Impianti di trattamento delle acque: verifiche di collaudo

8/10/2019 Impianti di trattamento delle acque: verifiche di collaudo

1/100

GRUPPO DI LAVOROGESTIONE IMPIANTI DI DEPURAZIONEFacolt di IngegneriaUniversit di Brescia

48a Giornata di Studio di Ingegneria SanitariaAmbientale

IMPIANTI DI TRATTAMENTO ACQUE:VERIFICHE DI FUNZIONALIT E

COLLAUDO

Venerd 14 giugno 2013Centro Servizi Banco Popolare - Viale delle Nazioni, 4 - VERONA

Autorit Ambito Territoriale Ottimale Veronese

AATOVERONESE


2/100

P RESENTAZIONE DELLA G IORNATA DI S TUDIO E DEL G RUPPO DI L AVORO

Nel maggio 1998, presso la Facolt di Ingegneria dellUniversit di Brescia, si costituito il GRUPPO DI LAVORO sulla GESTIONE DEGLI IMPIANTI DIDEPURAZIONE , che coinvolge oltre cento tra ricercatori universitari e tecnici

gestori di impianti, con lobiettivo di studiare le tematiche pi importanti sullagestione degli impianti di depurazione, attraverso uniniziativa avente carattere dicontinuit. Nel corso degli anni, il Gruppo di lavoro si occupato di diverseproblematiche inerenti la gestione degli impianti di depurazione epotabilizzazione : criteri di monitoraggio, verifiche di funzionalit, smaltimentodei fanghi, gestione delle acque meteoriche, costi e tariffazione, sistemi didistribuzione dellacqua potabile, riutilizzo delle acque di scarico, certificazioneambientale, emissioni odorigene, ecc. I risultati dei lavori sono stati presentati innumerose Giornate di Studio e sono stati raccolti in volumi pubblicati da vari

Editori: Il Sole 24 Ore, CIPA, Aracne, CLUB.Le verifiche di funzionalit hanno rappresentato, storicamente, uno degli aspettipi qualificanti e innovativi della cultura tecnica dei gestori degli impianti didepurazione. A questo argomento, nel contempo, il mondo della ricerca hadedicato, ormai da molti anni, particolare attenzione, tradottasi inapprofondimenti teorico/pratici che hanno condotto alla messa a punto dimetodologie sempre meglio perfezionate. In definitiva, su questo argomento si

verificata una proficua saldatura tra lesperienza dei gestori e quella deiricercatori: il Gruppo di lavoro Gestione Impianti di depurazione dellUniversit

di Brescia ha registrato questa sinergia nel corso della sua storia.Negli ultimi anni di lavoro del GdL, il tema delle verifiche di funzionalit(tradizionalmente incentrato sui processi di depurazione delle acque di scarico) stato ripreso ed ampliato a tutti i settori legati al ciclo idrico integrato: fognature,impianti di potabilizzazione, sistemi acquedottistici, utilizzando allo scopo lespecifiche competenze di ricercatori e gestori di questi servizi. Il lavoro dielaborazione ha consentito di raggruppare in un unico Manuale alcune delleprincipali verifiche (per un totale di 30), descritte attraverso metodichestandard.

Nella presente Giornata di Studio vengono presentate alcune delle principale verifiche che toccano, peraltro, come si vede dal programma delle relazioni, tuttigli aspetti citati. In particolare, vengono presentate verifiche di funzionalit nelcampo di:

reti fognarie; processi biologici di depurazione dei liquami; trattamenti del fango di depurazione; processi di potabilizzazione delle acque.

La giornata si concluder con una tavola rotonda con la partecipazione di

rappresentanti dei Soggetti coinvolti nella gestione, nel controllo e nellapianificazione.


3/100


4/100

I NDICE DELLE R ELAZIONI

48a Giornata di Studio di Ingegneria Sanitaria- Ambientale

IMPIANTI DI TRATTAMENTO ACQUE: VERIFICHE DIFUNZIONALIT E COLLAUDO

VERONA 14 giugno 2013

MONITORAGGIO DELLE RETI

Vincenzo Riganti Monitoraggio degli acquedotti pag. 1

Sara Fertonani Monitoraggio delle fognature pag. 7

IMPIANTI DI DEPURAZIONE

Alessandro Abb Monitoraggio, dati significativi ed indici di funzionalit pag. 13

Maria CristinaCollivignarelli

Le verifiche sperimentali consolidate: fornitura diossigeno, caratteristiche di sedimentabilit eidrodinamica dei bacini

pag. 21

Sergio Papiri Le verifiche idrauliche pag. 33

Matteo Papa Verifiche sulla disidratazione dei fanghi pag. 41

Paola Foladori Test respirometrici e titrimetrici pag. 49

Roberta Pedrazzani La qualit del fango biologico pag. 57

Giorgio Bertanza Applicazione integrata delle verifiche pag. 63


5/100

I NDICE DELLE R ELAZIONI

IMPIANTI DI POTABILIZZAZIONE

Sabrina Sorlini Verifiche su filtrazione granulare e chiariflocculazione pag. 67

Francesca Gialdini Verifiche su carbone attivo e ossidazione/disinfezione pag. 73

Federico Castagnola,Barbara MariannaCrotti

Applicazione integrata: il caso di Mortara pag. 79

IL COLLAUDO FUNZIONALE

Sabrina Sorlini Procedure per impianti di potabilizzazione pag. 87

Giorgio Bertanza Procedure per impianti di depurazione pag. 93

Atti della 48 Giornata di Studio di Ingegneria Sanitaria Ambientale Impianti di trattamento acque: verifiche di funzionalit e collaudo A cura del Gruppo di Lavoro Gestione impianti di depurazioneISBN 978-88-97736-02-8 2013 by Gruppo di lavoro Gestione Impianti di depurazione


6/100


7/100

Il secondo livello (A 2), intermedio, prevede una combinazione di normali trattamenti chimici efisici; un possibile schema di trattamento la sequenza: preclorazione - coagulazione -flocculazione - decantazione - filtrazione - disinfezione finale.Il terzo, pi complesso livello (A 3) prevede un trattamento chimico-fisico spinto; un possibileschema di trattamento la sequenza: clorazione al break point - coagulazione - flocculazione -

decantazione - filtrazione - passaggio su letto di carbone attivo - disinfezione finale. Incorrispondenza ai tre livelli di complessit tecnologica degli impianti di potabilizzazione vengonodefiniti dalla CEE i livelli di qualit delle acque da trattare 3. E' chiaro che i trattamenti pi semplici(A 1) possono essere adottati solo per acque poco contaminate, mentre le acque pi contaminaterichiedono i trattamenti pi complessi. Al di sopra di un certo livello di contaminazione, le acquesuperficiali non sono pi potabilizzabili.L'Italia ha adottato la direttiva comunitaria 775/440/CEE con il D.P.R. 518/82; la materia statasuccessivamente introdotta nel d. lgsl. n. 152/1999 e nei successivi decreti legislativi checostituiscono il T.U. ambientale.I livelli di qualit corrispondenti alle tre tipologie di trattamento sono riportati nel T.U. ambientale.L'esame della tabella CEE offre lo spunto per introdurre alcune considerazioni sui criteri generaliadottati in sede comunitaria per definire i parametri di qualit. Per ogni parametro preso inconsiderazione vengono stabiliti due diversi limiti. Un primo limite, detto guida, od obiettivo,rappresenta il valore verso il quale ci si deve muovere, nell'intento di raggiungere caratteristicheottimali di qualit. Ma questo limite non sempre immediatamente raggiungibile, per motivi siatecnologici, sia economici: viene quindi affiancato da un secondo limite, detto imperativo, cherappresenta la soglia di qualit al di sotto della quale non si deve scendere. Merita anche di esseresottolineato che l'occasionale superamento di un limite imperativo non significa che si debbaautomaticamente emettere un giudizio di non conformit: secondo la CEE le acque destinate alla

potabilizzazione nelle quali un parametro imperativo venga superato in non pi del 5% deicampioni e per non pi del 50% del valore limite possono essere ugualmente utilizzate. Deroghesono anche ammesse in circostanze eccezionali (ad es.: inondazioni) e quando il superamento dellimite sia dovuto ad arricchimento naturale.

