CAPACITÀ PRESTAZIONALI DEI DEPURATORI OPERANTI...

Ing. Raffaele Pica, ENEA novembre 2010 1 di 34

CAPACITÀ PRESTAZIONALI DEI DEPURATORI OPERANTI NEL

SISTEMA IDRICO DEI “REGI LAGNI”.

Depuratore “Area Nolana” - Rilievi Aggiornati al 2010.

(Determinazione ENEA n. 267 / 2006/ D.G.)


Sommario

1.0 Descrizione del processo. ............................................................................................................................................................................. 3

2. Stato di fatto dell’impianto. ........................................................................................................................................................................... 8

2.1 Linea Acque ..................................................................................................................................................................................................8

3. Efficienza del processo depurativo............................................................................................................................................................... 22

3.1– Linea Acque. .............................................................................................................................................................................................22

3.2. Linea fanghi................................................................................................................................................................................................26

4.0 Lavori di revamping del processo depurativo...........................................................................................................................................32

4.2 Lavori eseguiti sulla linea fanghi.................................................................................................................................................................32

4.3 Proposte progettuali...................................................................................................................................................................................33

5. Considerazioni conclusive............................................................................................................................................................................. 34


1.0 Descrizione del processo.

Il depuratore Area Nolana è situato in provincia di Napoli nel Comune di Marigliano in località Bosco Estirpato. La superficie dell’area che

delimita il depuratore è di forma quadrangolare ed occupa circa 20 ettari. La capacità di trattamento è intorno a 400.000 Abitanti

Equivalenti. L’impianto tratta reflui in gran parte di origine urbana, provenienti da una fognatura di natura mista (acque nere + acque di

pioggia) e in frazione minore reflui industriali provenienti dalla vicina zona industriale Nola-Marigliano. Per la localizzazione dei manufatti

si può far riferimento alla Figura 1. Nell’area dell’impianto si distinguono le diverse strutture in cui si svolge il ciclo depurativo della linea

acque e della linea fanghi. Il ciclo di trattamento si basa su processi di abbattimento degli inquinanti di tipo meccanico e microbiologico. In

pratica, gli inquinanti contenuti nella corrente idrica sono fisicamente separati per grigliatura, sedimentazione e filtrazione, mentre la

frazione di inquinanti in sospensione o disciolti nella matrice liquida vengono trattati con un processo convenzionale a fanghi attivi a

coltura sospesa.

L’attuale lay-out di impianto ricalca il progetto stralcio realizzato dalla Cassa per il Mezzogiorno (CASMEZ) agli inizi degli anni ’80, con un

successivo significativo ampliamento nel comparto biologico. Infatti, dal 2006, è stato modificato e ampliato il comparto biologico per gli

inquinanti azotati (denitrificazione). Nel 2008, è stata aggiunta una sezione finale d’affinamento del refluo trattato mediante

microfiltrazione (trattamento terziario). Nel corso dell’anno 2010 si è ampliato il comparto biologico (4a Linea Nitro/Denitro). In Figura 2 si

riporta l’attuale schema di flusso.

Per quanto riguarda l’afflusso idrico all’impianto va detto che il progetto iniziale dalla CASMEZ prevedeva, per la configurazione di

impianto allora consegnata (primo stralcio), il trattamento di una portata di influente pari a 2.585 m3/h; mentre il valore di portata media

trattabile di progetto al biologico, quando i lavori per l’ultimo ampliamento saranno andati a regime (quarta linea), è di 2.320 m3/h. In

sostanza i maggiori volumi e le migliorie apportate allo schema iniziane sono servite in gran parte per rendere il processo di trattamento

conforme alle più stringenti normative intervenute in epoche successive. Gli interventi effettuati di modifica dello schema iniziale in

pratica permettono di abbattere i composti azotati (ammonica e nitrati ), non previsti dal progetto iniziale, e di garantire una maggiore

limpidezza delle acque trattate attraveso un processo terziario di filtrazione e disinfezione con Raggi Ultravioletti. Tuttavia la portata

media trattata dal depuratore nel periodo di osservazione da parte dell’ENEA (2010) è stata di circa 3.500 m3/h, vale a dire del 50%

superiore a quella prevista dall’ultimo progetto in via di completamento.


Dal punto di vista della produzione di rifiuti da smaltire in discarica vi sono quelli della sezione di pretrattamento (grigliatura), le sabbie e

oli dalla sezione di dissabbiatura/disoleatura, i fanghi estratti dai decantatori primari (fango primario) e fanghi dalla sezione di

decantazione secondaria (fango biologico o fango secondario). La gestione dei fanghi, come dal progetto CASMEZ, prevede il

mescolamento del fango primario e del fango secondario, la successiva digestione anaerobica e la disidratazione finale. Durante la

digestione anaerobica il fango viene mineralizzato e parzialmente trasformato in biogas1 dall’azione di microrganismi. Nelle attuali

condizioni di funzionamento non vi è produzione significativa di biogas. Le frazioni solide in uscita dalle linee di trattamento fanghi del

depuratore sono tutte consegnate a ditte esterne per il conferimento in discarica.

