione (mg/l) C r2 = Concentrazione di solidi sospesi totali nella corrente Q r2 (mg/l) Nella tabella seguente si riportano alcune caratteristiche della sezione: PARAMETRI U. M. VALORI Numero vasche / 4 Superficie utile mq 1767 Sistema di estrazione fanghi / Ponte raschiatore va e vieni aspirato per vasca singola Portata fanghi ricircolo miscela aerata/fanghi mc/hr 1111 Numero elettropompe ricircolo fanghi pozzetti di ripartizione 1 e 2 / 2 Potenza unitaria pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 1 e 2 kw 2 Portata unitaria pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 1 e 2 mc/hr 100 Prevalenza pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 1 e 2 m 5 Numero elettropompe ricircolo fanghi pozzetti di ripartizione 3 e 4 / 2+2 di riserva Potenza unitaria pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 3 e 4 kw 8,8 Portata unitaria pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 3 e 4 mc/hr 600 Prevalenza pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 3 e 4 m 4 pag. 22 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese 4.3 Descrizione degli interventi relativi alla linea fanghi 3.2.1 Pre-ispessimento L ispessimento è un operazione impiegata allo scopo di incrementare la concentrazione dei solidi del fango, rimuovendo parte dell acqua ad esso associata. Il metodo utilizzato è del tipo a gravità e costituisce uno dei metodi più comuni per la riduzione delle portate volumetriche dei fanghi. L'operazione, finalizzata alla riduzione del volume di fango da trattare, è condotta in un bacino circolare munito di picchetti rotanti idonei ad aumentare la concentrazione dei fanghi stessi. L'acqua sfiorata è rinviata in testa all'impianto. Il fango ispessito, periodicamente, viene trasferito alla fase di digestione aerobica. Per il calcolo della portata di fanghi di supero si fa riferimento all espressione seguente: Pr oduzione fango sup ero ( come SSV ) = a F b * Mv dove: Produzione fanghi supero = Portata fanghi supero (Kg/day) a = Coefficiente di sintesi del fango (Kg SS/Kg BOD5 ) F = BOD rimosso nel sistema (Kg BOD5 /day) b = Coefficiente di respirazione endogena del fango (day -1 ) * Mv = Massa complessiva di SSV presente nel sistema (Kg SSV) La superficie dell unità di ispessimento si calcola come segue: Superficie ispessitore = Pr oduzione fango sup ero Carico solidi dove: Superficie ispessitore = Superficie della vasca di ispessimento (m 2 ) Carico solidi = Carico dei solidi per ispessitore a gravità (Kg/m 2 *day) Le due pompe volumetriche a servizio della fase di pre-ispessimento, complete di quadro elettrico di comando e piping relativo, verranno sostituite perché non funzionanti. Le tubazioni da installare sul fondo della vasca circolare dovranno essere di acciaio catramato dello spessore pag. 23 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese DN 150 mm; le altre tubazioni a servizio del sistema di rilancio fanghi, saranno invece di acciaio trattato contro la corrosione del diametro DN 100 mm con giunzioni flangiate e raccordi a T o doppio T. Di seguito si elencano alcune caratteristiche della sezione: PARAMETRI U. M. VALORI Numero vasche / 1 Superficie utile vasca mq 113 Numero pompe rilancio fanghi / 2 Tipo di pompa / elettropompa volumetrica (o mono) Portata pompa mc/hr 16 Prevalenza pompa bar 2 Potenza pompa kw 3 3.2.2 Digestione aerobica Tale fase operativa ha lo scopo di ridurre il contenuto di sostanze volatili presenti nel fango di supero. I digestori, inizialmente anaerobici, sono stati convertiti in aerobici. Il processo aerobico, rispetto a quello anaerobico, a parità di efficienza di abbattimento dei solidi volatili, presenta i seguenti vantaggi: concentrazione di BOD nel surnatante in genere più bassa; fango risultante dal processo privo di odori molesti; gestione del processo relativamente agevole; idoneità al trattamento di fanghi caratterizzati da elevate concentrazioni di nutrienti. La digestione aerobica è un processo del tutto analogo a quello a fanghi attivi per la rimozione della sostanza organica dalle acque reflue. I tre digestori esistenti hanno un volume idoneo a completare la stabilizzazione dei fanghi; il sistema di aerazione, costituito da quattro turbocompressori e da diffusori di fondo a bolle grosse è sufficiente a garantire la giusta aerazione della massa liquida. La sezione necessita della