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8/18/2019 Progetto depurazione acque reflue
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Dimensionamento di un Impiantodi Depurazione
delle Acque
Refue
Esercitazione
Università degli Studi diUniversità degli Studi diFirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
Prof. Claudio Lubello
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PN !""" AE# Potenzialità nominale
$ "%& adim$oe'( Di a)usso in
*ognatura
Di +""l,-AE.da/0
Dotazione Idrica pro1capite
Sistema Fognario2 UnitarioAcqua refua2 Ur3ana
4 Scaric5i Industriali2 6rascura3ile
Riutilizzo acqua depurata2 N7
$orpo Recettore2 $orso d8AcquaSup(
Scarico in area sensi3ile2 N7$ollocazione impianto2 &" m s(l(m(
9alori medi parametri liquame iningressoSS6 :;" mg,l
$7D ! mg,l
6?N @& mg,l
Ptot mg,l
6 ma + #$
6 min :+ #$
Dati di Progetto
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Dipartimento Ingegneria Civile
° Nota: AE ≠ Abitanti
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Ri*erimenti normativi
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Dipartimento Ingegneria Civile
D.Lgs 152/2006 Scarichi in acque superfciali
da Tabella 1( Allegato 5 alla parte tera - Bimiti di emissione per gli impianti di acque refue ur3ane(0
Potenzialità impianto in A(E( C:"("""Parametri -media giornaliera0 $oncentrazione 4riduzione=7D! -senza nitricazione0 mg,B +!
&"$7D mg,B :+! ;!Solidi Sospesi mg,B @! >"
!" Escherichia coli UF$,:""mB !"""!: Saggio di tossicità acuta n#organismi immo3ili G!"4 del totale
in +%!+ 6emperatura #$ non causare variazioni eccessive# -quanticazione
esplicitata nell8allegato ! parte terza0 nel corpo
recettore @ colore non percetti3ile con diluizione :2+"
< odore non deve essere causa di molestie! materiali grossolani assenti@+ Fos*oro totale -come P0 mg,B :"@@ Azoto ammoniacale -come NH
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$p ma 2()* 1
$p min 0()0 1
Kp ma 25+*6 mc,d
Kp min )160 mc,d
C Di PN Q **=
Portata di punta massima nera ≠ Portata Massima in Ingresso
Portata di punta minima nera = Portata Minima in Ingresso di Progetto
Per calcolare i coefficienti di punta della Portata Nera utilizziamo le seguenti formule:
61max
5
PN Cp = 6
1
min 2,0 PN Cp ∗=
dove PN L la Potenzialità Nominale espressa in migliaia di A(E(
n(3( Nel nostro caso la *ognatura non L separata ma mistaM
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$alcolo delle portate di
progettoCalcolo la Portata Media in arrivo all’impianto:K media 10)00 mc,d
K media )'' mc,5Qmedia=65000*300*0.8*10
-
3=10400 mc/d
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QQin 6>Ipotizzo di scolmare quando
e di ammettere ai trattamenti secondari al massimo la metà di tale portata.
Kam *'600 mc,dPortata massima ammessa
allImpianto -KaGKmedia0
Kam3
)6+00 mc,d Portata massima ammessa al=iologico -KaG@Kmedia0
QQa 6=
QQab 3=
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$alcolo delle portate di
progetto
,alcolo e-etto di diluiione dei para"etri inquinanti-9erica del rispetto dei limiti alloscarico0
Limite 152/2006
SS6sc 2+ 35 g,mc
$7Dsc 6* 125 g,mc
=7D!sc '' 25 g,mc
6
oSSTingressSSTsc =
Dove ad esempio2
Ba concentrazione di =7D! in uscita dallo scolmatore pu essere comunque ritenutaaccetta3ile in quanto il limite di legge si ri*erisce ad una concentrazione media giornaliera(
La portata in arrivo, in occasione di eventi di pioggia, può essere molto superiore a media
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3Q
6Q
Allalinea
fanghi
Qr
Alla
lineafanghi
Qr
GG GFSoll
3Q
6Q
issa!!iatoreisoleatore
SedimentatorePrimario
SedimentatorePrimario
SedimentatoreSecondario
SedimentatoreSecondario
"eattore
#iologico
"eattore
#iologicoisinfezione
IN
$%&' o r s o d ( a c ) u a s u p
e r f i c i a
l e
S c o l m
a t o
r e
:( Sc5ema a =locc5i Binea
Acque
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+( Dimensionamento Pretrattamenti
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!imensionamento della "rigliatura
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,ondiioni di progetto consigliate
Sulla 9elocità di avvicinamento% aQnc5 si evitino*enomeni di sedimentazione all8interno del canaledi avvicinamento
-Da vericare con la Kmin di progetto0
Sulla 9elocità di attraversamento% per evitare eccessivausura e trascinamento materiali grigliati
-Da vericare con la KmaGKam di progetto0
smv
a 4,0≥
smvt 2,1≤
"rigliatura "rossolana* a monte dello scolmatore +Ipotizzo perdite di carico trascura!ili durante
l(attra,ersamento delle !arre-
!imensionamento della "rigliatura
+( Dimensionamento Pretrattamenti
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Kmedia 10)00 mc,d
Kam 62)00 mc,d -Kmedia0
Kpmin )160 mc,d
rossolana distana tra le barre )6 c". !reedo due linee inparallelo.
