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PROGETTO DI UN IMPIANTO DI DEPURAZIONE

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PROGETTO DI UN IMPIANTO DI DEPURAZIONE

 

Si deve trattare un liquame proveniente da fognatura mista: valutata la potenzialità dell'impianto in relazione al numero di abitanti serviti ed alla corrispondente dotazione idrica procapite, si propone un ciclo di trattamento biologico di tipo "a fanghi attivi", consistente in trattamenti preliminari, sedimentazione primaria, ossidazione e successiva sedimentazione secondaria con trattamento anaerobico dei fanghi, previo ispessimento, inviati a discarica controllata non prima di aver subito un ulteriore disidratazione di tipo meccanico.

L'impianto in esame si prefigge, in normali condizioni di esercizio, prestazioni tali da consentire valori dei parametri inquinanti nelle acque effluenti conformi ai limiti stabiliti dalla tabella A della legge regionale Campana.



Dati di base

La progettazione dell'impianto è stata effettuata sulla base dei seguenti elementi:

·        fognatura di tipo :  MISTO

·        abitanti serviti  : Nab = 105700

·        dotazione idrica per abitante  d = 292  l / ab·g

·        portata media nera ( Qmn= 0,8·N·d / 86400·1000 ) = 0,29 m3/s

·        coefficiente di punta : 2,5

·        portata di punta di liquame in tempo asciutto ( Qpunta = 2,5 Qmn ) = 0,73 m3/s

·        portata massima da trattare in tempo di pioggia ( Qp = 5 Qmn ) = 1,45 m3/s

  di tale portata una parte verrà inviata alla linea acque reflue, un'altra alla linea pioggia

·        carico inquinante di BOD5 =  60 gr / ab·g

·        quantità di BOD5 che perviene all'impianto (PBOD5 = 60·N/1000) = 6342 Kg/d

·        concentrazione di BOD5 (CBOD5 = PBOD5 / Qmn·86400) = 6342 Kg/m3  = 253 mg/l

I liquami da trattare saranno convogliati all'impianto mediante un canale adduttore provvi 212f52c sto, lungo il percorso, di scaricatori di piena per garantire, sia all'attualità che al futuro, che all'impianto pervenga una portata non superiore a 5 volte la portata media nera cosicché da poter sfruttare al meglio la potenzialità dello stesso.

 

DIMENSIONAMENTO DEL CANALE ADDUTTORE

L'ingresso del liquame all'impianto avviene tramite un canale collettore rettangolare con pareti in calcestruzzo di larghezza pari a:                   B = 1,0 m = 100 cm      

e con una pendenza di:          i = 0,0025 m/m

Supposto che nel canale si instaurino le condizioni di moto uniforme, utilizzando una delle formule di resistenza, è possibile ricavare il tirante idrico nel canale al variare della portata dal valore minimo che essa assume all'attualità (Qmn) al valore max al futuro (5 Qmn); la formula utilizzata è quella di Gauckler-Strickler:                 

                                                                                     dove:

                                                                                     k = 70

                                                                                     s = B·h = 1·h

                                                                                     R = B·h / B+2h

                                                                                     i = 0,0025 m/m

dimensionando in base alla portata massima di pioggia futura (Q'p=1,45 m3/s) si ricava:  

                                                hmax = 1,20 m

                                                v = Qp' / B·hmax = 1,21 m/s 

per la portata media nera attuale (Qmn = 0,29 m3/s) le condizioni di funzionamento sono:               

                                                hmin = 0,37 m       

                                                v = Qmn / B·hmin = 0,78 m/s

Le velocità realizzate sono accettabili.

GRIGLIATURA GROSSOLANA

La prima fase del trattamento preliminare, sulla portata in arrivo, prevede una grigliatura grossolana, a pulizia meccanica semiautomatica. Si impiega una griglia grossa con barre di spessore b = 1 cm     distanziate tra loro in modo che la luce di passaggio tra due barre consecutive sia s = 5 cm.