revisione generale del quadro elettrico di comando dei turbocompressori (P= 75 kw) a servizio del sistema di distribuzione dell aria. Per il dimensionamento del digestore si fa riferimento al metodo empirico basato sull età del fango: Età complessiva del fango = E + E' pag. 24 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese dove: E = Età complessiva del fango, raggiunta nel comparto di aerazione della linea acque e nel comparto di digestione (day) E = Età del fango nella sezione di ossidazione biologica (day) E = Età del fango addizionale nella vasca di digestione aerobica per completare la stabilizzazione del fango (day) Considerando che il processo di digestione aerobica porta ad una riduzione di almeno il 40% dei solidi sospesi volatili, è possibile determinare, nota la temperatura del sistema, l età complessiva del fango dal grafico seguente (cfr. Masotti Fig. 13.18): Nota l età del fango in vasca di ossidazione biologica, si determina E e, note le portate e le concentrazioni delle correnti in ingresso e in uscita dal digestore, si calcola il volume del digestore: V dig = E' W C s s dove: V dig = Volume digestore (m 3 ) E = Età del fango addizionale nella vasca di digestione aerobica per completare la stabilizzazione del fango (day) W s = Portata di fanghi estratta dalla vasca di digestione aerobica (Kg/day) C s = Concentrazione dei solidi nella portata di fanghi estratta (Kg/m 3 ) C NO3 = Concentrazione di azoto nitrico in uscita (mg/l) pag. 25 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese C SST = Concentrazione di solidi sospesi totali in vasca di ossidazione (mg/l) C r2 = Concentrazione di solidi sospesi totali nella corrente Q r2 (mg/l) Per quanto concerne la portata d aria da insufflare in vasca di digestione, essa si determina valutando il quantitativo di ossigeno che occorre fornire per poter permettere un efficiente sviluppo delle reazioni biologiche. La portata di ossigeno viene determinata da valori di letteratura, nota la portata di solidi sospesi volatili da stabilizzare. Nota la portata di aria è possibile scegliere le apparecchiature elettromeccaniche necessarie per l aerazione della sezione di digestione. Alcuni dati di riferimento della sezione sono riportati di seguito: PARAMETRI U. M. VALORI Numero vasche / 3 Volume utile vasche mc 2954 Sistema di aerazione / turbocompressori/diffusori a bolle grosse Numero compressori / 3+1 riserva Portata aria unitaria Kg/hr 4050 Potenza unitaria compressori kw 75 3.2.3 Post-ispessimento Essendo le due unità adibite all ispessimento uguali, valgono le stesse considerazioni già viste per il pre-ispessitore. Anche in questo caso verrà installato un nuovo sistema di pompaggio dei fanghi alle fasi successive, costituito da due nuove pompe delle stesse caratteristiche, provviste di quadro elettrico e di tutti i collegamenti idraulici necessari. Le tubazioni da installare sul fondo della vasca circolare dovranno essere di acciaio catramato dello spessore DN 150 mm; le altre tubazioni a servizio del sistema di rilancio fanghi, saranno invece di acciaio trattato contro la corrosione del diametro DN 100 mm con giunzioni flangiate e raccordi a T o doppio T. Per il dimensionamento della sezione di post-ispessimento valgono le stesse considerazioni fatte per la sezione di pre-ispessimento. Di seguito si elencano alcune caratteristiche della sezione: pag. 26 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese PARAMETRI U. M. VALORI Numero vasche / 1 Superficie utile vasche mq 113 Numero pompe rilancio fanghi / 2 Tipo di pompa / elettropompa volumetrica (o mono) Portata pompa mc/hr 16 Prevalenza pompa bar 2 Potenza pompa kw 3 3.2.4 Disidratazione fanghi La disidratazione ha la funzione di ridurre ulteriormente il contenuto di acqua presente nel fango digerito. Viene realizzata in modo meccanico, con l utilizzo di due nastropresse gemelle, di cui una in esercizio e l altra di riserva, provviste di stazione automatica per il dosaggio dei polielettroliti cationici, che si rende necessario addizionare al fango per rompere i legami che trattengono l'acqua. Occorrerà riparare il sistema di trasporto dei fanghi disidratati nel cassone di raccolta. La scelta della nastropressa viene effettuata in base al carico dei solidi da trattare, e quindi dalla larghezza del nastro così calcolata: L arg hezza nastro = Carico solidi