Va segnalato che, nell’area del depuratore, la Regione Campania ha fatto installare un impianto per il conferimento e pretrattamento del

percolato di discarica (capacità massima trattabile 100 m3/giorno). Le acque in uscita dal pretrattamento del percolato vengono addotte al

trattamento biologico, mentre la frazione solida proveniente dalla sedimentazione della torbida del percolato viene, dopo trattamento,

conferita separatamente in discarica.

Dal 2009 una parte dell’area situata a nord-ovest nel perimetro del depuratore (circa 3 ettari) è stata destinata dal Commissario di

Governo per l’Emergenza Rifiuti a deposito di “Ecoballe” ed è attualmente affidata in gestione ad altri enti. Vi è poi un’area, in posizione

Nord-Est, in passato utilizzata come vasca di accumulo temporaneo di fanghi avente superficie in pianta di circa un ettaro (Vedi Figura 1).

Nella Tabella 1 si raffrontano i principali dati di progetto e a quelli effettivamente registrati nel periodo aprile - ottobre 2010 .

1 Il biogas è una miscela gassosa composta dal 50%÷60% CH4, 30%÷40% CO2 e tracce di H2 e H2S.


* Coefficiente di afflusso in fognatura 0.8

**Il progetto CASMEZ faceva riferimento ai limiti della tab. A,

Legge 319/76: BOD 40 mg/l. SST 80 ml. Gli attuali limiti, definiti

dalla Legge 152/06 e s.m.i., sono i seguenti: BOD 25 mg/l, COD

125 mg/l; SST 35 mg/l.

Tabella 1 - Confronto tra dati di progetto e i dati medi registrati dal Gestore.

2 BOD5 (Biological Oxygen Demand) misura la quantità di consumo di ossigeno da parte di microrganismi a una temperatura fissata e in un periodo di cinque giorni (BOD5). Tale parametro rappresenta una misura indiretta del contenuto di sostanze organiche biodegradabili nel liquame. Nel seguito si userà la sigla BOD in luogo di BOD5. 3 TSS (Total Suspended Solids) indica la quantità di solidi presenti in sospensione e che possono essere separati tramite mezzi meccanici energici quali la filtrazione sotto vuoto o la centrifugazione di un campione di liquido. Tale parametro si indica anche con l’acronimo italiano SST (Solidi Sospesi Totali). 4 COD (Chemical Oxygen Demand) misura la quantità di ossigeno necessaria per la completa ossidazione dei composti organici ed inorganici presenti in un campione di acqua.

DEPURATORE AREA NOLANA Progetto CASMEZ

(stralcio 1986)

Dati Gestore

2010

Abitanti Equivalenti [AE] 311.225 405.826

Dotazione Idrica [l/AE] * 249 249 Consumo Energia El. [kwh/d] 26.460 26.450

Autoprod. Energia El. [kwh/d] 15.371 0 Produzione Fanghi [m

3/d] 72 15

Tenore di Secco [%] 23 24 Produzione Sabbie [ton/d] n.d. 6

Produzione Biogas (m3/d) 8.000 Non Disp. Qmedia[m

3/ora] 2.585 3.563

Qmax secondario [m3/h] 6.462 3.300

Qpioggia [m3/h] 12.925 10.000

Caratteristiche del refluo Influente

BOD2 mg/l 301 226

TSS3 mg/l 451 204

Caratteristiche del refluo Effluente

BOD mg/l 30 ** 15

COD4 93

SST mg/l 40** 25


LEGENDA

LINEA ACQUE

1a) Collettore fognario di arrivo

1b) Sollevamento ASI

2) Sollevamento iniziale

3) Grigliatura

4) Dissabbiatura/disoleatura

5) Sedimentazione primaria

6) Sollevamento intermedio

7) Ossidazione

8) Sedimentazione secondaria

9) Microf iltrazione

10) Disinfezione

11) Sof f ianti aria

LINEA FANGHI

12) Digestori anaerobici

13) Post-ispessitori

14) Disidratazione meccanica

15) Gasometro

16) Centrale Termica/Elettrica

17) Torcia

ALTRI IMPIANTI

18) Trattamento percolato

19) Deposito ecoballe

20) Vecchia discarica fanghi

23

4

5

9

1b

19

13

14

12

18

10

15

16

17

1a

6

7

8

11

20

NNNN

Figura 1 - Vista aerea dell'impianto e ubicazione delle diverse sezioni (immagine del 2008).


Figura 2 - Schema di flusso dell'impianto


2. Stato di fatto dell’impianto.

Rispetto alla configurazione realizzata dalla Cassa del Mezzogiorno agli inizi degli anni ’80, ed in particolare a partire dal 2005, sono stati

introdotti alcuni significativi miglioramenti che hanno permesso l’adeguamento del processo depurativo alle più stringenti normative sui

limiti dei parametri allo scarico. Vi è stato, inoltre, un miglioramento delle condizioni igieniche dell’area del depuratore, ottenuto mediante

la copertura delle principali vasche con pannelli di alluminio corredati di sistemi di deodorizzazione dell’aria aspirata nei volumi coperti.