Per l'effetto delle barre della griglia si ha una diminuzione della sezione del canale in corrispondenza della griglia stessa che portebbe compromettere il buon funzionamento della fase di grigliatora, è quindi opportuno operare uno slargo della sezione, in modo tale da pareggiarne l'effetto.

Proporzionamento:

Si impone che la lunghezza del canale, considerando gli interspazi della griglia risulti equivalente alla lunghezza fissata in fase di proporzionamento del canale (essendo n il numoro di barre della griglia):

            (n+1) * s = 1 m

            n = (1 - 0,05) / 0,05 = 19 barre

Calcolato il numero di barre, dobbiamo dimensionare la larghezza equivalente del canale in prossimità della griglia:

            B = (n+1) * 0,05 + n * 0,01 = 1,19 m

            Veff = Qm,n / B * hmin = 0,29 / 1,19 * 0,37 = 0,66 m/s

            Veff(max) = Qp / B * hmax = 1,45 / 1,19 * 1,2 = 1,02 m/s

GRIGLIATURA FINE

A valle della grigliatura grossolana si procede per prima cosa al sollevamento-partizione, a tal scopo vengono utilizzate pompe centrifughe che oltre a sollevare il liquame lo ripartiscono, in tempo di pioggia, nelle due linee di trattamento previste "linea liquame" e "linea pioggia" (in cui viene operato il trattamento della portata eccedente il valore di 2,5 Qmn).

I canali delle due linee così previste presentano caratteristiche geometriche analoghe a quelle del canale adduttore di partenza. Per entrambe le linee si prevede quindi una fase di grigliatura fine.

Proporzionamento:

Le barre hanno uno spessore b=1 cm e sono distanziate tra loro di s=1,5 cm (luce netta di passaggio). Procedendo come nella grigliatura grossolana:

            (n+1) * s = 1

            n = (1 - 0,015) / 0,015 = 66 barre

            B = (n+1) * 0,015 + n * 0,01 = 67 * 0,015 + 66 * 0,01 = 1,67 m

            Veff = 0,47 m/s

            Veff(max) = 0,72 m/s

DISSABBIAMENTO

Quando si trattano liquami di fognatura mista è necessario provvedere ad una fase di dissabbiamento al fine di eliminare la sabbia e gli altri materiali inorganici di diametro d > 0,2 mm presenti in sospensione nelle acque di rifiuto ( quali ad esempio pezzetti di vetro e di metallo, sassolini ed in genere tutti i materiali pesanti ed abrasivi) che possono generare problemi di intasamento ed abrasione nelle tubazioni e nei macchinari dell'impianto.

Il dissabbiamento costituisce sempre una fase delicata del trattamento dei liquami, il cui obiettivo è quello di procedere ad una separazione differenziata dei solidi, allo scopo di trattenere solo i materiali inorganici.

Per i liquami di tipo domestico, si possono ottenere buone efficienze determinando la rimozione di quelle sostanze che presentano velocità di sedimentazione superiore a   2 mm/s, ed imponendo una  velocità di attraversamento del canale costante e pari a :  v = 0,30 m/s.

Proporzionamento:

Per mantenere la velocità costante nella vasca di dissabbiamento si deve per prima cosa operare una sconnessione tra la stessa e la successiva vasca di sedimentazione interponendo tra queste un venturimetro per canali: si impone allora l'uguaglianza dei tiranti idrici nel canale in cui è posizionato il venturimetro e nel canale del dissabbiatore stesso.