Portata fanghi dove: Larghezza nastro = Larghezza del nastro della pressa (m) Carico solidi = Carico di solidi sulla nastropressa (Kg/m*hr) Portata fanghi = Portata di fanghi uscenti dal post-ispessitore da disidratare (Kg/hr) Si sintetizzano le caratteristiche delle nastropresse: PARAMETRI U. M. VALORI Tipo di disidratazione / meccanica Numero nastropresse / 2 Larghezza utile nastro m 1,2/cad. pag. 27 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese 3.2.5 Sicurezza antincendio L intera rete e il sistema di pressurizzazione dell impianto antincendio sono in cattive condizioni. Occorrerà procedere alla sistemazione dell intero l impianto. 4.4 Descrizione degli interventi di ristrutturazione del laboratorio d analisi Il laboratorio presente sull impianto è attrezzato per il controllo dei parametri chimico-fisici delle acque in ingresso al trattamento depurativo e delle acque depurate in uscita da inviare al corpo ricettore. Gli interventi previsti riguardano principalmente la messa a norma degli ambienti per ottemperare alle disposizioni stabilite dalla normativa sulla tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro (D. Lgs. n. 81/2008) e l acquisto di una nuova apparecchiatura necessaria per l effettuazione dell analisi batteriologica. pag. 28 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese 5. RIEPILOGO DEGLI INTERVENTI PROPOSTI UNITA IMPIANTO DI SOLLEVAMENTO INIZIALE INTERVENTO a) Ammodernamento dell impianto di sollevamento iniziale. a) Fornitura e installazione di una nuova griglia statica a maglie larghe (50 mm), da installare a monte della fase di grigliatura fine esistente b) Revisione delle griglie fini e del sistema di allontanamento dei materiali grigliati per quel che riguarda: rettifica dei telai distorti e delle componenti usurate delle griglie; sostituzione del motore asincrono trifase completo di riduttore di giri per la coclea. PRETRATTAMENTI c) Sistemazione fase di dissabbiatura comprendente: pulizia e allontanamento/smaltimento della sabbia che riempie le due vasche; fornitura e installazione di un nuovo compressore a servizio della sola fase di dissabbiatura; rimozione e smaltimento dei carriponte esistenti; fornitura e installazione di un nuovo carroponte comune alle due vasche e di due sistemi air-lift per l estrazione delle sabbie, corredate di carpenterie metalliche e quadro elettrico di comando. DENITRIFICAZIONE SEDIMENTAZIONE a) conversione delle vasche di sedimentazione primaria esistenti in vasche di denitrificazione e adeguamento della linea di ricircolo fanghi attivi/miscela aerata; b) fornitura e installazione di miscelatori sommergibili nella vasca di denitrificazione. a) Svuotamento delle vasche e smaltimento dei liquami; pag. 29 di 84
P.to 1 Interventi di ristrutturazione dell impianto di depurazione di Ravagnese UNITA IMPIANTO DI SOLLEVAMENTO INIZIALE SECONDARIA INTERVENTO a) Ammodernamento dell impianto di sollevamento iniziale. b) Rimozione e smaltimento dei carriponte esistenti; c) Fornitura di quattro carriponte aspirati per le quattro vasche di sedimentazione secondaria di dimensioni unitarie pari a 47 m x 9.4 m e costruzione delle opere civili necessarie. ISPESSIMENTO FANGHI DIGESTIONE FANGHI DISIDRATAZIONE FANGHI LABORATORIO SICUREZZA Fornitura di pompe mono complete di quadro elettrico per il rilancio dei fanghi alle fasi di digestione e disidratazione e di tutto il piping necessario. Revisione del quadro elettrico di comando. Revisione sistema di trasporto fanghi disidratati. a) Ristrutturazione dei locali per adeguamento alla normativa sulla tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro (D. Lgs. n. 81/2008) b) fornitura di una nuova apparecchiatura necessaria per l effettuazione dell analisi batteriologica. Rifacimento rete e sistema di pressurizzazione antincendio. pag. 30 di 84
P.to 2 Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga INTERVENTO DI RIPRISTINO FUNZIONALE DEI SOLLEVAMENTI FOGNARI DEL TORRENTE MENGA 1. PREMESSA Nelle vicinanze dell alveo del Torrente Menga, Comune di Reggio Calabria, sono ubicate tre stazioni di sollevamento denominate Sabbie bianche, Menga 2 e Menga 1 che inviano i liquami all impianto di depurazione di Ravagnese. In particolare la stazione Sabbie bianche solleva i liquami verso la stazione Menga 1 tramite una tubazione di mandata in ghisa sferoidale di DN 300.