Le acque destinate al consumo umano

Il decreto legislativo 2 febbraio 2001, n. 31 che attua la direttiva 98/83/CE, ha introdotto nellanormativa italiana un notevole numero di innovazioni, sia di principio, sia operative, destinate aincidere sulla gestione degli impianti di trattamento delle acque destinate al consumo umano. E'stato poi pubblicato in Gazzetta Ufficiale del 9 marzo 2002, n. 58, il decreto legislativo 2 febbraio2002, n. 27 dal titolo Modifiche ed integrazioni al decreto legislativo 2 febbraio 2001, n. 31,recante attuazione della direttiva 98/83/CE relativa alla qualit delle acque destinate al consumoumano; esso apporta alcune modificazioni al d. lgsl. 2 febbraio 2001, n. 31. In questi decreti sonoindicate le tabelle di accettabilit (valori parametrici) da rispettare; va anche tenuto presente quantodisposto dal decreto del Ministero della salute 5 settembre 2006, con il quale stato portato a 700microgrammi/L il valore limite per il clorito.Inoltre il decreto legislativo 31/2001, integrando quanto disposto dal decreto legislativo 4 agosto1999 n. 339 sulla disciplina delle acque di sorgente, chiarisce le varie possibilit dicommercializzazione di acque confezionate destinate al consumo umano. E' ormai evidente che

possono essere messe in commercio:1. acque minerali naturali, normate dal decreto legislativo 25 gennaio 1992, n. 105 comemodificato dal decreto legislativo 4 agosto 1999 n. 339, e successive modificazioni, fino al decretoministeriale 29 dicembre 2003 e al decreto legislativo 8 ottobre 2011, n. 176.2. acque di sorgente, parimenti normate dal decreto legislativo 4 agosto 1999 n. 339;

3 In realt, le tipologie sono quattro, se si considerano anche le acque superficiali non idonee allimpiego.

Atti della 48 Giornata di Studio di Ingegneria Sanitaria Ambientale | Impianti di trattamento acque: verifiche di funzionalit e collaudo

2


8/100

3. altre acque confezionate, normate dal decreto legislativo n. 31/2001.

Un primo aspetto rilevante riguarda il punto nel quale devono essere rispettati i valori parametrici,cio i valori il cui superamento comporta un intervento da parte dell'autorit pubblica. La

precedente normativa (DPR 236/1988) identificava tale punto con il contatore dell'utente: l'azienda

distributrice era responsabile sia dei trattamenti, sia della rete distributiva, ma non di quantoavveniva dal contatore al rubinetto dell'utente. Ora i valori di parametro (lo specifico riferimento ai parametri microbiologici e chimici che figurano nellallegato I del decreto legislativo) devonoessere rispettati nel punto, all'interno di locali o stabilimenti, in cui le acque fuoriescono dairubinetti, di norma utilizzati per il consumo umano. Viene comunque ancora esclusa laresponsabilit del gestore della rete quando si possa dimostrare che l'inosservanza dei valori

parametrici dovuta all'impianto di distribuzione domestico o alla sua manutenzione.

I metodi di analisi della qualit delle acque dovrebbero essere tali, secondo la nuova normativa, dagarantire risultati affidabili e comparabili. La novit della cosa non nella affermazione di

principio, bens nella quantificazione di ci che si intende per affidabilit e comparabilit. L'allegato

III del decreto legislativo difatti stabilisce, per un certo numero di parametri, le caratteristiche diesattezza in % del valore di parametro, precisione in % del valore di parametro, limite di rilevazionein % del valore di parametro che devono essere possedute dal metodo di analisi utilizzato 4. Vasottolineato che il decreto legislativo vieta che i controlli aziendali, o controlli interni 5, venganoeffettuati dal controllore pubblico (ASL), al quale sono riservati i controlli di garanzia (controlliesterni).Si noti che i controlli interni ed esterni intesi a garantire che le acque destinate al consumo umanosoddisfino, nei punti indicati nellart 5, comma 1 del decreto, i requisiti del decreto stesso, devonoessere effettuati:a) ai punti di prelievo delle acque superficiali e sotterranee da destinare al consumoumano;

b) agli impianti di adduzione, di accumulo e di potabilizzazione;c) alle reti di distribuzione;d) agli impianti di confezionamento di acqua in bottiglia o contenitori;e) sulle acque confezionate;f) sulle acque utilizzate nelle imprese alimentari;g) sulle acque fornite mediante cisterna, fissa o mobile.

Gli standard qualitativi indicati delle parti A e B dell'allegato I al d.lgsl 31/2001 rappresentanorequisiti minimi di qualit il cui superamento si ritiene automaticamente idoneo ad incidere sullasalute umana. Tuttavia, i provvedimenti che verranno adottati dall'autorit sanitaria (divietodell'uso, limitazione dell'uso, altri provvedimenti a tutela della salute umana) dovranno essereadottati tenendo conto dei rischi che sarebbero provocati da una interruzionedell'approvvigionamento idrico o da un uso limitato delle acque destinate al consumo umano.Rimane fermo l'obbligo di individuare la causa del superamento e di adottare i conseguenti

provvedimenti correttivi necessari per il ripristino della qualit dell'acqua distribuita. La novitconsiste nel fatto che ad un superamento non consegue direttamente la sospensionedell'approvvigionamento idrico, bens deve seguire una analisi comparata dei rischi derivanti dalle

4 L'esattezza la differenza tra il valore medio di un grande numero di misurazioni ripetute ed il valore di riferimento,cio l'errore sistematica. La precisione misura la dispersione dei risultati intorno alla media, che dipende solo da erroricasuali. Il limite di rilevabilit tre volte lo scarto tipo relativo all'interno di un lotto di un campione naturalecontenente una bassa concentrazione del parametro, oppure cinque volte lo scarto tipo relativo all'interno di un lotto diun bianco.5 Sono controlli interni i controlli che il gestore tenuto ad effettuare per la verifica della qualit dell'acqua destinata alconsumo umano. I punti di prelievo e la frequenza dei controlli interni possono essere concordati con l'azienda unitsanitaria locale


3


9/100

varie azioni possibili nell'immediato (sospensione dell'approvvigionamento, limitazioni dell'uso,ecc.). Anche un superamento dei valori dei parametri indicatori fissati nella parte C dell'allegato Icomporta un esame per stabilire se tale inosservanza costituisca un rischio per la salute umana; i

provvedimenti correttivi vanno presi obbligatoriamente solo ove essi siano necessari al fine di taletutela, ferma restando l'opportunit di prenderli comunque ove si debba rispettare un contratto di

servizio o si vogliano evitare le lamentele dei consumatori. In altre parole, il decreto legislativo nonfa una sostanziale differenza tra parametri che rappresentano standard qualitativi (parte A e B) e

parametri indicatori (parte C), differenza che invece pi marcata a livello della direttiva 6.I valori parametrici attualmente in vigore rendono ragione della scomparsa, rispetto alla precedentenormativa, di parametri ritenuti aspecifici e di scarso significato (cloroderivati totali, idrocarburi)sostituiti da parametri specifici (cloroformio, bromoformio, bromodiclorometano,dibromoclorometano, tetracloroetilene, tricloroetilene, benzene); della fissazione di limiti pirestrittivi per metalli oggi valutati pi tossici (piombo, nichel, arsenico) e dellintroduzione di nuovi

parametri (cloriti, bromati) 7.La revisione della precedente direttiva 80/778/CEE stata effettuata dalla Comunit "al fine diconcentrare l'intervento comunitario sull'osservanza di parametri essenziali di qualit e salute",tuttavia lasciando agli Stati membri la facolt di prevedere altri parametri qualora lo ritenganoopportuno. Gli Stati membri "devono fissare valori per altri parametri supplementari non compresinell'allegato I, qualora ci sia necessario per tutelare la salute umana nei loro territori" e in tal casoessi devono notificare tali norme alla Commissione. Comunque, i valori parametrici stabiliti nelladirettiva si basano sulle conoscenze scientifiche disponibili, tenendo conto del principio di

precauzione ed i valori sono stati scelti al fine di garantire che le acque destinate al consumo umano"possano essere consumate in condizioni di sicurezza nell'intero arco della vita"; essi rappresentano

pertanto un livello elevato di tutela della salute.

I laboratori di controllo delle aziende acquedottistiche determinano tuttora, a fini di controllo della purezza batteriologica, i coliformi fecali, ma il nuovo decreto legislativo prescrive propriamente ladeterminazione di Escherichia coli , specie tassonomica meglio definita e indicatore attendibile diinquinamento fecale. Prescrive inoltre la determinazione degli Enterococchi.Una buona caratterizzazione della qualit delle acque destinate al consumo umano richiede laconoscenza di altri parametri batteriologici, quali il conteggio delle colonie a 22C e dei battericoliformi a 37C, che il nuovo decreto inserisce tra i parametri indicatori di tipo C.Pi ampia la gamma di microrganismi batterici che deve essere determinata nelle acque messe invendita in bottiglie o in contenitori; si noti, a questo proposito, che il riferimento non alle acqueminerali naturali, che sono sottoposte a una diversa e separata normativa, bens alle acque potabiliconfezionate e alle altre tipologie di acque da tavola che seguono la normativa delle acque potabili.

Ma i parametri batteriologici non esauriscono la caratterizzazione biologica delle acque destinate alconsumo umano. Lart. 4 del decreto legislativo impone difatti che le acque destinate al consumoumano non devono contenere microrganismi e parassiti in quantit o concentrazioni tali dadeterminare un potenziale pericolo per la salute umana.Il campo che si apre con questa pur doverosa statuizione molto ampio ed appena sfiorato neldecreto legislativo. Converr citare innanzitutto i protozoi patogeni Giardia e Cryptosporidium , che

6 La differenza si riscontra a livello degli articoli 13 e 14.Le Regioni possono in certi casi (art. 13) stabilire deroghe (entro limiti fissati dal Ministero) per i valori diparametro fissati nella parte B dell'allegato 1 per un periodo non superiore a 3 anni, prorogabili per altri 3. Nonoccorre il concorso di un provvedimento ministeriale se l'inosservanza del valore di parametro trascurabile ese l'azione correttiva intrapresa risolve il problema entro 30 giorni.Nel caso di non conformit ai valori di parametro di cui alla parte C dell'allegato, il potere-dovere di intervento dell'autorit d'ambito (art.14). L'intervento obbligatorio solo se esso necessario per tutelare la salute umana.7 Si osservi quindi che la potabilit un concetto legale (rispondenza ai parametri dettati dalla legge), anche se lalegge si appoggia (non sempre) a dati tossicologici.