Allo scopo si determina la scala di efflusso del venturimetro che ha sezione rettangolare di larghezza   Bv = 0,7 m . Nella ipotesi che non ci siano perdite nel tronco convergente e che il tronco di controllo sia tale da poter realizzare le condizioni di stato critico la scala di deflusso si ricava risolvendo per tentativi l'equazione di conservazione dell'energia:

 

Al variare di Q ( da Qmn a Q'punta ) si determinano i diversi valori del tirante idrico; successivamente imponendo per ciascuna portata la velocità di 0,30 m/s, si calcola la superficie che deve avere la sezione idrica. A questo punto risulterebbe dalla risoluzione della precedente equazione che la sezione è parabolica, ma nella pratica si sconsiglia la realizzazione di una siffatta sezione, si procede allora progettando una sezione trapezoidale che dia per valori massimo e minimo della portata lo stesso valore di velocità che si avrebbe con la prima sezione e cioè che abbia per hmax e hmin rispettivamente aree pari a smax e smin .

Per la determinazione delle dimensioni del trapezio, dopo aver determinato le aree e le altezze minime e massime, si potrà risolvere il seguente sistema di equazioni nelle incognite a (base minore) e i = taga (pendenza della scarpa)

                        smax = (a + i·hmax )·hmax

                        smin = (a + i·hmin )·hmin

Effettuando, per semplicità, solo tre passi di calcolo       si ottiene:                                                                                             

Q1 = Qmn = 0,29 m3/s                         Hc1 = 0,39 m

                                                            s1 = 0,97 m2

                                                            h1 = 0,39 m

                                                           

Q2 =  0,4 m3/s                                      Hc2 = 0,48 m

                                                            s2 = 1,33 m2

                                                            h2 = 0,48 m

                                                           

Q3= Q'punta=0,73 m3/s                          Hc3 = 0,72 m

                                                            s3 = 2,40 m2

                                                            h3 = 0,72 m

                                                           

Avremo quindi  hmin = 0,39 m  e hmax = 0,72 m  in corrispondenza di smin = 0,97 m2 e smax = 2,40 m2 e, risolvendo il sistema dopo aver inserito questi valori, otterremo:



  a = 1,5 m   e   i = 2,67 (a = 69° angolo rispetto alla verticale) 

La lunghezza del dissabbiatore si pone pari al rapporto tra la velocità di traslazione e la velocità limite di sedimentazione pari a 15 volte la sua altezza (h = h3 = 0,72 m):

                                    L=15·h =15·0,72 = 11 m

           

SEDIMENTAZIONE PRIMARIA

Prevediamo l'utilizzo di vasche a flusso longitudinale per il dimensionamento delle quali ci riferiamo ai seguenti parametri:

·        tempo di detenzione  Td = 2 h

·        carico idraulico superficiale  Csi = 0,8 m3/m2 h                            

 con riferimento alla Qmn :    Qmn = 0,29 m3/s = 1044 m3/h = 25056 m3/g

·        superficie totale      S = Qmn/Csi = 1305 m2

·        volume totale         W = Qmn·Td =2088 m3

Prevediamo 4  vasche:     

·        superficie totale    S' = 1305 / 4 = 327 m2

Utilizzando vesche rettangolari anenti rapporto di  L = 3 * l,  ho:

·        lunghezza l' della vasca = 10 m

Utilizziamo 4 vasche rettangolari 10 x 30.

·        tirante idrico         h = 2 m

·        volume totale        W' = 4 * 327 * 2  = 2616 m3

Per una singola vasca si ha :                  S = 327 m2

                                                            h = 2  m

                                                            V = 654 m3

In condizioni di pioggia devo verificare se ho un Cis = 2,5  m3/m2 h   e un tempo di 50'.

·        Qp = 0,73 m3/s = 2628 m3/h

·        Cis = 2628 / 1305 = 2,47 m3/m2 h

·        Td = V / Qp = 2088 / 2628 = 50'

Produzione fanghi di supero   

Si prevede un apporto procapite giornaliero di solidi sospesi totali (SST) pari a : 80 gr/ab·g, un apporto giornaliero di BOD5 = 60 gr/ab·d , per cui all'impianto avremo:

·        (CDOD5)in = (60 * 105700) /  (1000 * 24 ) = 264 KgBOD5/d

·        (CBOD5)out = 2/3 * (CBOD%)in = 176 KgBOD5/d

·        ConcBOD5in = (CBOD5)in / Qm,n = 264 / 1044 = 0,25 KgBOD5/mc=253 mg/l

·        ConcBOD5out = 0,17 KgBOD5/mc = 170 ng/l

Per la legge 152/99 (tab3) devo portare la ConcBOD5out a 40 mg/l.