3potio di 4artransitare la portata
"ini"a su una singolalinea
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+( Dimensionamento Pretrattamenti
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t
p
v
Q A
max=
2
3
6,0)24*6060(*)2.1(
)62400(m
d s
sm
d m
A =
=
Impongo9t 1.2 m,s
-In caso di pioggia accetto occasionalmente velocità superiori0
calcolo
A 0(6 m+
Data l8Areaverico per
Kpmin
9a 1# m,s
Ba calcolo utilizzando la Kam
Prevedo + griglie da "(@ m+
Nel caso di portata minima 3/1pass di una linea
#$alcolo l8altezza d8acqua in 3ase alla sezione ed alla portatae verico tenendo conto c5e Kmin pu durare poc5e ore
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+( Dimensionamento Pretrattamenti
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Bbn =∗+ )1( 105.0
63.0−
n
bn sn L *)1(* ++=
Si
assume b Range
s 12 mmSpessore delle =arre rossolana !"11:!" mm
b 50 mm Distanza tra le 3arre Fine :"11+" mm
isso laltea dacqua"assi"a
H
0.*
5 m
,alcolata in precedena la seione utile( la larghea utile della griglia risulta
=GA,HG"(,:
= 0.6' m
$5iamando Tn il numero di 3arre% ed essendo Tn V : il numero di interspazi e 3 la distanzatra le 3arre% ricavo il n# delle 3arre2
n 12
La larghea del canale in corrispondena della grigliarisulta
B
0.7
* mcon pertanto un allargamento rispetto al canale di arrivo
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+( Dimensionamento Pretrattamenti
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Bbn =∗+ )1(
bn sn L *)1(* ++=
Si procede co"e per la ( quindi( i"ponendo la stessa altea dacqua 8di alle9 e lo stesso nu"ero
ca"bieranno solo la geo"etria delle barre( e la larghea del canale in corrispondena delle barre ste
Impongo
9t 1.2 m,s
calcolo
A 0(6 m+
Fisso laltezza dacqua di valle
5+ 0.*5 m
$alcolata in precedenza lArea della sezione% la larg5ezza di ogni canale risulta2
= 0.6' m
$5iamando Tn il numero di 3arre% ed essendo Tn V : il numero di interspazi% ricavo il n# delle 3arre2
n '1 -con 3G :" mm0
La larghea lorda del canale in corrispondena della grigliarisulta
B0.5 -con sG
mm0 m
con pertanto un ringrosso rispetto al canale di arrivo pari a 2
WB "(:@ mN(=( Anc5e se nel procedimento utilizzato 5o trascurato le perdite di carico% dovr aspettarmi a monte% in condizioni
"rigliatura #ine +Fine . spaziatura tra le !arre / 0 cm -
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+( Dimensionamento Pretrattamenti
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!imensionamento del !issa$$iatore%!isoleatore
Realizzo un Dissabbiatore Longitudinale Aerato anche per larimozione di oli e grassi
( con una zona di calma dedicata):
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+( Dimensionamento Pretrattamenti
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!imensionamento del !issa$$iatore%!isoleatore
max
max
CIS
Q A =
Kam +
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+( Dimensionamento Pretrattamenti
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!imensionamento del !issa$$iatore%!isoleatore
3noltre( per laeraione preedo linstallaione di ugelli in grado di 4ornire
Assunto Range
Air 0('m@,m.mi
n"%+1"%! m@,m.min Ric5iesta daria
per unità dilung5ezza
,alcolo"oltiplicando
>60>L
Air 270m@,5
Ric5iestacomplessiva diuna vasca dilung5ezza B
;erifco ,3S a ? "in ed a ? "edia
$IS min @ m@,m+.5
$IS med ;(! m@,m+.5
Al ariare della portata in ingresso ar@ unadiersa eciena di ri"oione delle sabbie.