4


10/100

nella forma di oocisti sono resistenti ai comuni trattamenti di disinfezione: la loro eliminazionerichiede procedimenti di filtrazione assai accurati. Giardia e Cryptosporidium colpisconosoprattutto i bambini e pazienti immunocompromessi; questi microrganismi sono stati responsabilidi epidemie di notevole entit, di cui le pi note si sono manifestate negli USA e nel Regno Unito.Tra i nuovi agenti patogeni idrotrasmessi rientra anche Cyclospora cayetanensis ; molte tra le forme

nuove ed emergenti trovano ambiente adatto a replicarsi colonizzando le pellicole biologiche che siformano allinterno delle condotte idriche. N va trascurata la presenza di elminti, pi frequente diquanto non si creda (anche se, per le specie presenti alle nostre latitudini, non determinaconseguenze patologiche) a seguito dellaumentato impiego di acque grezze derivate da corsidacqua superficiali. Va detto comunque che stato importante aver inserito la determinazione di C.

perfringens , sia pure non in forma generalizzata, perch in relazione alla sua resistenza siaallambiente che ai trattamenti, un indicatore dellefficienza del trattamento nei confronti dimicrorganismi pi resistenti.

La frequenza dei controlli indicata nellallegato II al decreto legislativo ed aumenta in funzionedel volume dacqua distribuito o prodotto ogni giorno in una zona di approvvigionamento. Sono

prescritti due tipi di controllo: controllo routinario e controllo di verifica.Il controllo di routine si effettua su una selezionata serie di parametri 8 e mira a fornire ad intervalliregolari informazioni sulla qualit organolettica e microbiologica delle acque fornite per il consumoumano nonch informazioni sull'efficacia degli eventuali trattamenti dell'acqua potabile (in

particolare di disinfezione), per accertare se le acque destinate al consumo umano rispondano o noai pertinenti valori di parametro fissati dal decreto legislativo 31/2001.Il controllo di verifica mira a fornire le informazioni necessarie per accertare se tutti i valori di

parametro contenuti nel decreto sono rispettati. Tutti i parametri fissati sono soggetti a controllo diverifica, a meno che l'Azienda unit sanitaria locale competente al controllo non stabilisca che, perun periodo determinato, improbabile che un parametro si ritrovi in un dato approvvigionamentod'acqua in concentrazioni tali da far prevedere il rischio di un mancato rispetto del relativo valore di

parametro.

Le acque minerali naturali

Si considera acqua minerale naturale quella che viene offerta all'uso cos come scaturisce dallasorgente. La sua principale caratteristica la purezza originaria. Il carattere di acqua minerale

8 Vanno sottoposti a controllo di routine almeno i seguenti parametri:- Alluminio (Necessario solo se usato come flocculante o presente, in concentrazione significativa, nelle acqueutilizzate)- Ammonio

- Colore- Conduttivit- Clostridium perfringens (spore comprese) (Necessario solo se le acque provengono o sono influenzate da acquesuperficial)- Escherichia coli (E.coli)- Concentrazione ioni idrogeno- Ferro (Necessario solo se usato come flocculante o presente, in concentrazione significativa, nelle acque utilizzate)- Nitriti (Necessario solo se si utilizza la cloramina nel processo di disinfezione)- Odore- Pseudomonas aeruginosa (Necessario solo per le acque vendute in bottiglie o in contenitori.)- Sapore- Computo delle colonie a 22 C e 37 C (Necessario solo per le acque vendute in bottiglie o in contenitori.)- Batteri coliformi a 37 C- Torbidit- Disinfettante residuo (se impiegato)


5


11/100

naturale non si intende modificato dalle operazioni tecnologicamente indispensabili o riconosciuteutili, quali: captazione, canalizzazione, elevazione meccanica, approvvigionamento in vasca,degasazione, restituzione del gas della sorgente. Operazioni di filtrazione o decantazione sonoconsentite solo per separare componenti instabili, come i composti del ferro e dello zolfo. A questofine possibile anche un trattamento con ozono, che ha anche propriet disinfettanti; va tuttavia

rimarcato che l'acqua minerale naturale deve essere gi battericamente pura alla sorgente, cio prima del trattamento con ozono.E' ammesso aggiungere all'acqua della sorgente dell'anidride carbonica, cos da renderla frizzante e

pi gradita al palato.Il Decreto Legislativo 4 agosto 1999 detta le norme per l'utilizzazione e il commercio delle acqueminerali. Le analisi chimiche necessarie prima della commercializzazione riguardano parametrichimico-fisici, anioni, cationi e anche la tossicit di taluni degli elementi costitutivi dell'acquaminerale naturale.Si tenga presente che la disciplina delle acque minerali diversa e distinta da quella delle acque

potabili: in un'acqua minerale sono ammesse concentrazioni di boro e manganese che renderebberoinaccettabile un'acqua potabile distribuita in rete. La successiva norma sulle acque minerali naturali il decreto del Ministero della sanit datato 31 maggio 2001 e pubblicato in Gazzetta ufficiale n.147 del 27 giugno 2001, che fissa i valori massimi ammissibili per i parametri chimici delle acqueminerali, ma stata modificata dal citato decreto del Ministero della Salute datato 29 dicembre2003, pubblicato in Gazzetta Ufficiale del 31 dicembre 2003.Attualmente in vigore la direttiva 2009/54/CE, recepita con decreto legislativo 8 ottobre 2011, n.176.Per i contaminanti di origine antropica, la normativa stabilisce che nelle acque minerali naturali nondevono essere presenti le seguenti sostanze:

agenti tensioattivi oli minerali - idrocarburi disciolti o emulsionati benzene antiparassitari policlorobifenili altri composti organoalogenati, non compresi nelle due voci precedenti.

Anche per queste acque sono previsti controlli aziendali e controlli pubblici; i controlli aziendalisono molto frequenti, in quanto eventuali anomalie o contaminazioni possono determinare il ritirodal commercio di intere partite di acqua, con grande danno di immagine, e al limite il ritiro delleautorizzazioni


6


12/100


13/100

(analogico e digitale), che consenta la registrazione dei dati in relazione ad una scalatemporale, il loro scaricamento e la successiva elaborazione.Tale sistema di controllo degli scarichi industriali, associato ad un campionatoreautomatico refrigerato prescritto per il controllo qualitativo da parte dellente gestore,consente di monitorare le portate realmente immesse e verificare la rispondenza con

quanto dichiarato e con quanto prelevato dallacquedotto.

Fig. 1 Misuratore elettromagnetico di portata (a sinistra)e data-logger a due canali (a destra)

A tale proposito fondamentale verificare preliminarmente la corretta installazione dellostrumento (condotta a sezione piena, tratti rettilinei minimi, corretto collegamento deltrasmettitore, ecc.), al fine di poter acquisire dati attendibili per successive elaborazioni.Al termine del periodo di monitoraggio, possibile effettuare le seguenti analisi:- confronto dei volumi totalizzati con i valori dichiarati annualmente, al fine dievidenziare consumi di acqua ad uso accessorio (raffreddamento, lavaggio, ecc.) chespesso derivano da prelievo da pozzo privato, possono essere molto elevati e avere unandamento irregolare;- verifica della coerenza tra il periodo di funzionamento dei misuratori e quello diattivit dello scarico, connesso alla natura dellattivit produttiva; controllo degli orari difunzionamento delle pompe deputate allo scarico;

- correlazione tra eventuali situazioni di sofferenza e criticit idraulica della retefognaria che riceve lo scarico ed entit della portata istantanea scaricata e misurata.

3. Monitoraggio di punti interni della rete fognariaGli obiettivi del monitoraggio quantitativo dei punti interni alla rete fognaria possonoessere molteplici: indagini su infiltrazioni dacqua, raccolta dati per la calibraturaidraulica di modelli di funzionamento della rete o per la progettazione di bacini diaccumulo di acqua, registrazione dati su precipitazioni, taratura sistemi idrici e verificadei sistemi di fognatura, monitoraggio degli effluenti e dei flussi idrici trattati.Inoltre, disporre di un sistema di telecontrollo degli impianti di sollevamento urbani edextra-urbani indispensabile per una pi efficiente gestione della rete: esso permetteinfatti di conoscere la portata istantanea sollevata da ciascuna stazione, la quale quindirappresenta un punto in cui risulta pi facile la verifica dei flussi transitanti nella retefognaria.


8


14/100

Di seguito si riportano quindi i seguenti esempi:- monitoraggio delle portate transitanti, con sistema portatile;- monitoraggio delle portate sollevate dagli impianti di pompaggio.