·        (CSST)in = (80 * 1057000) / (1000 * 24) = 352 KgSST/h

·        (CSST)out = (1/3 * (CSST)in) / 0,90 = 130 KgSST/h

·        (CSST)fango I = (CSST)in - (CSST)out = 325 - 130 = 222 KgSST/h

Considerando un'umidità del fango primario in uscita del 98 % si hanno le seguenti portate alla linea fanghi (Qf):                [ 2 % (portata acqua + fanghi) = fanghi ]

·         Qf  = (CSST)fango I * 100 / 2 = 11100 KgFI/h = 11,1 mc/h = 266 mc/d

Capacità tramogge

Tenendo conto che ho 4 vasche e del fatto che si prevedono estrazioni di fango ogni 12 ore (2 al giorno) si ha che ogni vasca dovrà essere dotata di

un volume di accumulo  di fondo (tramoggia) pari a :

·        W = Qf / (n. vasche · n. estrazioni al giorno) = 266 / (4 * 2 ) = 33 mc

Realizzando per ogni vasca 2 tramogge di forma tronco-piramidale a base quadrata di lato 3,5 m , di altezza pari a 3,00 m  e base minore quadrata di lato 1,75 m  ;  si ottiene allora:            

·        volume tramoggia    Wt = 19,225 m3

si ottiene così un volume totale per la raccolta dei fanghi e per ogni vasca di 38,5 m3  .

OSSIDAZIONE

Realizzata in una vasca a fanghi attivi a medio carico:    Fc = 0,3 KgBOD5 / KgSST g

Il fattore di carico (Fc= PBOD5 / PSST) è il carico di sostanza organica biodegradabile (espresso in Kg BOD5) che viene applicata al giorno alla massa di Solidi Sospesi Totali ( espressi in Kg) presente nella vasca di aerazione ( i solidi sospesi sono utilizzati in via semplificativa al posto della massa di microrganismi presente nella vasca di areazione, poichè quest'ultima è di difficile valutazione).

Fissiamo una concentrazione di solidi sospesi in vasca pari a    X = 3 Kg S.S./m3.

Avremo:

·        (KgBOD5/d)scar. = 40 * 25056000 / 10000000 = 1002 KgBOD5/d

·        Vox = (CBOD5)abb. In ox  /  (Fc * X) = (176 * 24 - 1002) / (0.3 * 3) = 3580mc

·        Fissando h = 3m

·        Avasche = 3580 / 3 = 1193 mq

Facciamo 4 vasche:

·        A' = Avasche / 4 = 298 mq

·        L = 17m

Portata di ricircolo del fango:

Ipotizzeremo che l'impianto, per le sue caratteristiche costruttive, i tempi di sedimentazione secondaria e le caratteristiche intrinseche del fango, ci permetta di avere una concentrazione nel ricircolo pari a:                      Cr = 8 Kg SST/m3

Si può scrivere il bilancio di massa relativamente alle sostanze solide in ingresso ed uscita dalla vasca di ossidazione:                     (Qr+Qi) ·Ca = Qr·Cr

essendo Qi la portata entrante da trattare e Qr la portata di ricircolo.

