Capitolo 9 MANUFATTI SPECIALI DI SCARICO E DI INVASO9.1. SCARICATORI DI PIENA In concomitanza di eventi di pioggia, nelle reti di fognatura mista, raggiunto un prestabilito grado di diluizione delle acque fecali (rapporto acque nere/acque bianche pari a 1/3-1/5), si provvede all'evacuazione immediata delle acque di supero tramite scaricatori di piena ed al recapito delle stesse direttamente nel mezzo ricettore naturale. Le acque nere, opportunamente diluite, vengono recapitate all'impianto di trattamento a servizio del sistema di fognatura. I vantaggi della soluzione sono evidenti, riducendosi sensibilmente la lunghezza delle canalizzazioni di grande dimensione costituite dai collettori principali e dai collettori emissari. Nelle Figure 1 e 2 sono riportati esempi di scaricatori di piena sia del tipo a funzionamento controllato da sfioratore laterale e sia del tipo a luce di fondo.

Figura 1 Scaricatore di piena con sfioratore laterale

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Figura 2 . Scaricatore di piena con luce di fondo

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9.2. SEPARATORI DI PRIMA PIOGGIA Nelle reti separate nasce la necessit di convogliare nella fogna nera le portate fluenti nella fogna bianca nella fase iniziale di un evento meteorico in quanto la prima pioggia, eseguendo un lavaggio delle strade , accumula un notevole carico inquinante derivante da tutto ci che pu depositarsi sulla sede stradale ( rifiuti , polveri di gas di scarico e di ferodi , residui derivanti dallusura dei pneumatici, oli e grassi ecc.). Tale inconveniente cresce in rapporto allintervallo tra due eventi meteorici consecutivi. Pertanto possibile trasferire alla fogna nere queste acque realizzando una piccola luce, sul fondo del canale bianco, opportunamente dimensionata. Trascorso un po di tempo dallinizio della pioggia, se questa persiste ed aumenta di intensit, la portata meteorica aumenta tanto da superare la luce di fondo e raggiungere, priva dei contenuti inquinanti, il collettore e da questo al mezzo recettore. (Figura 3)

Figura 3 Separatore di acque di prima pioggia Costruzioni Idrauliche Manufatti speciali 225

9.3. IMPIANTI DI SOLLEVAMENTO DI ACQUE NERE Le reti di fognatura sono progettate per funzionare a gravit con flusso a superficie libera. Situazioni topografiche locali impongono, a volte, la realizzazione di impianti di sollevamento. La natura delle acque trasportate e la forte variabilit delle portate pongono particolari problemi alla progettazione di un impianto di sollevamento sia nei riguardi del macchinario (tipo e numero di pompe), sia relativamente al volume ed alla geometria ottimale della vasca di aspirazione. L' impianto va dimensionato in funzione della portata massima da sollevare, ma, data la forte variabilit delle portate, la portata totale va ripartita su pi pompe funzionanti in parallelo. (Figura 4). Le pompe debbono essere istallate con la girante sommersa, sempre sotto battente, condizione che garantisce l'immediato avvio del sollevamento. La condotta di mandata, in corrispondenza del funzionamento di una sola pompa deve essere percorsa dal flusso con velocit non inferiore ad 1 m/s per evitare la sedimentazione e l'accumulo delle sostanze solide presenti nei liquami.

Figura 4. Impianto di sollevamento realizzato con pompe centrifughe di tipo sommerso.

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Le pompe centrifughe per acque nere sono speciali, caratterizzate dalla particolare geometria della girante che di tipo aperto e che consente il passaggio di corpi di notevoli dimensioni. Inoltre possono essere provviste di valvola a forte getto per la pulizia del pozzo. Allavvio della pompa la valvola aperta ; la contropressione nella tubazione provoca un getto che genera un moto rotatorio che porta in sospensione fanghi e materiali sedimentati . Dopo qualche secondo la valvola si chiude (Figura 5).

Figura 5 Sistema di autolavaggio del pozzo

Linstallazione della macchina generalmente fissa allinterno del pozzo (Figura 6 a); possono anche realizzarsi installazioni portatili (b) o fisse, ma in camera a secco (c).

a

b

c

Figura 6 Metodi di installazione

La dimensione del pozzo dovrebbe essere la minore possibile sia per ridurre i costi e sia per mantenere meno possibile il liquame stagnate; ovvio che il volume minimo funzione del numero di avviamenti/ora consentiti dalla macchina. Il livello nel pozzo regolato da un interruttore a bulbo di mercurio rinchiuso in un involucro impermeabile galleggiante , sospeso allaltezza voluta tramite il cavo elettrico che lo collega al quadro di avviamento dellelettropompa. La variazione di livello del liquido varia la posizione del regolatore e di conseguenza linterruttore a mercurio apre o chiude il circuito di controllo (Figura 7).

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Figura 7 Regolatori di livello

I principi da adottare nella progettazione di un pozzo sono illustrati in manualiI contenenti regole pratiche frutto di una estesa serie di dati acquisiti con test su modelli in scala. Nel seguito si far riferimento al pozzo standard Flygt riprodotto nella Figura 8.

Figura 8

I American Hydraulic Institute e British Hydromechanics Research Association 228 Costruzioni Idrauliche

Le dimensioni del pozzo dipendono dalla portata della pompa e sono illustrate nella Figura 9

Quando vengono realizzati progetti fuori dello standard necessario eseguire prove di funzionalit su modello idraulico in scala ridotta, al fine di ottimizzare il flusso verso le pompe , leliminazione di vortici e di aria in prossimit dellaspirazione.

Figura 10 - Pozzo toroidale con 14 elettropompe

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Il volume utile delle vasca, compreso tra il livello massimo di avviamento ed il livello minimo di arresto, funzione del massimo numero di avviamenti orari delle elettropompe. Il volume utile richiesto per unelettropompa, dipende dalla sua portata nominale Qp1 e dal numero massimo z di avviamenti orari. Nel caso di una sola macchina per Qi (portata in ingresso) si avr:V Qi

un tempo di riempimento Tr =V = Qp1 Qi t

e

per t = Tv, tempo di vuota-

tura Tv =

V Qp1 Qi

Tv =

V Qp1 Qi

La durata di un ciclo Tk= Tr+ Tv Posto Qi = Qp1 ( con 0