3.1 Misure delle portate transitanti

Esistono strumenti di misura del livello e di velocit, che possono essere utilizzati perdeterminare la portata transitante in un certa tubazione. Le misure nei collettori difognatura possono riguardare:- misura del livello idrico;- misura della velocit;- misura della portata.Le prime due sono misure dirette ottenibili tramite strumenti, la terza una misuraindiretta ottenibile con il metodo della scala di deflusso, con una sezione di controllo ocon la misura della velocit e dellarea bagnata.

Fig 2 Misuratore di livello ad ultrasuoni (a sinistra) e idrostatico (al centro),misuratore di portata ad ultrasuoni (a destra).

La misura della velocit per giungere alla determinazione della portata transitante presuppone limmersione nel liquame del dispositivo, risultando quindi assai problematica, essendo soggetta a problemi di intasamento, specialmente nel caso di acquenere; affinch la misura sia affidabile, lo strumento necessita pertanto di una continuamanutenzione e di una validazione dei dati ottenuti.La misura di livello ad ultrasuoni si distingue in particolare per la sua precisione e la suastabilit nel tempo. Impurit come la schiuma o altre sostanze galleggianti sulla superficiedellacqua non influiscono sul risultato delle misure eseguite.La misura del livello idrostatico invece possibile anche in fluidi nei quali il segnaleultrasonico fortemente disturbato. Le fluttuazioni di pressione dellaria sonocompensate continuamente mediante la simultanea e costante rilevazione della pressioneatmosferica e idrostatica; luso di un filtro daria supplementare riduce ulteriormente glieventuali errori di misura.

3.2 Misure delle portate sollevateIl monitoraggio delle portate sollevate negli impianti di pompaggio si basa sulla possibilit di acquisire i valori tramite un sistema di telecontrollo.Si deve pertanto disporre di un sistema centrale, costituito da un server sul quale sonoinstallati software per la gestione del sistema integrato SCADA e della gestione della base dati dedicata.


9


15/100

necessario poi un sistema remoto, costituito da stazioni delocalizzate sul territorio incorrispondenza delle stazioni di sollevamento, che svolgono i seguenti compiti principali:controllo delle utenze, acquisizione dati dalle misure e dagli stati delle utenze locali,calcolo di portate ed altri eventuali grandezze (ad es. assorbimenti e consumi),generazione di allarmi, generazione di file storici di dati, allarmi ed eventi,

aggiornamento base dati di processo, aggiornamento base dati disponibile al sistema disupervisione SCADA centrale.La portata sollevata dalla stazione viene calcolata con un algoritmo basatosullandamento temporale del livello in vasca di aspirazione, il cui valore misurato dasensori posizionati allinterno della vasca stessa.Partendo da questi valori, possibile effettuare un controllo dei reali volumi annuiimmessi dalle reti dei comuni che convogliano le portate nere nella rete urbana mediante pompaggio, in modo da affinare i parametri utilizzati per il canone di gestione delservizio e poter effettuare un confronto con gli approvvigionamenti da acquedotto edindirizzare eventuali investimenti per la sistemazione della fognatura. Per quel cheriguarda gli impianti di sollevamento di acque meteoriche, il loro telecontrollorappresenta sicuramente un efficace sistema di monitoraggio delle portate scaricate neicorsi dacqua durante gli eventi di pioggia.

Fig 3 Esempio di un trend di portata istantanea sollevata da una stazione

4. Monitoraggio diffuso: portate parassite e scarichi anomaliQuesta tipologia di verifica prevede lesecuzione di unanalisi idraulica a scala di micro- bacini fognari finalizzata allindividuazione delle aree pi vulnerabili alle acque parassite,sia in termini di in-filtrazioni che di ex-filtrazioni.Lattivit da eseguirsi sulla base di una conoscenza di massima della rete fognaria, deisopralluoghi nelle camerette di ispezione interessate dalle installazioni e delleregistrazioni eseguite in continuo della portata reflua transitante nei collettori fognari.Tale attivit si concretizza in una mappatura dei livelli di infiltrazione da acque parassite

con cui lente gestore potr programmare una propria attivit di risanamento.Preliminarmente si procede alla dislocazione dei punti di misura, dettata dallageomorfologia della rete drenante, dalla presenza di impianti di sollevamento, dallo stato


10


16/100

delle condotte, dal grado di riempimento, dalla presenza di particolari tipologie di utenze,dalla presenza di immissioni esterne, dallubicazione del pozzetto, ecc.Successivamente si effettua lelaborazione di un diagramma di flusso per la definizionedella dipendenza idraulica tra i vari punti di misura.Individuati e verificati i micro-bacini fognari, perimetrati dai punti di misura, sui quali

applicare il monitoraggio delle acque parassite, si procede alla scelta della tipologia distrumentazione da utilizzare in funzione delle caratteristiche della rete fognaria (condottea pelo libero, condotte in pressione, tubi di diametro piccolo).

Fig 4 Distrettualizzazione dei bacini idrici (a sinistra) e andamento della portataregistrata (a destra)

Per il monitoraggio, essendo necessaria elevata precisione ed una facile e sicurainstallazione, si utilizza generalmente la strumentazioneareavelocity del tipo acorrelazione, che basa la determinazione della portata sulla misura della velocit delrefluo e sullintegrazione di questultima sullarea bagnata, a sua volta determinata sulla base della geometria della condotta ove la sonda installata e sulla misura del livelloidrico presente.Si procede quindi allapplicazione della metodologia del minimo di portata e/o del bilancio dei volumi alle misure di portata di ogni singolo distretto fognario.Si effettua quindi lanalisi del segnale registrato in ogni punto di misura nel periodo diriferimento (Fig. 4) e, ove possibile, la valutazione della scala delle portate; si procede al bilancio idrico per ogni micro-bacino fognario.Si arriva cos alla determinazione ed esame della curva differenziale di portata tra due o

pi punti di misura, per ogni tratto fognario sezionato sulla base del diagramma di flusso precedentemente individuato.In tal modo si riesce pertanto a valutare le portate anomale riscontrate in ogni trattofognario e la percentuale di incidenza delle portate parassite in tempo secco rispetto alla portata media in arrivo al depuratore.

5. ConclusioniLacquisizione di misure allinterno di una rete fognaria diventata una pratica sempre pi diffusa in quanto costituisce uno strumento di indiscutibile importanza per laconoscenza e quindi la gestione ottimale del sistema.Esistono attualmente diverse tecnologie che consentono di effettuare il controllo della

rete fognaria; in questo capitolo si riportato qualche esempio di verifica tra le piapplicate e di pi facile gestione e che consenta di restituire informazioni affidabili ed intempi relativamente brevi.


11


17/100


18/100


19/100

2

- collaudo funzionale dellimpianto;- tariffazione degli scarichi;- gestione ordinaria;- risoluzione di disfunzioni del processo.

Il Gestore di un impianto si trova pertanto a dover effettuare una serie di scelte, pervalutare, innanzitutto:- i parametri da misurare;- la frequenza di campionamento;- i punti di campionamento (anche in termini di fase del processo) tenendo conto

del costo delle analisi (reagenti e strutture) e del tempo di esecuzione (e quindi dellamanodopera impegnata).

I dati ottenuti devono fornire informazioni significativamente utili e facilmenteinterpretabili al fine di consentire la buona conduzione dellimpianto e, laddovenecessario, interventi mirati ed efficaci da parte del Gestore.Il campionamento costituisce la prima fase di ogni procedura analitica e pertanto deveessere eseguito in modo da non inficiare i risultati finali. Il campione deve essere prelevato con una frequenza adeguata per assicurare la rappresentativit dei parametrida rilevare, in funzione degli obiettivi da perseguire. Inoltre, la modalit con cui eseguito un campionamento dipende dai parametri che si vogliono determinare, dallavariabilit del campione e dalle informazioni che si desidera ricavarne. Infine, letecniche di prelievo, confezionamento, conservazione e manipolazione, devonoimpedire che avvengano modifiche delle componenti e dei parametri da determinare.

Considerata lestrema variabilit dei fattori che rendono peculiare ogni impianto didepurazione (potenzialit, caratteristiche del liquame influente, modalit di fornitura diaria, biomassa presente, ecc.) risulterebbero poco significative indicazioni generali circail monitoraggio da effettuare, in termini di frequenza di campionamento. La conoscenzadella situazione di un impianto (ivi compresa lefficienza delle singole fasi del processo) acquisibile solamente attraverso una campagna analitica capillare e approfondita. pertanto opportuno introdurre la definizione di due tipologie di monitoraggio, allequali fare riferimento:- monitoraggio routinario: effettuato nellambito della normale gestione

dellimpianto di depurazione;- monitoraggio intensivo o stagionale: limitato e determinato dalla necessit

specifica, a un periodo di tempo circoscritto (es.: 20 giorni) e, possibilmente, daripetersi con scadenze definite nel corso dellanno o annualmente.

Il concetto di monitoraggio routinario non necessita di chiarimenti; inveceopportuno illustrare il significato di monitoraggio intensivo.Ogni impianto di depurazione caratterizzato da una molteplicit di fattori (strutturali, processistici, connessi alla tipologia del liquame influente, alle condizioni climatico-ambientali, ecc.) e necessita di uno studio iniziale approfondito, volto alla conoscenza ealla definizione della situazione in atto. Lesame dei risultati ottenuti consente quindi algestore di definire in modo mirato i termini del monitoraggio routinario,concentrando lattenzione sui parametri rivelatisi pi significativi.