Da questo bilancio si ricava il rapporto di ricircolo ( r ):

·        Ricircolo: r = Qr / Qi = 3 / (8 - 3) = 0.6

ed in funzione di questo valore le seguenti portate di ricirco­lo:

·        Qr = Qmn · r = 0,29 · 0,60 · 1000 = 174 l/s

In generale però per dimensionare l'impianto di ricircolo si pone r =1 e quindi  Qr = Qmn così che al gruppo di pompaggio a servizio della linea di ricircolo si assegna una potenza in grado di garantire il sollevamento di una portata pari alla portata media nera.

Fango di supero:

In relazione al nostro impianto dotato di sedimentazione primaria e prevedendo una temperatura d'esercizio media di 20°C e tenendo conto del fattore di carico   Fc=0,3 KgBOD5 /KgSS·g ,  si ha un indice di produzione di fango di supero   I = 0,9 KgSST/KgBOD5 rimosso.

Assumendo un rendimento nell'abbattimento del BOD5 nella fase secondaria di circa il 90% si ottiene:

·        (CBOD5)rim = 0,9 * (CBOD5) = 0,9 * 174 * 24 = 3802 KgBOD5/d

·        (CSST)supero = I * (CBOD5)rim = 0,9 * 3802 = 3422 KgSST/d

Età del fango:

E' il rapporto tra la quantità complessiva di fango presente nel sistema (in peso) e la quantità di fango di supero prodotta giornalmente (PSSTs) e la si indica con " i ":

·        i = X * Vox / (CSST)supero = 3 * 3580 / 3422 = 3,14 days

·        Kf = 1/ i = 0,318 1/d

Fabbisogno d'ossigeno:




Nel calcolo del fabbisogno di ossigeno per lo sviluppo delle reazioni biologiche necessarie all'ossidazione, ricorriamo al criterio dell'O.C. (Oxigenation capacity)/load: rapporto tra la quantità di ossigeno che gli aeratori devono essere in grado di fornire ed il carico di BOD5 in arrivo alla vasca di areazione (OC/load = Kg O2/ KgBOD5) nell'unità di tempo. In base alla classificazione effettuata da Imhoff relativamente al nostro impianto scegliamo il valore di OC/load cautelativo di 2,0 corrispondente al fattore di carico  Fc = 0,3; si ottiene così che i KgO2/g da fornire alla vasca sono dati da:

 

·        PO2 = OC/load · PBOD5 = 2,0 * 176 * 24 = 8448 KgO2/g = 352 KgO2/h

           

VASCHE DI SEDIMENTAZIONE SECONDARIA

Le vasche di sedimentazione secondaria richiedono particolari attenzioni, poichè in esse, devono essere separati dalla corrente idrica, senza essere danneggiati, i fanghi fioccosi provenienti dalle vasche di ossidazione e che successivamente devono essere in parte ricircolati proprio nelle unità di ossidazione . Si impiegano vasche a flusso orizzontale radiale e per il calcolo della superficie totale si possono in genere seguire due metodi. Il primo tiene conto del carico idraulico ed il secondo del carico superficiale di solidi sospesi. Si avrà poi cura di scegliere il risultato che fornisce la superficie maggiore.

I parametri adottati per il dimensionamento sono i seguenti:

                        carico idraulico superficiale:               Csi < 0,8 m3/m2·h

                        tempo di detenzione idraulico:               Td > 3 h

                        carico superficiale di solidi sospesi:        Css < 4÷6 KgSST/m2·h

    

   Primo metodo:   si fissa il carico idraulico

·        carico idraulico:            Csi = 0,8 mc/mq·h

·        carico di ss :                 Css = 4 KgSS/mqh     

·        tempo di detenzione:    Td  = 3 h

·        (KgSST/h)in = X * (Qm,n + Qr) = 2 * 1044 * 3 = 6264 KgSS/h

·        A = (KgSST/h)in / Css = 6264 / 4 = 1305 mq

·        V = Qm,n * td = 1044 * 3 = 3132 mc

·         h = V / A = 31321 / 1305 = 2,4 m

·        Verifica:                        Ci = Qm,n / A = 1044 / 1305 = 0,8 (circa) mc/mqh