2.1 Linea Acque

I parametri principali da analizzare, sia in fase di progettazione che di verifica di funzionamento sono: i flussi idrici e la concentrazione degli

inquinanti. L’attuale processo ha subito un potenziamento considerevole del comparto biologico, a partire dalla seconda metà del mese di

settembre 2010, con la messa in servizio di una nuova linea biologica ( 4aLinea Nitro/Denitro). I dati sulle portate idriche di progetto

dell’attuale configurazione d’impianto sono:

Portata media oraria di progetto Qm 2.320 m3/h

Portata di punta nera 1,5 x Qm 3.480 m3/h

Portata di punta al biologico 2,5 x Qm 5.800 m3/h

Portata massima di pioggia 5,0 x Qm 12.925 m3/h (progetto CASMEZ)

Tabella 2 – Parametri attuali di dimensionamento del depuratore Area Nolana

A fronte di quanto previsto dal progettista, l’impianto registra una portata media in arrivo di circa 3500 m3/h, corrispondenti ad un volume

presunto di 31,5 milioni di metri cubi all’anno. Il dato è in linea con le previsioni del “vecchio progetto CASMEZ” (anni ’80),, mentre

contrasta con l’analisi contenuta nell’aggiornamento del piano d’ambito redatto dalla GORI spa nel 2006 per conto dell’ATO 3 Sarnese

Vesuviano. Infatti, nella parte riguardante i depuratori, si rileva che, secondo lo strumento di programmazione territoriale, la portata per il


depuratore di Nola dovrebbe attestarsi su un valore di circa 15 Mm3 per il 2009 e con un valore che non dovrebbe superare i 17,5 Mm3 nel

2032.

La variazione giornaliera di portata idrica in arrivo segue un andamento ciclico desumibile dal grafico di Figura 3. Nel grafico vengono

riportati i seguenti dati:

1. Portata ammessa al trattamento biologico (trattamento completo - Linea verde)

2. Portata di by-pass del trattamento biologico ( linea magenta).

Dal grafico si nota che la portata oscilla nell’arco delle giornate di tempo asciutto tra un valore massimo di 3800 m3/h, ciò si verifica a partire

dalle prime ore del pomeriggio fino alla tarda serata, ed un minimo di 1800 m3/h ,riscontrato intorno alle ore 3 del mattino. La portata

diminuisce a partire dalla mezzanotte, mentre dalle prime ore del mattino Il flusso di reflui fognari rapidamente aumenta per riposizionarsi

intorno a mezzogiorno al valore massimo giornaliero che viene mantenuto per circa 10-12 ore nel corso della giornata. Facendo riferimento

invece ad un periodo più ampio, si può analizzare l’elaborazione dei dati medi giornalieri acquisiti nel periodo marzo – settembre 2010. Dal

grafico riportato in Figura 4 si evince che numerosi eventi di pioggia si sono registrati nel periodo marzo- maggio 2010, con frequenti

attivazioni del bypass del trattamento biologico e del bypass generale di impianto.

Va detto che il depuratore non ha, nell’attuale configurazione di gestione, una linea dedicata al trattamento delle acque di pioggia, ne è

dotato di sistemi di contenimento dei picchi di portata (equalizzazione). Infatti, il liquame viene sollevato e avviato al trattamento senza

sistemi di accumulo o bilanciamento del carico idraulico o inquinante, come si può desumere dal grafico della portate trattate al biologico e

delle portate di bypass (figure 3 e 4). Dal grafico sulle portate medie (fig.4) si vede che solo a partire dal mese di agosto 2010 si sono

pressoché azzerati i by-pass di tempo asciutto.

In Figura 5 si illustrano gli andamenti dei volumi mensili mediamente trattati. In Figura 6 gli stessi dati sono riportati come portate medie

orarie e confrontati con le potenzialità di progetto dell’impianto. Infine, si riportano in Figura 7 i volumi trattati negli ultimi 10 anni.


Figura 3 – Andamento della portata istantanea nel periodo 20 settembre – 20 ottobre 2010


0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

180.000

200.000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

28/2 10/3 20/3 30/3 9/4 19/4 29/4 9/5 19/5 29/5 8/6 18/6 28/6 8/7 18/7 28/7 7/8 17/8 27/8 6/9 16/9 26/9 6/10

m3/gm3/h Volumi giornalieri marzo-settembre 2010

Q totale

Q biologico

Q bypass biologico

attivazione bypass generale

Figura 4 – Andamento della portate medie giornaliere nel periodo marzo- settembre 2010