14


20/100

3

Il monitoraggio intensivo deve essere effettuato quotidianamente, per un periodoalmeno pari allet del fango, prelevando campioni medi rappresentativi del maggiorearco di tempo possibile (possibilmente di 24 ore); Tale operazione deve essere effettuataogniqualvolta intervengano variazioni a carico di fattori esterni, quali, ad esempio:

- lalternanza delle stagioni;- le variazioni della popolazione in seguito allafflusso turistico;- la periodicit dei cicli di produzione industriale e delle fasi di lavorazione in

agricoltura.

I periodi dellanno in cui devono essere effettuati i cicli di monitoraggio intensivovariano in funzione della situazione considerata e, comunque, devono comprenderenecessariamente le situazioni estreme (carico, temperatura, ecc.). E evidente cheleffettuazione regolare di tale campagna di analisi consente di scegliere di volta in voltai parametri da misurare, tralasciando quelli meno significativi: in taluni casi, addirittura, pu risultare superfluo ripetere il monitoraggio intensivo.

3. Criteri di elaborazione dei dati gestionali

In questo paragrafo vengono riportati i criteri generali in base ai quali possibileeffettuare unelaborazione dei dati gestionali relativi ad un impianto di depurazione alfine di determinarne lefficienza globale.La corretta elaborazione dei dati gestionali, naturalmente supportata dalla presenza diinformazioni attendibili, fornisce, ad esempio, unindicazione delleffettivo caricoinfluente allimpianto e delle reali rese dei singoli comparti. indispensabile procedere allelaborazione dei dati gestionali anche al fine di verificareil rispetto dei limiti normativi allo scarico (si consideri, ad esempio, il limite per lazotototale indicato nel Regolamento Regionale 3/2006 della Lombardia, che prevede ilcalcolo della media annuale).La corretta elaborazione dei dati provenienti dalla normale gestione dellimpianto inoltre fondamentale per lesecuzione di tutte le verifiche di funzionalit.La verifica in questione dovrebbe essere condotta periodicamente, durante la vitadellimpianto, anche per valutare nel tempo lefficienza delle diverse fasi di trattamento,ad esempio in seguito ad importanti variazioni nelle condizioni di funzionamento (adesempio le portate).Dapprima indispensabile reperire i dati gestionali ottenuti dalladozione di idonei piani di monitoraggio (vedi 2); successivamente necessario elaborare tutte le

informazioni (portate in ingresso, concentrazioni degli inquinanti nei diversi puntidellimpianto, concentrazioni di biomassa nel comparto biologico, ecc.) per calcolare irendimenti depurativi e quindi fornire un primo giudizio sulla efficienza dellimpianto.Per lelaborazione dei dati gestionali fondamentale definire un periodo di riferimento ,cio un intervallo di tempo nel quale le variabili prese in considerazione (ad esempio portata, concentrazione dei principali parametri inquinanti, parametri operativi, ecc.)non subiscano variazioni significative.

Calcolo della portataLa portata media giornaliera calcolata effettuando una media aritmetica (oconsiderando un valore statisticamente pi idoneo, come il 75 percentile o la mediana)

dei valori giornalieri di portata misurati in un periodo di riferimento.


15


21/100


22/100

5

- ogiornalier medioCarico : media aritmetica dei carichi giornalieri relativi al periodo diriferimento [kg/d], calcolato come riportato in seguito.

Calcolo dei carichiIl carico giornaliero (espresso in kg/d) definito come prodotto tra la concentrazionedel generico parametro X in un determinato giorno e la relativa portata giornaliera.

000.1d agiornalier

ogiornalier

QC Carico =

dove:

- agiornalier C : concentrazione del generico parametro X [mg/L];- d Q : portata media giornaliera [m3/d].

Nel caso in cui limpianto sia dotato di pi linee, il carico medio delle singole vasche diogni comparto va calcolato tenendo conto delle giuste proporzioni tra le portate diciascuna, cosicch il carico totale risulta:

=

=k

i

id iagiornalier ogiornalier

QC Carico

1

,,

000.1 dove:

- iagiornalier C , : concentrazione vasca i-esima [mg/L];- d Q : portata media giornaliera [m3/d].

Una volta ottenuti tutti i valori dei carichi per tutti i giorni di un periodo di riferimentosi pu calcolare il carico medio giornaliero riferito al periodo (espresso sempre in kg/d)eseguendo la media aritmetica dei carichi giornalieri (o, come nel caso della portata, unaelaborazione statistica che sia ritenuta pi significativa per la fattispecie) calcolati comesopra:

n

CaricoCarico

n

ii

ogiornalier medio

=

=1

dove:- iCarico : carico giornaliero i-esimo [kg/d];- n : numero di dati utilizzati.

A seconda dello scopo per cui viene eseguito il calcolo del carico medio giornaliero, glin giorni del periodo di riferimento possono essere selezionati eliminando, ad esempio,quelli relativi ai periodi piovosi ed ai periodi di funzionamento anomalo o comunquenon significativi.


17


23/100

6

Calcolo dei rendimenti di rimozioneUna volta determinati i carichi medi relativi ad un determinato periodo di riferimento, si pu calcolare il rendimento di rimozione per ciascun parametro.Il rendimento pu essere calcolato considerando lintera linea di trattamento

(rendimento globale), oppure facendo riferimento ad ogni singola fase.Il rendimento (in termini percentuali) si determina in base alla seguente espressione:

100

= IN

OUT IN

X

X X

dove: IN X : carico medio giornaliero in ingresso allimpianto (o alla fase di trattamento

considerata) relativo al parametro X [kg/d];

OUT X

: carico medio giornaliero in uscita dallimpianto (o alla fase ditrattamento considerata) relativo al parametro X [kg/d].

Per quanto riguarda lazoto, il calcolo del rendimento di rimozione deve tener conto ditutte le forme (azoto organico + azoto inorganico); qualora la linea di trattamento presenti una fase di nitrificazione e una di denitrificazione il rendimento dei singolitrattamenti pu essere calcolato tenendo conto dellazoto assimilato dalla biomassa che pu essere quantificato, in prima approssimazione, nel 5% del BOD abbattuto.

4. Definizione degli indici di funzionalit

Gli indici di funzionalit proposti nel presente lavoro si riferiscono ai seguenti aspetti:efficienza depurativa dellimpianto, gestione dei fanghi, consumi di energia, consumi direagenti e combustibile, costi.Per garantire una idonea attendibilit del risultato, necessario che i dati gestionaliutilizzati si riferiscano ad un periodo di riferimento rappresentativo delle condizionitipiche di funzionamento dellimpianto.Per pervenire alla valutazione della funzionalit di un impianto di depurazione viene proposto un metodo (il cui schema concettuale rappresentato nella Figura 1), basatosulla definizione di indicatori, dai quali si calcolano opportuni indici di efficienza che,insieme, concorrono appunto ad ottenere la valutazione finale.

Fig. 1 Schema concettuale del metodo per la valutazione della funzionalit degliimpianti di depurazione, mediante indici prestazionali.

INDICATORI

INDICI

VALUTAZIONE FINALE


18


24/100


25/100


26/100

Verifiche di funzionalita consolidate: fornitura di ossigeno,

idrodinamica e sedimentabilit

Maria Cristina Collivignarelli

Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura, DICAR, Facolt di Ingegneria,Universit degli Studi di Pavia, Via Ferrata 1, 27100 Pavia

e-mail: [email protected]

1.IntroduzioneGli strumenti utili per controllare le rese depurative degli impianti e, nellospecifico, per individuare eventuali malfunzionamenti sono le verifiche difunzionalit: tali verifiche prevedono leffettuazione di specifiche provesperimentali, direttamente sullimpianto o a scala di laboratorio, a seguito dellequali si pu ricorrere a modifiche impiantistico-gestionali che consentono spessoanche consistenti risparmi nei costi di investimento e/o di gestione.Lesperienza di ricerca condotta presso impianti sia trattamento acque reflue sia di potabilizzazione mostra come, attraverso una corretta gestione (monitoraggio,effettuazione di verifiche di funzionalit,..), sia possibile ottimizzare lutilizzodelle strutture esistenti garantendo la qualit delleffluente finale (nel caso diimpianti di trattamento) e dellacqua potabile (nel caso di impianti di potabilizzazione).

2.Capacit dei sistemi di fornitura dellossigeno

La determinazione della capacit di trasferimento dellossigeno da parte deisistemi di aerazione ha come obbiettivo la determinazione della costante ditrasferimento dellossigeno caratteristica del particolare sistema esaminato (vasca+ sistema di aerazione). In questo modo si pu calcolare la quantit di ossigenoche il sistema di aerazione effettivamente in grado di fornire nellunit di tempo.Questo valore va poi confrontato con il dato di targa della macchina e con il realefabbisogno della biomassa nelle diverse condizioni di carico influente, ditemperatura, ecc..Di seguito vengono esposte le metodologie sperimentali adottabili allo scopo, chesi distinguono, come noto, in due tipi, a seconda che prevedano di operare conacqua pulita (ad impianto, cio, fuori servizio) o con mixed-liquor (impianto infunzione).