Fissiamo una h = 3,00 m in modo da avere:

·        V' = A * h = 1305 * 3 = 3915 mc

·        Td = V' / (Qm,n * 3600) = 3h 45'

Ho 4 vasche circolari con D = 21 m

·        A' = 4 * (p·D2/4) = 1385 mq

·        V' = 1385 * 3 = 4155 mc

·        Td' = V' / qm,n = 4155 / 1044 = 3h 58'

·        Ci' = 1044 / 1385 = 0,8 mc/mqh circa

·        C'ss = 2 * Qm,n * X / A' = 2 * 1044 * 3 / 1385 = 4,5 KgSS/mqh

                                    Td' = W' / Qmn= 3117 / 0,21·3600 = 4 h 07 min

                                    Csi' = Qmn / S = 0,21·3600 / 1039 = 0,73 m3/m2·h

                                    Css'= 2Qmn·Ca / S = 2·0,21·3600·2,5 / 1039 =3,63 KgSST/m2·h

Produzione fango di supero:

Il calcolo del fango prodotto procede come per la fase di ossidazione con i seguenti risultati:

·        (CSST)s = 3422 KgSST/g

Prevedendo per questo fango un'umidità del 99,2 % con una concentrazione Cr = 8 kgSS/mc, otteniamo i seguenti valori di portata proveniente dalla sedimentazione secondaria e diretta alla linea fanghi:

·        Qf = (CSST)s / Cr = 3522 / 8 = 428 m3/g

Portata specifica allo stramazzo

Prevedendo lo stramazzo su tutto il perimetro delle vasche si ha:

·        P = 4·p·D = 264 m  =>  qs =Qmn / P = 0,29·86400 / 264 = 95 m3/m·g

CLORAZIONE

Si effettua utilizzando ipoclorito di sodio (NaOCl) prodotto in soluzione acquosa, che viene immesso mediante dosatore direttamente nella vasca di contatto.

vasca di contatto:

Il dimensionamento è basato sul parametro tempo di detenzione ( Td ) ed è fatto in base alla portata di punta attuale:

·        Td = 20 min = 0,33 h

·        W= Qm,n·Td = 0,29·3600·0,33 = 345 m3

·        h = 2,00 m

·        S = W / h =345/2 = 173 m2

Si prevedono due vasche rettangolari affiancate e separate da canali di by-pass con dimensioni 6x15 di superficie S= 90 m2 e volume complessivo W=360 m3 con setti di chicane tali da determinare canali da m 1,50 di larghezza. Si avrà:

·        Qmn = 1044 m3/h   =>  Td = W/Qmn = 20 min

·        Qpunta = 2610 m3/h  => Td = W/Qpunta = 10 min

·        Qp = 5220 m3/h  => Td = W/Qp = 7 min

LINEA A PIOGGIA

Si utilizza lo stesso dissabbiatore della linea liquami. Tale dissabbiatore è collegato con la linea liquami in modo da poter by-passare quello relativo alla stessa in caso di manutenzione.

vasca a pioggia:

Viene dimensionata in base alla:                 

·        Qpunta = 2,5Qmn = 2610 mc/h 

·        carico idraulico superficiale  Csi =2,5 m3/m2·h 

·        tempo di detenzione  Td =50 min

·        V = 2610 * 0,83 = 2166 mc

·        S = 2610 / 2,5 = 1044 m2

Si utilizzano 5 vasche rettangolari 9x28 e altezza h=2,0 m realizzando una superficie complessiva S = 1260 m2 ed un volume complessivo  W= 2520 m3; si verificano allora le seguenti condizioni

·        Td = 2520 / 2610 = 58 min                 

·        Csi = 2610 / 1260 = 2,07 m/h

LINEA FANGHI

Il fango in arrivo presenta le seguenti caratteristiche:

·        (KgSS/d)FI = 5073 KgSS/d   U = 98%          QFI = 254 mc/d

·        (KgSS/d)FII = 3422KgSS/d   U = 99,2%       QFII = 428 mc/d



·        in totale: (KgSS/d)FI+FII = 8495 KgSS/d       U=98,8%         QFI+FII = 708 mc/d

ISPESSIMENTO

E' la prima fase del trattamento dei fanghi della depurazione e consiste in un processo di tipo fisico che mira ad ottenere un "fango ispessito" o "addensato", ovvero un fango il cui tenore in acqua o umidità sia più basso di quando viene prodotto, con conseguenti notevoli riduzioni di volume. L'acqua del fango ( "sovranatante" ) liberata in tale fase viene normalmente ricondotta a monte del trattamento depurativo del liquame.

Essendo l'impianto a servizio di fanghi misti (primari + secondari) adotteremo un carico superficiale di solidi sospesi:      

·        Css = 2,5 KgSST/m2·h = 60 KgSST/m2·g

·        T = 24h

·        (CSS)in-SI = 80 * 105700 / 1000 = 8456 KgSS/d

·        (CSS)out-SI = 0,9 * 2/3 * 8456 = 5074 KgSS/d

·        (CBOD5) = 60 g/abd               (CBOD5)in-SI = 60 * 105700 / 1000 = 6342 KgSS/d

·        (CBOD5)in-ox = 2/3 * (CBOD5)in-SI = 2/3* 6342 = 4228 KgBOD5/d

·        (CBOD5)out-SIST = 40 mg/l   ConcBOD5out-SIST = 40*1044*24/1000= 1002 KgBOD5/d

·        (BOD5)rim -ox = 4228 - 1002 = 3226 KgBOD5/d

·        Fc = 0,3           I = 0,8 KgSS/KgBOD5

·        (SS)out-SII = I * (BOD5)rim-ox = 0,8 * 3226 = 2581 KgSS/d

·        (SS)in-ISP. = (SS)SII + (SS)SI = 7655 KgSS/d

·        UFI = 98%      UFII = 99%

·        QFI =  (SS)out-SI * 100 / 2 = 5074 * 100 / 2 = 254 mc/d

·        QFII = (SS)put-SII * 100 / 1 = 2581 * 100 / 1 = 259 mc / d

·        Aisp. = (SS)in-ISP / Css = 7655 / 60 = 128 mq

·        V = td * (QFI + QFII) = (254 + 259 ) * 1 = 513 mc

·        L'altezza h = V/ Aisp. = 513 / 128 = 4m

Siccome 4m sono troppi per un ispessitore fissiamo una h = 3,00 m:

·        V' = 128 * 3 = 384 mc

·        Qfout = (7655 * 100) / (3 * 1000) = 255 mc/d

·        Qsovr. = 513 - 255 = 250 mc/d

Lavoriamo con quattro vasche di ispessimento.

DIGESTIONE

I fanghi della depurazione sono sostanzialmente caratterizzati da due aspetti fondamentali:

- elevata putriscibilità, che si traduce nella possibilità da parte della notevole quantità di sostanza organica di entrare in fermentazione settica, con sviluppo di odori molesti e di acquisizione di caratteristiche chimico-fisiche  da parte del fango che male si adattano ai trattamenti successivi;

- elevata concentrazione di microrganismi con possibilità di presenza di agenti patogeni.

La stabilizzazione del fango consente di ottenere un fango in parte non più putrescibile (cioè biologicamente quasi inattivo) più  facilmente manipolabile e disidratabile, con contenuto di carica batterica sensibilmente ridotto.

Quale parametro di base per il dimensionamento si assume il fattore di carico volumetrico (Fcv) che indica i Kg di solidi sospesi volatili trattabili per m3 di digestore ( valori compresi tra 0,7 e 1,5  KgSSV/m3·g ).