0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

marzo 2010 aprile 2010 maggio 2010 giugno 2010 luglio 2010 agosto 2010 settembre 2010

m3/mese Volumi mensili marzo-settembre 2010

comparto biologico

by-pass biologico

totale

Figura 5 – Volumi medi mensili in arrivo all’impianto

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

160.000

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000


m3/gm3/h Portate medie marzo-settembre 2010

comparto biologico

by-pass biologico

totale

Figura 6 – Portate medie in arrivo all’impianto

Portata massima al Biologico progetto CASMEZ

Portata media nera di progetto CASMEZ


Figura 7


Figura 8 - – Schema delle attuali portate massime trattabili dal depuratore

In sintesi, le modifiche effettuate negli ultimi anni hanno avuto lo

scopo di adeguare l’impianto alle più stringenti recenti normative

sulle acque trattate, più che mirare ad un effettivo potenziamento

della quantità di reflui trattabili. Nella fig. 8 si riportano le portate

massime nelle diverse sezioni di impianto nella attuale

configurazione di esercizio del depuratore.

Fino al 2005 l’impianto di Nola realizzava il processo di depurazione

a fanghi attivi in due vasche di ossidazione del volume di 5970 m3

ciascuna (Figura 9). A partire dal 2005 si è realizzata una suddivisione

delle vasche di ossidazione ricavando un volume per l’abbattimento

delle sostanze azotate. Successivamente sono stati realizzati due

nuovi bacini di trattamento biologico (III e IV linea di Nitrificazione e Denitrificazione), un quarto sedimentatore secondario ed un nuovo

settore di trattamento finale di microfiltrazione e disinfezione con lampade a raggi ultravioletti ( vedi Figura 10 e Tabelle 3 e 4)5 .

In sintesi, gli interventi effettuati sul comparto di trattamento biologico hanno permesso di introdurre il settore di abbattimento dei

composti azotati. La modifica ha comportato un periodo transitorio di circa 5 anni in cui si è diminuita la capacità netta totale di trattamento

del comparto ossidativo, dedicato all’abbattimento delle sostanze organiche carboniose. Con la messa in servizio della 3a e 4a Linea

Biologica, è stata recuperata, quasi integralmente, la capacità in termini di portata media nera di progetto trattabile dal comparto biologico,

come di seguito riportato:

5 Gli interventi hanno avuto un costo complessivo di circa 15 milioni di €


• Capacità comparto Biologico del Progetto CASMEZ Qm 2.585 m3/h

• Capacità comparto Biologico del Progetto ( 4^ linea) Qm 2.320 m3/h

• Capacità effettiva che “Dovrebbe avere” il Biologico6 Qm 3.560 m3/h

Nel grafico di Figura 11 sono riportati i valori di portata media nera di progetto assunti per il dimensionamento dell’impianto e delle

successive modifiche. Tali valori sono confrontati con le stime di portata media della GORI (Piano d’ambito ATO 3) e con i valori di portata

media in ingresso nel periodo marzo-settembre 2010.

Foto 1 - Nuove strutture della vasca di nitro-denitro (giugno 2010) Foto 2 – Strutture in calcestruzzo del quarto sedimentatore secondario

6 In base alla portata media nera effettiva registrata nell’ultimo periodo.


Figura 9 – Schema di funzionamento del comparto biologico fino al 2005

Figura 10 - Modifiche al comparto biologico dal 2005 al 2010


Volumi da progetto

CASMEZ (1980-2005)

Volumi attuali (da settembre 2010)

Vasca ossidazione n. 1 5970 m3 3570 m3

Vasca ossidazione n. 2 5970 m3 3570 m3

Vasca ossidazione n. 3 (2006) - 3570 m3

Vasca ossidazione n. 4 (2010) 3570 m3

Comparto pre-denitrificazione vasca n. 1

- 2400 m3


- 2400 m3


- 2400 m3


- 2400 m3

Tabella 3 - Volumi delle varie sezioni del comparto biologico

Volumi da progetto

CASMEZ (1980-2005) Volumi attuali

(da settembre 2010)

Ossidazione 11.940 m3 14.280 m3

Denitrificazione - 9.600 m3

Tot. Comparto Biologico 11.940 m3 23.880 m3

Sedimentazione secondaria 3 x 4.850 m3 4 x 4.850 m3


Tabella 4 – Volumi totali del comparto biologico

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

progetto CASMEZ stime GORI progetto 3a linea biologica

progetto 4a linea biologica

portata media marzo-settembre 2010

m3/h

Figura 11 – Confronto tra i valori di portata media di progetto e le portate in arrivo

In conclusione, il comparto biologico presenta oggi una non sufficiente ridondanza, prevista in fase progettuale per impianti di questo tipo.

L’attuale portata media effettiva è di circa il 50 % superiore a quella media di progetto (in pratica coincidente con la portata di punta nera

trattabile al biologico). Pertanto, al gestore, anche nella nuova configurazione entrata in servizio alla fine del mese di settembre 2010,

manca la necessaria flessibilità e un corretto “sovradimensionamento” che garantirebbe un sufficiente margine di affidabilità e continuità

del servizio depurativo senza eccessive difficoltà.