2.1 Prova con acqua pulita (ad impianto fuori servizio)

La verifica della capacit di trasferimento dellossigeno da parte di un genericosistema di aerazione viene tradizionalmente effettuata con una metodica che

prevede luso di acqua pulita. Tale procedura (della quale esistono molte versioni


21


27/100

che si differenziano in alcuni dettagli) si spiega con la necessit di fornire un datodi targa che faccia riferimento a condizioni standard prefissate. Tali condizionistandard prevedono appunto:

uso di acqua pulita (priva, cio, o quantomeno molto povera dei pitradizionali interferenti tipo solidi sospesi, grassi, tensioattivi, ecc.);

temperatura di 20C; pressione di 760 mm Hg; concentrazione iniziale di ossigeno disciolto pari a zero.

Il test consiste essenzialmente in una riaerazione dellacqua nella quale preventivamente sia stata azzerata la concentrazione di ossigeno disciolto econsente, in pratica, la ricostruzione sperimentale della curva di aerazione la cuiespressione analitica la seguente:

dCdt

K (C C)La S=

dove:K La = coefficiente di trasferimento dellossigeno (h-1)C = concentrazione di ossigeno disciolto al generico istante t (mg/L)CS = concentrazione di saturazione dellossigeno disciolto nellacqua pulita(mg/L).Dai dati sperimentali raccolti si risale al valore di K La e da esso alla capacit diossigenazione del sistema.

2.2 Prove con mixed liquor (ad impianto funzionante)

Il metodo permette di ottenere la vera misura della capacit di trasferimento diossigeno tenendo conto direttamente: delle condizioni di temperatura del mixed-liquor; delle condizioni geometriche del bacino ossidativo; delle caratteristiche qualitative del liquido (concentrazione di SS,

contenuto di tensioattivi, di oli e grassi, salinit, ecc.).Rispetto alle procedure di prova su acqua pulita, il metodo in campo presentainoltre una serie di prerogative pratiche quali:

il risparmio di grossi volumi di acqua pulita; il risparmio di elevati quantitativi di deossigenante (solfito di sodio e

cobalto cloruro); la possibilit di operare la misura senza by-passare (sia purtemporaneamente) la portata di liquame affluente allossidazione(1);

(1) Anzich interrompere il deflusso del liquame durante la prova, esso viene lasciato normalmentefluire, sia nella fase di deossigenazione sia nella successiva fase di ossigenazione durante laquale si descrive la curva ossigeno disciolto/tempo che permette poi di ricavare i risultatidesiderati; tale variante comporta lintroduzione di un possibile elemento di turbativa, determinatadallapporto di ossigeno con il liquame e il ricircolo in ingresso e dal carico di ossigeno estrattoassieme al mixed-liquor in uscita. A questo proposito da sottolineare che pur essendo possibile

tenerne conto con semplici equazioni di bilancio stata fatta una stima che dimostra la praticaininfluenza del deflusso di portata durante la prova ai fini del risultato finale sul K la.


22


28/100

la possibilit (conseguente ai vantaggi precedenti) di ripetere la provamolte volte senza difficolt.

La misura della capacit di trasferimento di ossigeno pu essere condotta incondizioni dinamiche oppure in condizioni di regime.

2.2.1 Prova in condizioni dinamiche

Si ferma il sistema di aerazione lasciando deossigenare il mixed-liquor a spesedella respirazione del fango attivo; si calcola quindi la velocit di trasferimento diossigeno dalla curva di riossigenazione che si pu descrivere a partire dallarimessa in moto degli aeratori.Lequazione di bilancio dellossigeno disciolto durante la riossigenazione laseguente:

( )dC

dtK C' C r

La S= (*)

avendo trascurato il termine che tiene conto della (piccola) variazione dicontenuto di ossigeno dovuta al continuo fluire della portata (liquame + ricircoloin ingresso e mixed-liquor in uscita dal bacino).Il significato dei simboli il seguente:K La = coefficiente di trasferimento dellossigeno (h-1)C = concentrazione di ossigeno disciolto nel mixed-liquor (mg/L)C'S = concentrazione di ossigeno disciolto nel mixed-liquor alla saturazione

(mg/L)r = velocit di respirazione del fango (mg/L/h)

Durante il test, lossigeno disciolto aumenta fino a raggiungere un valoreasintotico C+. In tale condizioni si ha:

( )dCdt K C' C r La S+= = 0

da cui

( )r K C' CLa S += Inserendo nella (*) questa espressione di r si ottiene:

( )dCdt K C CLa+=

che, integrata tra gli estremi C(0) e C(t) corrispondenti al tempo t' =0 e t"=t, dlequazione di una retta:

( )( )

ln C C t

C C 0K t

+

+ La

=

Quindi, dai dati sperimentali, con una regressione lineare secondo il metodo deiminimi quadrati, si pu facilmente ricavare il valore del coefficiente di

trasferimento dellossigeno K La.


23


29/100

Valutato il K La possibile riportare il valore alle condizioni standard:

( ) ( )

( )K K

1,024La 20 C

La TT-20

= 1

(2)

da cui si pu determinare la capacit di trasferimento dell'ossigeno caratteristicadel sistema in esame (in condizioni standard) OCST, da confrontarsi con ilfabbisogno effettivo della biomassa (nelle diverse condizioni di carico) e con ildato di targa della macchina:OCST = (K la)20C . 9,08 . Vdove 9,08 mg/L la concentrazione di saturazione dell'ossigeno in acqua incondizioni standard e V il volume del reattore.

2.2.2 Prova in condizioni di regime

La misura della capacit di ossigenazione pu essere condotta anche in condizionidi regime: si lasciano cio inalterate le condizioni di funzionamento, limitando leosservazioni al contenuto di ossigeno disciolto C e rilevandocontemporaneamente la velocit di respirazione r.Il metodo si basa sulla seguente equazione valida in condizioni stazionarie (dC/dt= 0):

( )K C' C r 0La S = (3) Il termine K Lasi pu allora calcolare dalla relazione:

K r C' CLa S

=

in cuir = mg/L/h di ossigeno richiesto dalla respirazione della biomassaC'S = valore di saturazione (mg/L) nel mixed-liquor (con respirazione inibita:

ad esempio mediante cloruro di mercurio)C = media dei valori di ossigeno disciolto misurati in vasca durante la prova

(mg/L).Durante l'esecuzione di questo test vanno rilevati sistematicamente in una serie di punti della vasca di ossidazione numerosi valori di ossigeno disciolto a diverse profondit: ci allo scopo di ottenere concentrazioni di ossigeno il pi possibilerappresentative dell'intera situazione del bacino ossidativo.Contemporaneamente a questi rilievi, vengono effettuate misure di velocit direspirazione (Oxigen Uptake Rate).

(2) Il valore del coefficiente =K Lamixed liquor K Laacqua pulita

pu essere a sua volta determinato

sperimentalmente, oppure assunto, in prima approssimazione, uguale a 0,8. (3)

Avendo trascurato, nel bilancio dell'ossigeno, il carico entrante con il liquame influente e iricircoli e il carico uscente con leffluente.


24


30/100

Con questa procedura si ammette che la velocit di respirazione misurata e quellache effettivamente si verifica sul bacino ossidativo siano uguali. Numeroseesperienze hanno dimostrato che, nei campi di concentrazioni alle quali si opera,queste condizioni sono effettivamente verificate.

3.Comportamento idrodinamico dei bacini

Le verifiche del comportamento idrodinamico dei reattori hanno lobiettivo diindividuare eventuali scostamenti dalla configurazione prevista in sede progettuale, nonch di suggerire interventi correttivi/migliorativi, con la possibilit, peraltro di verificarne a posteriori lefficienza. Queste prove possonoinoltre essere condotte periodicamente, durante la vita dellimpianto, perverificare gli effetti dellinvecchiamento di strutture e macchinari e/o variazioninelle condizioni di funzionamento (es. portate).I parametri idrodinamici che hanno uninfluenza pi o meno rilevante sul processo in atto nel reattore o, pi in generale, sulle caratteristiche delleffluente,sono:

- la concentrazione degli inquinanti allinterno del reattore (quindi loschema di flusso4);

- il tempo di permanenza (e quindi lesistenza o meno di volumi morti);- gli eventuali by-pass di portata.