$eanche a ? "in precipitano "ateriali fni chedeono essere intercettati dal Sedi"entatore 3(
anche graie allBinsuCaione dBaria.
La rimozione di oli e grassi è intorno al 70%
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Dati 9alori di $IS di letteratura -con *ognaturaseparata0
@( 6rattamenti Primari
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Utilizzo come parametro di progetto il $arico Idraulico Superciale -9elocità di 7verfoX 02
2.5 5
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Scelgo di realiare un Sedi"entatore ettangolare( per il quale
si assu"ono i seguenti alori per i para"etri
$ISma 5 m@,m+.5$arico idraulico superciale
massimo
$IS 2.5 m@,m+.5$arico idraulico superciale
medio
5 ' m Altezza liquida allinterno dellevasc5e
l,3 )1 11 Rapporto Bung5ezza,larg5ezza
$st '00 m@,m.d$arico Idraulico Bineare allo
stramazzo -alla Kmedia0
ange opportuno
$st :+!11!""m@,m.
d a Kmedia
Y5 :%!11
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Scelgo A con ?"a
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Di"ensiono lo stra"ao. Dato il ,st( calcolo Lst
Lst 17.' m per ogni vasca
Lst/b 2.1 11Cst
Q Lst =
Kuindi per ogni vasca dovranno essere previsti due stramazzi da & metri circa
@( Sedimentazione Primaria
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Abbatti"enti 3potiati per ilSedi"entatore !ri"ario
8&-etto douto alla ritenione parialedelle co"ponenti particolate9
SS6 75 g,m@
$7D '00 g,m@
=7D! 150 g,m@
,alcolo ,oncentraioni in 3ngresso aleattore Eiologico
assunto Range
WSS6 56F !"1"4
W$7D 2+F +"1@"4
W=7D! 2'F +"1@"4
6rascuro e'etti su altri parametri -Azoto%Fos*oro0
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"ealizzo due linee e riporto i dati per ciascuna ,asca1
"iepilogo dati di Progetto* che pre,edono parametri aggiunti,i:
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Z ;alori ,inetiche &terotrof eGui ,iili
$oe' 6ipical
9alue Unit Range Pro\et 9alue
]H%ma %"" d1: @%"1:@%+ 6(00 rateo ma crescita
? S +"%"" g3$7D,m@ !%"1
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Z ;alori ,inetiche Autotrof eGui ,iili
rateo ma crescita
9elocità di dimezzamen
$oe'( di resa
$oe'( Decadim Endoge
$oe' 6ipical
9alue Unit Range Pro\ect 9alue
]A%ma "%;! d1: "%+"1"%>" 0(75
? N "%;< gN1NH<V,m@ "%!1:%" 0(7)
^N "%:; g9SS,gN1NH<V "%:; 0(17
?dA "%"& d1: "%"!1"%:! 0(0+
? 7%A "%!" mg7+,B "%
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$
$alcolo della prod"%ione di an#o
A: contrib"to della bioma!!a eterotroa>: contrib"to dei re!id"i cell"lari 2 d: ra%ione di bioma!!a ce !i ritro+a !ottoorma di re!ice deri+a dal proce!!o di decadimento endo#eno
$: contrib"to della bioma!!a a"totroa 2!i a!!"me ?'@=80B? !e ance !i commette
percC la bioma!!a a"totroa nitricante 7 "na ba!!a percent"ale dei ,
d kgVSS P bio x /4793196352, =
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Gi!!ata l)et del an#o 21.45 d abbiamo rica+ato la prod"%ione di
bioma!!a atti+a eterotroa HI 235 B# ,/d e di !olidi !o!pe!i totali298.3 B#/d
E) po!!ibile calcolare la ma!!a di ce de+o tenere dentro ireattori biolo#ici:
!assa "SS # $2.%5 d ⋅&'. *g"SS+d #'2& *g "SS
,mpongo !L"SS # %*g+m
Jan#e -6 B#/m3
Q"indi po!!iamo rica+are il +ol"medei reattori
- # '2& *g"SS+ % *g "SS m #2%5 m
/R" # -+0 # 2%5 m
+ ($1%11m+d) # 5.& h
E il tempo di riten%ioneidra"lica:
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!( Ric5iesta di 7ssigeno
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)(33,442,1)( ,2 NO!Q P S SoQ " bio # O +−−=
kgOkg
g
m
g
d m
d kg
kg g
m
g
d m
kgO
RO /8.18824
1000
4,301040033,4479*42,1
1000
6.23810400
2
3
3
3
3
2
2≅
−
=
Jicie!ta per ilb$'(
Jicie!ta perl)A%oto
E"i+alente in o!!i#eno dei an#iprodotti
$alcolo della ricie!ta di o!!i#eno 2calcolata per "na lineadi trattamento
ale +alore rappre!enta il +alore di o!!i#eno da tra!erire in +a!cadi o!!ida%ione
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,alcolo del ;olu"e del Sedi"entatore Secondario
3 para"etri di interesse ai fni del di"ensiona"ento della sedi"entaione secondaria sono
:0 9elocità ascensionale o $arico Idraulico Superciale -$IS0
+0 Il carico dei solidi
@0 Il tempo di detenzione
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1.124
15600
⋅
==
CIS
Q A
,alcolo larea richiesta per lasedi"entaione.