Va detto altresì che il gestore, per un corretto sviluppo della flora batterica denitrificante, ha dovuto modificare il quantitativo di fanghi

ricircolanti nell’impianto, innalzando sensibilmente la concentrazione di Solidi Sospesi nel comparto ossidativo. Infatti, il parametro Solidi

Sospesi Totali (SST) nel comparto ossidativo è passato da una concentrazione prevista dai progettisti CASMEZ di 3,5–4 g/l a 5–7 g/l del

Progetto della 4a linea biologica.


Quest’ultimo motivo pone i sedimentatori primari e secondari in condizioni di funzionamento sensibilmente più gravose rispetto all’iniziale

progetto della CASMEZ; questo comparto rappresenta un fattore limitante nell’incremento di capacità e nella flessibilità prestazionale

dell’intero depuratore. Su tale argomento vanno considerate anche le ulteriori difficoltà gestionali legate al reperimento di siti per il

conferimento dei rifiuti. Per questo motivo, nel corso del 2010, l’impianto ha accumulato fanghi nel comparto biologico fino a raggiungere

concentrazioni tre volte superiori a quelle di progetto, dell’ordine di 15-20 g/l di SST in vasca di ossidazione.

Si evidenzia che durante gli eventi di pioggia o in occasione di picchi di portata si verificano trascinamenti di materiali solidi che provocano,

in maniera ricorrente, l’intasamento di diverse sezioni del depuratore con perdita di efficienza dell’intero processo (vedi Foto 3). Per questo

motivo le griglie fini, installate, nel corso del 2006 in breve tempo andarono fuori uso e, sottoposte a completa revisione, attendono oggi la

risoluzione delle problematiche del comparto per la rimessa in servizio, come illustrato in Figura 12.

Foto 3 - Anomalo accumulo di solidi nelle linee biologiche Figura 12 - Schema del comparto di grigli


Continuano inoltre a permanere le criticità sul sistema di grigliatura grossolana a monte del sollevamento iniziale, in assenza delle griglie a

pulizia manuale istallate dalla CASMEZ a protezione delle coclee di sollevamento. Tali griglie, rimosse in passato per difficoltà di gestione,

non sono state più rimesse in servizio.

Nel settore di sedimentazione primaria si riscontra una scarsa efficienza. Si riportano in Tabella 5 gli ultimi dati medi mensili del settore

(settembre 2010).

Abbattimento Medio Effettivo Abbattimento Medio di Progetto (CASMEZ)

Solidi Sospesi Totali 30% 60%

Solidi Sedimentabili 41% 90%

Tabella 5- Efficienza del comparto di sedimentazione primaria

Infine, va accennato alla problematica di

contaminazione da E.coli del refluo in uscita dal

trattamento finale. Il fenomeno è essenzialmente

dovuto al trascinamento e precipitazione dei

solidi presenti nella corrente in uscita dal

depuratore e veicolati dal Bypass del Biologico,

come si evince dallo schema esemplificativo

riportato in Figura 13. Tale problematica

comporta lo “sporcamento” della vasca di

clorazione in cui avviene la disinfezione finale. Trattamenti Primari

Trattamenti Secondari e Terziari

Disinfezione

By-pass del Biologico

IN

Out

Fanghi di ricircolo


0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%


Frazione di liquame scaricata in by-pass al trattamento biologicoFi Figura 13- Trascinamento dei fanghi nella vasca di

clorazione finale

In sintesi, l’incremento di potenzialità conseguito con la

messa in servizio della nuova linea biologica di

trattamento ha permesso di osservare ad oggi, i seguenti

miglioramenti: azzeramento dei bypass al biologico in

tempo asciutto; limitazione dei bypass in occasione di

pioggia. In realtà, già dal mese di maggio 2010, il gestore

ha cercato di limitare gli sfiori attraverso un

miglioramento della sedimentabilità dei fanghi ottenuta

con il dosaggio di polielettroliti. In Tabella 6 sono

riportati i volumi idrici trattati biologicamente e quelli

scaricati in by-pass nel periodo marzo-settembre 2010.

Figura 14- Volumi scaricati in bypass del trattamento biologico

Mese V biol (mc) V bypass (mc) V tot (mc) % sfiorata

marzo 2010 2.204.712 712.416 2.917.128 24,42%

aprile 2010 2.043.360 625.024 2.668.384 23,42%

maggio 2010 2.155.416 588.552 2.743.968 21,45%

giugno 2010 2.167.752 377.280 2.545.032 14,82%

luglio 2010 2.328.958 227.712 2.556.670 8,91%

agosto 2010 2.299.248 1.958 2.301.206 0,09%

settembre 2010 2.296.548 322.776 2.619.324 12,32%

Tabella 6 - Volumi trattati con indicazione del contributo di by-pass del trattamento biologico


3. Efficienza del processo depurativo

3.1– Linea Acque.