Una volta quantificati eventuali fenomeni anomali e ipotizzata una lorolocalizzazione, possibile mettere a punto accorgimenti in grado di attenuare oeliminare gli effetti negativi riscontrati. Chiaramente tali interventi sono diversi dacaso a caso, tuttavia, si tratta, in generale, di modifiche strutturali di scarsa entit(posizionamento di deflettori-deviatori di flusso, installazione di dispositivi dimiscelazione, riposizionamento dei flussi entranti-uscenti, riposizionamento didispositivi di aerazione, livellamento degli stramazzi di sfioro, ecc.) che spessorisultano molto efficaci.La verifica sperimentale del comportamento idrodinamico di un bacino vieneeffettuata secondo la tecnica di stimolo-risposta e si articola essenzialmente in duefasi: l'una (sperimentale, in campo) di raccolta dati e l'altra (teorica, atavolino) di elaborazione degli stessi. Durante la prima fase viene ricostruita lacurva di risposta del reattore in esame ad una perturbazione realizzata immettendoun tracciante (tale operazione deve essere effettuata in modo da non alterare ilregime idraulico del sistema). Nella fase successiva si individua un modello

teorico di funzionamento idrodinamico in grado di simulare quello rilevatosperimentalmente.Questa procedura di verifica, inizialmente applicata solo ad alcune fasi ditrattamento (vasca di ossidazione e sedimentatore finale), stata recentemente

4 Generalmente vengono assunti come casi limite di schema di flusso i due modelli ideali diflusso a pistone (Plug-Flow) e di miscelazione completa (Complete Mixing). Nel primo caso,la velocit del fluido uniforme in tutte le sezioni trasversali del reattore: ogni elemento di fluidoche entra nella vasca avanza senza interazioni con gli elementi entrati precedentemente osuccessivamente. Se allinterno del reattore in atto un processo depurativo, si verificher dunqueun gradiente di concentrazione della sostanza inquinante procedendo dalla sezione di ingressoverso luscita. Nel caso di miscelazione completa, invece, il contenuto del reattore

completamente omogeneo; le caratteristiche delleffluente sono identiche a quelle del fluido nellavasca. Per approfondimenti sugli aspetti teorici si rimanda alla bibliografia citata in calce.


25


31/100


32/100


33/100


34/100


35/100

se la campana della curva del flusso solido allargata, significa che ilfango mantiene le sue migliori caratteristiche di sedimentabilit per uncampo ampio di concentrazioni;

se la concentrazione di solidi sospesi nel mixed-liquor incorrispondenza dei valori pi elevati della curva di flusso solido, lasedimentazione avviene velocemente nella parte alta del sedimentatoregarantendo una buona chiarificazione delleffluente.

Fig. 4.2 - Individuazione del flusso limite FL.

Successivamente si pu procedere al calcolo della potenzialit massima delsedimentatore finale per verificarne leventuale sovraccarico.Si determina il flusso massimo Fmax come intercetta sullasse delle ordinate dellatangente alla curva del flusso solido nel punto di flesso (Fig. 4.3).


30


36/100


37/100


38/100


39/100

- il reale funzionamento dei manufatti partitori, anche al variare della portataglobale di alimentazione dellimpianto;

- la correttezza del profilo idraulico di progetto;- la correttezza dei range di velocit nei collegamenti idraulici;- lassenza di by-pass idrodinamici.

2.1 Corretta stima delle portate massime di tempo asciutto

La sottostima delle portate massime di tempo asciutto pu comportarelattivazione dello scaricatore di piena di testa in tempo secco e/o il non rispetto dellanormativa regionale sulle portate minime da convogliare alla depurazione in tempo dipioggia, con gravi ripercussioni dal punto di vista ambientale sui corpi idrici ricettori edal punto di vista legale.

Unindagine approfondita del territorio servito dallimpianto di depurazione, dellastruttura plano-altimetrica della rete fognaria e del livello della falda idrica la base peruna corretta stima delle portate di progetto.

In fase di progettazione, elementi quali la popolazione massima da servire, residentee fluttuante, lanalisi dei consumi idrici, la conoscenza delle attivit produttive e delleportate ad esse associate, la stima delle portate parassite sulla base delle caratteristichedella rete di fognatura e della sua interferenza con la falda idrica risultano parametrifondamentali per la corretta stima delle portate in afflusso allimpianto in tempo secco.

La corretta valutazione della portata massima di tempo asciutto necessita in sintesidella stima delle seguenti grandezze:

- popolazione massima annua servita (residente + fluttuante);- dotazione idrica del giorno di massimo consumo;- coefficiente di punta orario;- portate di punta delle acque reflue di origine produttiva;- portate parassite di infiltrazione esterna.

La sottostima di uno o pi di tali parametri pu comportare lattivazione delloscaricatore di piena di testa in tempo secco e/o il non rispetto della normativa regionale

sulle portate minime da convogliare alla depurazione in tempo di pioggia.In fase di verifica della funzionalit idraulica di un impianto, occorre innanzituttoeffettuare unaccurata analisi delle portate in afflusso allimpianto con la rilevazionedelle portate per lassi di tempo sufficientemente lunghi (possibilmente un anno) e conadeguata discretizzazione temporale (possibilmente oraria).Tale analisi consente di individuare, e in qualche modo di quantificare, la presenza,lentit e la variabilit stagionale delle portate parassite di infiltrazione esterna(mediante lanalisi delle portate minime notturne), la variabilit stagionale della portatamassima di acque reflue di tempo asciutto e la sua variabilit nellarco della giornata.Lanalisi richiede la conoscenza di dati pluviometrici relativi al bacino servito dalla retedi drenaggio afferente allimpianto, la conoscenza del tempo di corrivazione del bacinodrenato e informazioni su eventuali strutture di laminazione e/o di accumulo di acque diprima pioggia presenti nel sistema di drenaggio.Se da tale analisi emergono significative discordanze rispetto ai dati di progetto, moltoopportuno aggiornare la conoscenza sullevoluzione del bacino servito, della rete didrenaggio e dei consumi idrici.

2.2 Corretto posizionamento e dimensionamento dello scaricatore di piena in testa allimpianto

Il corretto posizionamento e dimensionamento dello scaricatore di piena in testaallimpianto sono elementi indispensabili non solo per limitare il carico inquinanteaddotto allo scarico ma anche per il rispetto delle normative regionali.

Infatti si pu evidenziare che:


34


40/100

- un posizionamento non corretto pu comportare, in tempo di pioggia, nel caso di picollettori in arrivo indipendenti, linvio al trattamento delle acque in afflusso menoinquinate, anzich di quelle pi inquinate;

- un dimensionamento non corretto pu comportare, in tempo di pioggia, lattivazionedello scarico per portate in afflusso inferiori al valore minimo consentito dalla

normativa regionale e dalla concessione provinciale;- una progettazione attenta pu consentire di evitare/limitare lo scarico nel ricettore di

sostanze grossolane galleggianti trasportate dalla corrente in arrivo.

2.3 Corretto profilo idraulico e corretti range di velocit nei collegamenti idraulici

Negli impianti di trattamento essenziale un corretto profilo idraulico che richiedeunaccurata valutazione delle perdite di carico, sia continue nei collegamenti idraulicifra i manufatti, sia localizzate nei molteplici manufatti presenti:- uneventuale sottostima di tali perdite di carico costringe il Gestore a ridurre la

portata massima inviata al trattamento, rispetto alle previsioni di progetto, con iconseguenti problemi legali e di danno ambientale;

-

una sovrastima prudenziale aumenta inutilmente i costi energetici poich lepompe di sollevamento lavorano con una prevalenza maggiore di quella necessaria.Il rilievo e lanalisi del reale profilo idraulico, associati alla conoscenza delle reali

portate transitanti, consente una taratura delle formule di stima delle perdite di caricocontinue e localizzate utilizzate in sede di progetto, ma anche di individuare, adesempio, perdite di carico continue anormalmente elevate (sintomo di condotteincrostate o parzialmente ostruite).

La verifica del profilo idraulico esistente consente di definire la portata massimaidraulicamente trattabile.

La mancata valutazione dei corretti range di velocit da mantenere nei collegamentiidraulici fra i manufatti pu comportare la formazione di depositi in grado di ridurre laportata trattabile.La conoscenza dellimpianto reale con la variabilit reale delle portate convogliate altrattamento consente di accertare se i range di velocit sono accettabili.

2.4 Manufatti partitori

Quasi tutti gli impianti di trattamento, esclusi quelli di modestissima entit, sonostrutturati su pi linee che, in taluni casi (impianti frutto di ampliamenti successivi),hanno anche potenzialit differenti.

La portata massima inviata al trattamento biologico normalmente minore di quellamassima sottoposta ai trattamenti primari.

La ripartizione della portata trattata fra le varie linee e la ripartizione fra portataconvogliata al trattamento biologico e portata sfiorata dopo il trattamento primario affidata ad appositi manufatti idraulici. La corretta progettazione di tali manufatti e laverifica del loro reale funzionamento idraulico di fondamentale importanza:- un funzionamento non conforme del manufatto di ripartizione fra le varie linee

induce sovraccarichi di alcune linee e sotto utilizzazione di altre, riducendo di fattola potenzialit di trattamento complessiva dellimpianto;

- un funzionamento non conforme del manufatto di ripartizione fra portata sfioratadopo i primari e portata convogliata al biologico pu generare malfunzionamento deisedimentatori finali per eccesso di portata o problemi legali per trattamentocompleto di portate insufficienti rispetto a quanto autorizzato.