Date le dimensioni dell'impianto e quindi la possibilità di recupero di biogas si prevede l'utilizzo di un digestore riscaldato ( valori del Fcv compresi tra 2÷2,5 KgSSV/m3/g )

Essendo i solidi sospesi volatili l' 80% dei solidi sospesi totali ed assumendo un Fcv = 2 si può ricavare il volume del digestore.

·        (CSS)u = 0,80 * (CSST) = 0,8 * 8495 = 6796 KgSSV/d

·        V (CSSV)u / Fcv = 6796 / 2 = 3398 mc

Si realizzano 3 digestori a pianta circolare di diametro 16 m ed altezza  H = 5 m e fondo a cono rovescio di volume complessivo 1200 m3  ottenendo le seguenti  condizioni di funzionamento:    

·        F'cv = (CSSV)/V = 6796 / 3·1200 = 1,9

·        Td'= V / Qs = 3·1200 / 250 = 14 g 08 h

                                   

Produzione fanghi di supero:

Nella fase di digestione si può prevedere una riduzione di S.S.V. di circa il 50 % in peso; conseguentemente i S.S.V. in uscita dal digestore sono:

·        (CSSV)u = 0,5 · (CSSV) = 0,5 · 6796 = 3398 KgSSV/d

I solidi sospesi totali in uscita sono quindi la somma dei solidi sospesi volatili in uscita e dei solidi sospesi non volatili che sono il 20 % (1 - 0,80) di quelli totali in ingresso. Si ha quindi:

·        (CSST)u = (CSSV)u + 0,2·(CSST) = 3398 + 0,2·8495 = 5097 KgSST/g

Prevedendo inoltre un'umidità del fango in uscita di circa il 92 % si hanno le seguenti portate di fango di supero:

·        Qsp = (CCS)u / 0,08 = 5097 / 1000·0,08 = 64 m3/g

CONDIZIONAMENTO CHIMICO

Il condizionamento chimico del fango viene realizzato tramite l'aggiunta di reattivi, in particolare calce idrata (Ca(OH)2 ) e polielettroliti aventi la funzione di coadiuvanti del processo.

Il consumo dei reattivi previsto è  il seguente:

·        Calce:     160 KgCa(OH)2 / tonSST

·        PCa(OH)2 =160·(CSST)u = 160·5097 / 1000 = 816 KgCa(OH)2 / g

·        Polielettroliti (anidri):2 Kg/tonSST

·        P = 2·(CSST)u = 2·5097 / 1000 = 10,2 Kg/g

                                                            Vasca di miscelazione:

Prevedendo che l'impianto di disidratazione fanghi funzioni per sole 8 ore al giorno la portata da smaltire al condizionamento sarà:

·        Qc = Qs / 8 = 64  / 8 = 8 m3/h

Dimensionando la vasca di miscelazione con un tempo di detenzione di 15 min. al futuro si ha:     

·        V = Td·Qc' = 0,25 · 8  = 2,0 m3

 

 

DISIDRATAZIONE

Viene realizzata con filtri a nastro siti in apposito locale contenente anche tutte le apparecchiature necessarie per il condizionamento chimico del fango.

Il parametro in base al quale si opera il dimensionamento è la capacità di produzione oraria del nastro, espressa in Kg di materiale secco (M.S.) per metro di larghezza del nastro e per ora di funzionamento.

Assunta una        C.P.O. = capacità di produzione oraria = 270 Kg M.S./ m·h      e ricordando che funziona per 16 ore al giorno (due turni di otto ore) per cinque giorni la settimana, la larghezza del nastro si calcolerà così:

·        Propuzione di SST = 5097 KgSST/d = 35679 KgSST/settimana

·        Riferendoci ai dd lavorativi: 7135,8 KgSST/ddlav.= 446 KgSST/hlav.

·        L = 446 / 270 = 1,7 m

Considerabdo un rendimento del 70% ho:

·        Qtot = (7136 * 100) / (30 * 1000) = 24 mc/ddlav







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