Le determinazioni analitiche periodiche prodotte dal gestore ed i controlli degli organi competenti testimoniano, nel complesso, una buona

efficienza del processo depurativo della linea acque. Nei grafici di seguito riportati (Figure 15-18) sono illustrati gli andamenti dei principali

parametri macrodescrittori del processo depurativo rilevati dal gestore, confrontati con i risultati delle analisi eseguite dall’ARPAC (BOD,

SST, N-NH4). È necessario chiarire, a riguardo, che i valori riscontrati dal gestore si riferiscono a campioni medi prelevati da un campionatore

automatico nel corso delle 24 ore, mentre i controlli ARPAC si riferiscono a campioni medi istantanei prelevati al momento del sopralluogo.

Il parametro microbiologico E.coli, che, in occasione dei prelievi effettuati nei mesi di giugno e luglio 2010 e luglio 2009, è risultato al di

sopra dei limiti tabellari. In tali occasioni, inoltre, si è evidenziata una discrepanza tra quanto dichiarato dal gestore e quanto rilevato

dall’ARPAC, solo in parte giustificabile con le diverse modalità di campionamento.

Data Prelievo Esito Esito Lab. Gestore

13/05/2010 Regolare Regolare

15/06/2010 Non regolare per il parametro E.coli 28.000(ufc/100ml) Regolare (E.coli 300 ufc/100ml)

08/07/2010 Non regolare per il parametro E.coli 10.000 (ufc/100ml) Regolare (E.coli 1800 ufc/100ml)




Tabella 7 Controlli ARPAC nel periodo aprile- ottobre 2010.

Ancora, è opportuno segnalare che il solo parametro E.coli non è indice, dell’efficienza dell’intero processo depurativo ma, piuttosto, del

funzionamento della sola fase di disinfezione finale; per essa, il progetto iniziale prevedeva l’utilizzo di cloro come agente disinfettante. Il


recente orientamento della letteratura tecnica sconsiglia l’utilizzo di tale agente, che dà luogo, come sottoprodotto della disinfezione, a

composti organo-alogenati potenzialmente cancerogeni.

Il depuratore Area Nolana, adeguandosi a tali orientamenti, ha messo in servizio dal 2008 un sistema di disinfezione a raggi UV, lasciando la

possibilità di aggiungere ipoclorito di sodio solo per le portate provenienti dal bypass al biologico. A differenza del cloro, tuttavia, i raggi UV,

pur presentando l’indubbio vantaggio di non avere tossicità residua derivante dalla formazione di composti organici clorurati, hanno lo

svantaggio di non costituire un agente disinfettante persistente, in quanto la disinfezione avviene solo localmente al passaggio dell’effluente

attraverso i banchi di lampade. Tale circostanza non esclude la possibilità di ricrescita batterica per occasionali contaminazioni a valle della

sezione di disinfezione ed in caso di bypass al trattamento biologico.

Infine, è doveroso evidenziare che il valore massimo riscontrato dall’ARPAC (104 UFC/100 ml) è tra circa mille e centomila volte (Metcalf &

Eddy ) inferiore alle concentrazioni di E.coli mediamente presenti in un refluo non trattato, che, secondo dati di letteratura, varia

nell’intervallo 107-109 UFC/100ml.

0

50

100

150

200

250

300


mg / l Concentrazioni medie di BOD marzo-settembre 2010

BOD ingresso (dati medi gestore)

BOD uscita (dati medi gestore)

BOD uscita (ARPAC)

BOD uscita (limite di legge)

Concentrazione BOD in

ingresso di progetto 323 mg/l

Figura 15 - Andamento del parametro BOD


0

50

100

150

200

250

300


mg / l Concentrazioni medie di SST marzo-settembre 2010

SST ingresso (dati medi gestore)

SST uscita (dati medi gestore)

SST uscita (ARPAC)

SST uscita (limite di legge)

Concentrazione SST in

ingresso di progetto 485

Figura 16 – Andamento dei Solidi Sospesi Totali

0

10

20

30


mg / l Concentrazioni medie di N-NH4 marzo-settembre 2010

N-NH4 ingresso (dati medi gestore)

N-NH4 uscita (dati medi gestore)

N-NH4 uscita (ARPAC)

N-NH4 uscita (limite di legge)

Figura 17– Andamento del parametro Ammoniaca


100

1.000

10.000


UFC / 100 ml Concentrazioni di Escherichia Coli in uscita marzo-settembre 2010

E.Coli uscita (valori medi gestore)

E.Coli uscita (valori max gestore)

E.Coli uscita (ARPAC)

E.Coli uscita (limite di legge)

Figura 18 – Andamento dell’Escherichia Coli nell’effluente finale


3.2. Linea fanghi

I fanghi di supero estratti dai sedimentatori secondari, misti ai fanghi primari, vengono inviati alla linea fanghi per il trattamento di digetione

stabilizzazione e disidratazione (Figura 19).