Ka3 !" mc,5
Kmedia :!"" mc,d !" mc,5
A &&%< mq a K ma
A !>"%>: mq a K media
A ++6 mqAssunta di
progetto
2.224
46(00
max ⋅== CIS Qab
A
;( Sedimentatore Secondario
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29 ;erifco lapporto di solidi
Data la 4or"ula
Dove G
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;( Sedimentatore Secondario
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21098
9
4)520650()(m
P
M!TSS Q" Q A
ss
===
Gi!!o !!ma@ pari a K#/m e calcolo la!"percie
$on!idero 3 !edimentatori cia!c"no con !"percie pari a 366 m
l ra##io !ar dato da:
m " 11366
==π
i con!iderano d"n"e tre !edimentatori di !"percie pari a 366 m e diametro pari a m ce tratteranno ciac!"no "na portata mediapari a 500mc/d e "na portata ma!!ima pari a 15600 mc/d
i i à d li di diU i i à d li S di di Dipartimento
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3
32)4310)( m $ AV ≅⋅=⋅=
'9 ;erifca del te"po "edio diresidena 3draulica
Denita la supercie% il tempo di residenza Llegato allaltezza dacqua(
Assu"o Range
H ' mAltezzadAcqua
+%!11m
,alcolo
9'+)
' mc totale
Y5 2(+ 5 #H +%!11@ 5
Y5min 1.' 5 #H
C !"
min
h
V
r
$ 3.1
5201)50
32)4
max
min =
+
=
+
=θ
;( Sedimentatore Secondario
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Lst
QCst =
hQQ
V
r
$ .2520650
324=
+=
+=θ
)9 ;erifca carico allo stra"ao
er cia!c"na delle tre +a!ce !i ace:
J=11m
la l"n#e%%a di !trama%%o ce per le +a!ce circolari 7 pari alla
circoneren%a !ar data da:!t=90m
er c"i:
$!t=94.3 m3/m⋅d L15 m3/m⋅d
$!tma@=. m3
/m⋅d L50 m3
/m⋅d
U i i à d li S di diU i ità d li St di di Dipartimento
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&( Disin*ezione Finale
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Scelte di progetto:
Range Progetto
$oncentrazione
+1:"mg,l
7mg,
l
6empo$ontatto -60
!1@"min
15 min-a
Kma0
8rodotto: Acidoperacetico
& ele+ata capacit di inatti+a%ionebatterica & re!id"i to!!ici pre!!oc7 a!!enti
,potizzo da letteratura una concentrazione ed un tempo dicontatto di progetto:
n.b. !ono nece!!ari te!t !"lre"o !pecico perdeterminare al me#lio i +alori ottimali
Dimensionamento di una 4asca di disinezione che garantiscatale tempo di contatto:mpon#o delle propor%ioni #eometrice idonee per "n l"#-GloNJeactor 2O = ,/QD in modo da #arantire "n tempo di contattoco!tante.
45! 752
45h 752
-Da letteratura0B G lung5ezza del percorso c5e deve compierelacquaJ3 G larg5ezza di un settoJ
5 G altezza liquida dellacquaJ
U i ità d li St di diU i ità d li St di di Dipartimento
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l
Acido peracetico
b
3Q
3Q
Scelgo di realiare due linee parallele
Kmed1560
0mc,d
Ka*'60
0mc,d
Ammessaallimpianto
n#linee
2
Kpr)6+0
0mc,d
Di progetto per unalinea
Kpr '2(5 mc,min
&( Disin*ezione Finale
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Siano2B G lung5ezza del percorso c5e deve compierelacquaJ3 G larg5ezza di un settoJ5 G altezza liquida dellacquaJl G lung5ezza di una vascaJn G numero setti di una vascaJ
Scelgo il ; di setti per unalinea:
n # '
Errore inee
U i ità d li St di diU i ità d li St di di Dipartimento
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hb
Qv
∗
=0
;erifca elocit= oriontale a ? "edia
Range
9o 2(0 m,min+1