P.to 2 Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga L impianto Sabbie Bianche, secondo il progetto originario, è stato dimensionato per ospitare 3 pompe del tipo Flygt CP 3152 da 13,5 KW funzionanti in parallelo, di cui solo una attualmente risulta funzionante. I liquami in ingresso alla stazione Menga 2 sono sollevati alla stazione Menga 1 attraverso una mandata in ghisa sferoidale di DN 250. L impianto Menga 2 è stato dimensionato per ospitare 3 pompe del tipo Flygt NP 3153.180 da 9 KW funzionanti in parallelo. Di questa tipologia di apparecchiature elettromeccaniche, attualmente ne esistono 3 e ne sono in esercizio 2. Il sollevamento Menga 1 riceve sia i liquami sollevati dalle due stazioni di sollevamento Sabbie Bianche e Menga 2 che quelli in arrivo, a gravità, dalla rete fognaria. L impianto Menga 1 è stato dimensionato per ospitare 3 pompe del tipo Flygt CP 3201.180 da 30 KW funzionanti in parallelo. Attualmente esistono due apparecchiature di tali caratteristiche. Gli impianti di sollevamento Menga 1 e Menga 2 sono dotati di uno sfioratore di sicurezza per scolmare la portata in arrivo nel caso di insufficienza o mal funzionamento delle pompe. La configurazione dei 3 impianti di sollevamento sopra descritti è la seguente: legenda Flusso a gravità Flusso a pressione All impianto di depurazione sito in loc. Ravagnese sollevamento Menga1 sollevamento Menga2 sollevamento Sabbe bianche pag. 32 di 84
P.to 2 Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 2. IL PROBLEMA DEGLI SCARICHI ABUSIVI I sopralluoghi e le indagini effettuati hanno evidenziato che, scaricano, direttamente sul Torrente Menga, una serie di scarichi fognari probabilmente non regolarmente allacciati alla pubblica fognatura. Ciò chiaramente causa una grave situazione ambientale poiché i liquami fognari non trattati e non consentiti sfociano proprio sulla spiaggia alla foce del torrente. I liquami, che dall odore nauseabondo si presumono fognari, viaggiano nel corso d acqua asciutto per poi incanalarsi a pochi metri dalla spiaggia, fuoriuscendo in mare che si presenta schiumoso e visibilmente sporco in alcuni periodi dell anno. Si dovrà quindi procedere al eliminazione delle fonti primarie dell inquinamento attraverso il controllo ed il successivo divieto degli scarichi abusivi. Ciò potrà essere fatto sia attraverso un censimento diretto, effettuato risalendo il corso d acqua dalla sorgente alla foce, sia attraverso un censimento indiretto, acquisendo la documentazione relativa agli scarichi autorizzati (D.Lgs. 152/99) da parte della Provincia di Reggio Calabria. 3. OBIETTIVI DELL INTERVENTO Il seguente studio è stato condotto per rispondere a tre obiettivi essenziali: calcolare la portata ammissibile in ingresso in ciascuna vasca di carico: Sabbie Bianche, Menga 2, Menga 1; verificare l efficacia, del sistema in relazione alla portata effettiva in ingresso al sistema fognario; verificare se la tipologia e la quantità pompe adottate per ciascuna stazione di sollevamento e secondo il progetto originario siano in grado di sollevare la portata in ingresso, una volta fissate le caratteristiche geometriche ed idrauliche della condotta di mandata e calcolate le perdite di carico localizzate e distribuite lungo il circuito; scegliere qualora necessario nuove elettropompe in grado sollevare la portata in ingresso in ciascuna vasca di carico, e verificare o riprogettare il volume utile di ciascun pozzo. pag. 33 di 84
P.to 2 Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 4. VERIFICA DELLO STATO ATTUALE 4.1 Calcolo della portata massima ammissibile in ciascuna vasca di carico La portata di arrivo in ciascuna vasca di carico è stata calcolata a partire dalla stima del grado di riempimento della tubazione in ingresso, stima effettuata a seguito di diversi ed attenti sopralluoghi. Si è ipotizzato che il tubo di arrivo si comporti come un canale a sezione circolare e che il liquido bagni quindi solo una parte del tubo. Noto il diametro della tubazione, si è pertanto utilizzata la formula di Chézy, valida per le correnti a pelo libero, per il calcolo della velocità v: dove: v = χ Ri [m/sec] - χ = coefficiente di conduttanza che dipende, dalla scabrezza omogenea equivalente ε espressa in mm, dal numero di Reynolds Re e dal coefficiente di forma del canale φ pari ad 1 se la sezione è circolare; - i [m/m] = pendenza; - R [m] = raggio idraulico, definito come rapporto tra la superficie della sezione del flusso A ed il perimetro bagnato P. Ipotizzando, cautelativamente, che nel canale il moto sia assolutamente turbolento, il coefficiente χ assume, secondo la schematizzazione di Strickler, un valore pari a: dove: χ = K R, Ks [m1/2] = parametro che dipende dalla scabrezza della canalizzazione; R [m] = raggio idraulico della condotta. GS Tutte le tubazioni in ingresso nelle tre vasche di carico, sebbene di diametro differente, sono in gres. Quindi, la verifica idraulica della condotta è stata eseguita inizialmente con il metodo di GAUCKLER-STRICKER assumendo un parametro di scabrezza K s = 70 (m 1/3 /sec -1 ), come assunto dall ASTM e consigliato per canalizzazioni in gres. In seguito sono state fatte due ulteriori verifiche applicando i metodi di MANNING (parametro di scabrezza n= 0.011 (m -1/3 sec)) e di BAZIN (parametro di scabrezza γ= 0.23 (m 1/2 )). 6 s pag. 34 di 84