Figura 19 – Rappresentazione schematica della rimozione dei solidi dalla linea acque

Il progetto CASMEZ prevedeva la stabilizzazione dei fanghi mediante digestione anaerobica a caldo (a temperatura 35 -38°C), con successivo

recupero energetico del biogas prodotto in fase di digestione, mediante centrale termica e produzione di energia elettrica.

In sintesi, le fasi di cui si compone la linea fanghi sono elencate nel seguito:

Trattamento fanghi : pre-ispessimento ; digestione anaerobica; post-ispessimento; disidratazione meccanica mediante centrifuga.

Recupero energetico: stoccaggio biogas; desolforazione biogas; produzione energia termica; produzione energia elettrica

La condizione attuale delle apparecchiature della linea fanghi è sostanzialmente identica a quella riscontrata agli inizi degli anni 2000.


Figura 20 - Rappresentazione schematica delle principali componenti della linea fanghi, con l’indicazione di quelle fuori esercizio

In particolare, si evidenziano i seguenti aspetti salienti:

1. Uno dei due digestori è fuori esercizio da diversi anni a causa della rottura degli elementi meccanici per la miscelazione dei fanghi;

anche il gasometro è fuori esercizio da diversi anni. Per motivi di sicurezza i Vigili del Fuoco ne avevano prescritto una capacità

massima di 500 m3 a fronte di un valore di progetto 4.000 m3. Nel luglio 2010 il Gestore, ha effettuato prove di riempimento del

gasometro con aria compressa al fine di verificare la tenuta del sistema. Tali prove hanno dato esito negativo principalmente a causa

dei notevoli fenomeni di corrosione delle strutture metalliche di fondo.


Foto 4 Gasometro

2. Il desolforatore, per la purificazione del biogas, è fuori servizio da anni e, come risulta dai sopralluoghi e dalla documentazione

tecnica prodotta dal Gestore, si presenta in uno stato di diffuso degrado.

Foto 4 – Sulla sinistra si osservano le tre unità di desolforazione (v. particolare che evidenzia il degrado e la diffusa corrosione delle parti metalliche).


3. La centrale termica per la produzione di acqua calda per il riscaldamento dei fanghi è fuori servizio e parzialmente smantellata.

Secondo la documentazione tecnica prodotta dal Gestore, la centrale è stata fermata nel marzo 1996, a seguito di prescrizione della

competente Unità Sanitaria Locale. La presenza di componenti contenenti fibra di amianto ha reso necessario lo smontaggio della

pannellatura delle caldaie, delle guarnizioni dei bruciatori e delle linee di tubazioni.

Foto 5 - Vista esterna della centrale termica Foto 6- Centrale termica. Particolare degli interni

4. Il settore di produzione di energia elettrica è fermo da gennaio 1998. Il settore è composto da tre motori alimentabili a biogas o da

gas di rete, derivati dalla modifica di motori navali. Per effetto delle problematiche sopra evidenziate, l’intera linea fanghi si presenta


in condizioni ben lontane dalla configurazione iniziale di progetto e dalle condizioni prescritte dalla normale pratica tecnica e dalla

letteratura scientifica per impianti di questo tipo. La digestione anaerobica dei fanghi avviene in un solo digestore, anziché due, ed a

temperatura prossima a quella dell’ambiente esterno, anziché termostatato a 35° -38 °C. Ne consegue una capacità di trattamento

ed una efficienza molto ridotta rispetto a quella di progetto. Va, inoltre, segnalato che una eventuale avaria dell’unico digestore

funzionante potrebbe comportare il rischio di fermo totale della linea fanghi, con conseguenze sull’intero processo depurativo.

Foto 7 - Interno della centrale elettrica


0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000


kgSS / mese

Bilancio di solidi marzo-settembre 2010

fanghi prodotti

fanghi smaltiti

Figura 21 – Confronto tra le quantità di fango prodotto e smaltito

Dai dati medi riscontrati, la quantità di fanghi in uscita dalla digestione anaerobica, nell’ultimo quadriennio è pari a 4.861 t/anno,

notevolmente inferiore a quanto previsto dal progetto CASMEZ (circa 30.000 t/anno).7

Per quanto riguarda il biogas prodotto esso è trascurabile e nei momenti in cui si presentano sacche di gas provenienti dalla digestione “ a

freddo” esse vengono bruciate attraverso in una torcia alimentata con una fiamma pilota sostenuta da bombola di GPL, per il fuori esercizio

del gasometro.

7 D’altra parte, va osservato che, al costo di 130 €/t, l’onere che il Gestore dovrebbe teoricamente sopportare per lo smaltimento dell’intera produzione di fanghi da progetto CASMEZ ammonterebbe a circa € 3.900.000, cifra prossima all’intero canone annuo di gestione corrisposto dalla Regione.


4.0 Lavori di revamping del processo depurativo

4.1 Lavori sulla linea acque.

Il depuratore Area Nolana si è dotato negli annni che vanno dal 2005 al 2010 di una serie di migliorie sulla linea acque riassumibili

nella seguente tabella:

Descrizione Lavori di Manutenzione Straordinaria Anno inizio lavori Importo (€)

Interventi di abbattimento dell’azoto (Terza Linea) 2005 1.106.706

Sollevamento iniziale canale di by-pass Canale Industriale – Grigliatura

2006 887.468

Filtrazione Finale e Debatterizzazione 2007 3.084.282

4a linea trattamento biologico,. (I lavori sono stati ultimati nel 2010) 2007 3.044.938

Tabella 8 - Sintesi dei principali lavori eseguiti dal 2005 ad oggi

4.2 Lavori eseguiti sulla linea fanghi

Nel periodo di osservazione dell’impianto da parte di ENEA (2001 -2010) non sono stati eseguiti lavori che hanno inciso significativamente

sulla risoluzione delle problematiche evidenziate. Permangono, pertanto tutte le problematiche già analizzate nella descrizione dello stato di

fatto. Le attività eseguite sui diversi settori vengono elencate in maniera sintetica nella seguente tabella:


Settore Stato Efficienza Lavori effettuati

Pre-ispessimento Non esercibile 0 % Nessun Lavoro

Digestione Fuori uso uno dei due digestori. 50 % Nessun Lavoro

Post-ispessimento In esercizio 100% Nessun Lavoro

Gasometro Fuori uso 0% Ricognizione. Prove di tenuta

Desolforatori Fuori uso 0% Ricognizione. Smantellamento tubazioni esterne in PVC

Centrale Termica Fuori uso 0% Ricognizione. Smantellamento gruppi di spinta.

Cogeneratori Fuori uso 0% Ricognizione. Smantellamento pompe di ricircolo su torre di raffreddamento.

Disidratazione meccanica Fuori uso una delle due centrifughe

60% Nessun Lavoro

Tabella 9 – Sintesi delle principali attività eseguite sulla linea fanghi

4.3 Proposte progettuali.

Tra le attività svolte nel 2010 vanno menzionate le seguenti proposte progettuali presentate dall’ATI per affrontare le principali

problematiche distinte in tre fasi;

Fase Descrizione Importo (€) Note

1 Interventi urgenti 8.917.545 Portata media di progetto 3.600 m3/h

2 Primo ampliamento 6.945.195 Portata media di progetto 4.800 m3/h

3 Secondo ampliamento 12.955.535 Interventi per l’essiccamento termico dei fanghi e incremento della capacità di

trattamento per le portate di pioggia

Tabella 10 – Stima dei costi previsti dall’ATI per l’adeguamento dell’impianto


5. Considerazioni conclusive

Il depuratore Area Nolana ha presentato, nell’aprile 2010, una condizione critica di funzionamento, legata essenzialmente all’incapacità di

addurre al trattamento completo tutta la portata in arrivo. Tale situazione avveniva, in maniera pressoché quotidiana, nelle ore di punta di

afflusso idrico fognario.

Il completamento, fine settembre 2010, della nuova linea biologica (4° linea di trattamento) fa ritenere che l’impianto abbia raggiunto una

capacità sufficiente a trattare tutti i volumi in arrivo in condizioni di tempo asciutto. Tale affermazione deve essere presa con la dovuta

cautela, non essendo ancora disponibili dati consolidati sul processo a regime, e soprattutto perché il dato della portata media

effettivamente registrata in ingresso al depuratore è di circa il 50% superiore rispetto alla portata idrica di progetto. Tale situazione è

indicativa della mancanza di una sufficiente ridondanza di vasche ed apparecchiature della linea acque in grado, in caso di manutenzione

straordinaria o avaria, di permettere al gestore di assicurare il servizio depurativo senza eccessive complicazioni e senza scadimento

dell’efficienza del processo.

Per quanto riguarda la linea fanghi, la digestione anaerobica è in condizioni critiche di funzionamento per il fuori servizio di molte

apparecchiature e sezioni di impianto. La sezione di recupero energetico del biogas è dismessa da anni.

Va osservato che i fanghi e gli altri materiali solidi di rifiuto sono conferiti tutti in discarica. La crisi che oggi affligge la disponibilità di siti di

conferimento in Campania si riflette in vario modo sul depuratore. A tal proposito, i dati analizzati hanno mostrato che le quantità di fango

smaltite sono state inferiori rispetto a quanto previsto in fase di progetto. Il mancato allontanamento di fango dalla linea acque è stato

confermato dall’incremento dei parametri caratteristici del comparto biologico ben oltre i valori di progetto.

In conclusione, la linea fanghi richiede una importante azione di rifunzionalizzazione e ammodernamento. I’indagine effettuata e la

documentazione tecnica esaminata mostra che il recupero delle linee di trattamento fanghi e di recupero energetico renderebbe necessario

lo smantellamento e la sostituzione di interi settori deteriorati ed in condizioni ormai irrecuperabili.

CAPACITÀ PRESTAZIONALI DEI DEPURATORI OPERANTI...

Documents

Transcript of CAPACITÀ PRESTAZIONALI DEI DEPURATORI OPERANTI...