I manufatti di ripartizione fra portata sfiorata dopo i primari e portata convogliata albiologico sono manufatti che devono limitare ad un valore massimo predefinito laportata convogliata al biologico al variare della portata in arrivo al manufatto e quindidevono essere sostanzialmente diversi dai manufatti di ripartizione della portata trattatafra le varie linee che invece devono effettuare sempre la medesima ripartizione alvariare della portata in arrivo al manufatto. Nel secondo caso occorre operare con luci


35


41/100

tutte a stramazzo (con la medesima quota di sfioro) o tutte a battente con la stessa quotadel baricentro della luce); inoltre indispensabile evitare flussi preferenziali.La verifica del reale funzionamento idraulico di tali manufatti richiede lacquisizione didati di portata sulle varie linee di trattamento. Da tali verifiche pu emergere lanecessit di apportare modifiche ai manufatti.

2.5 Verifiche idrodinamicheParticolarmente importante un corretto dimensionamento idraulico dei comparti di

nitrificazione, denitrificazione e sedimentazione finale teso alla minimizzazione divolumi morti e di flussi preferenziali in grado di ridurre, in maniera anche consistente,lefficienza dei vari comparti. A tale scopo importante il corretto posizionamento eorientamento dei dispositivi di agitazione/miscelazione nei comparti biologici e lapresenza di adeguati deflettori e lame di stramazzo in perfetta quota nei comparti disedimentazione.

Le verifiche idrodinamiche hanno la funzione di evidenziare, su impianti esistenti, lapresenza eventuale di volumi morti e di flussi preferenziali e di quantificarne la loroentit.

3. Esempi di problematiche derivanti da disfunzioni idrauliche emerse dallanalisiidraulica di impianti esistenti

Si riportano qui di seguito alcuni esempi di problematiche derivanti da disfunzioniidrauliche emerse dallanalisi idraulica di impianti esistenti:

- errata stima della portata di progetto

Il carico idraulico massimo di progetto stato quantificato in 66.000 m 3 /d per unapopolazione equivalente totale massima, nel periodo estivo, pari a 330.000 abitanti.La portata massima in arrivo allimpianto si attesta per lunghi periodi su valori prossimia 120.000 m 3 /d.Ci appare imputabile a vari fattori: sottostima delle dotazioni idriche; sottostima deicoefficienti di punta giornalieri; assenza di stima delle portate parassite, sicuramenterilevanti in un sistema fognario avente uno sviluppo di decine di chilometri e, per granparte del suo tracciato, parzialmente o totalmente immerso in falda.

020.00040.000

60.00080.000

100.000120.000140.000160.000180.000

0 1 / 0 1 / 2 0 0 9

1 5 / 0 1 / 2 0 0 9

2 9 / 0 1 / 2 0 0 9

1 2 / 0 2 / 2 0 0 9

2 6 / 0 2 / 2 0 0 9

1 2 / 0 3 / 2 0 0 9

2 6 / 0 3 / 2 0 0 9

0 9 / 0 4 / 2 0 0 9

2 3 / 0 4 / 2 0 0 9

0 7 / 0 5 / 2 0 0 9

2 1 / 0 5 / 2 0 0 9

0 4 / 0 6 / 2 0 0 9

1 8 / 0 6 / 2 0 0 9

0 2 / 0 7 / 2 0 0 9

1 6 / 0 7 / 2 0 0 9

3 0 / 0 7 / 2 0 0 9

1 3 / 0 8 / 2 0 0 9

2 7 / 0 8 / 2 0 0 9

1 0 / 0 9 / 2 0 0 9

2 4 / 0 9 / 2 0 0 9

0 8 / 1 0 / 2 0 0 9

2 2 / 1 0 / 2 0 0 9

0 5 / 1 1 / 2 0 0 9

1 9 / 1 1 / 2 0 0 9

0 3 / 1 2 / 2 0 0 9

1 7 / 1 2 / 2 0 0 9

3 1 / 1 2 / 2 0 0 9

Tempo [d]

Q [ m 3 / d ]

Q trattata Q in arrivo all'impianto


36


42/100

- Errato posizionamento dello scaricatore di piena in testa allimpianto

Come si evince dallo schema, la localizzazione dello scaricatore comporta che intempo di pioggia vengano scaricati, parzialmente o totalmente (in funzione delle portatein arrivo dal collettore nord) i liquami provenienti dal collettore est e inviati alladepurazione essenzialmente i liquami provenienti dal collettore nord. La problematica di grande rilevanza tenuto conto che, non solo non avviene una miscelazione deiliquami in corrispondenza del sollevamento, ma vengono scaricati nel corpo idricoricettore i liquami con i carichi inquinanti maggiori (quelli convogliati dal collettoreEST).

- Collegamenti idraulici sovradimensionati

Sempre nel medesimo impianto, si operata una sovrastima prudenziale neicollegamenti idraulici tra le sezioni di dissabbiatura e sedimentazione primaria; cicomporta la formazione di depositi anche consistenti in grado di ridurre anchefortemente la portata transitabile. Infatti le basse velocit determinano la sedimentazionedi parte delle sabbie non catturate dalla fase di dissabbiatura e di parte dei solidi sospesisedimentabili, comportando la formazione di depositi persistenti e la contemporaneariduzione della sezione utile di passaggio per il liquame.

Una sovrastima prudenziale nei collegamenti idraulici tra le sezioni disedimentazione finale e filtrazione comporta la sedimentazione di una frazione dei

solidi sospesi totali nei periodi caratterizzati da minor portata e conseguentemente minorvelocit. Tali depositi vengono ripresi in sospensione in concomitanza di portate elevatee determinano un forte sovraccarico nella sezione di filtrazione.


37


43/100

- Manufatti partitori mal progettati/eseguiti

Asimmetrie presenti nel sistema di ripartizione del fango e del mixed liquor di ricircolonellimpianto di depurazione di Mortara comportavano che in un bacino di ossidazioneveniva ricircolato il 60% del totale e nellaltro il 40%, in luogo del 50% richiesto suciascuna linea essendo le due linee identiche.Il semplice inserimento di una lama centrale nellultimo tratto del canale di ricircolo, nelquale la corrente veloce, ha consentito di eliminare tale grave inconveniente(cfr. figura).

4. Conclusioni

In considerazione dei numerosi risvolti ambientali, funzionali e processistici legatiallanalisi degli aspetti idraulici si pu quindi concludere che il corretto funzionamentodi un impianto di depurazione non pu prescindere da unadeguata funzionalitidraulica.

Lanalisi delle portate in afflusso allimpianto con la rilevazione delle portate perlassi di tempo sufficientemente lunghi consente di individuare anche la presenza di

problemi nel sistema di drenaggio afferente: ingresso di portate parassite di infiltrazioneesterna di entit anomala.


38


44/100

Lanalisi delle portate in afflusso allimpianto inoltre condizione indispensabile perla quantificazione dei carichi inquinanti in ingresso.

La verifica del profilo idraulico esistente consente di definire la portata massimaidraulicamente trattabile.

Lanalisi idraulica consente di individuare la presenza di manufatti partitori o dicollegamenti idraulici fra i manufatti mal progettati o mal eseguiti.

Le verifiche idrodinamiche consentono di evidenziare la presenza eventuale nei varibacini di volumi morti e di flussi preferenziali e di quantificarne la loro entit.

Lanalisi della funzionalit del processo depurativo e della funzionalit idraulicasono quindi elementi fortemente correlati.


39


45/100


46/100

Verifiche sulla disidratazione dei fanghi

Matteo Papa

Dipartimento di Ingegneria Civile, Architettura, Territorio, Ambiente e MatematicaUniversit degli Studi di Bresciatel.: 030 371.1323

E-mail: [email protected]

RiassuntoUna delle problematiche attuali pi importanti nella conduzione di un impianto di depurazione diacque di scarico urbane rappresentata dalla gestione dei fanghi. Tra i trattamenti previsti, ladisidratazione costituisce una fase determinante, essendo finalizzata alla riduzione del volume delfango (attraverso lestrazione dellacqua) e di conseguenza del costo delle successive operazioni ditrattamento/recupero e smaltimento. In questo lavoro viene presentata una metodologiasperimentale di verifica tecnico-economica delle prestazioni di macchine per la disidratazione delfango. Per esemplificare lapplicazione di tale procedura, vengono riportati i risultati di unconfronto effettuato tra macchine centrifughe a scala industriale di alcune tra le principali aziende produttrici oggi operanti sul mercato, analizzando le prestazioni in termini sia di efficienza che dicosti di trattamento.

1. IntroduzioneUna delle problematiche attuali pi importanti nella conduzione di un impianto di depurazione diacque di scarico urbane rappresentata dalla gestione dei fanghi di depurazione; la loro produzione,infatti, andata incrementando sempre pi negli ultimi anni, a causa soprattutto del maggior

quantitativo di acque reflue collettate in fognatura e trattate negli impianti, ma anche comeconseguenza di leggi sempre pi severe sulla protezione ambientale, che richiedono un maggiore e pi efficace impegno nel trattamento degli scarichi (Kouloumbos et al., 2008).Il trattamento e lo smaltimento dei fanghi, nonostante il loro ridotto volume, comporta costi diinvestimento e di gestione molto alti; questi ultimi possono incidere per una frazione anche moltorilevante sul totale di un depuratore (Mininni et al., 2001).Tra i trattamenti previsti, la disidratazione costituisce una fase determinante, essendo finalizzata allariduzione del volume del fango (attraverso lestrazione dellacqua) e di conseguenza del costo dellesuccessive operazioni di trattamento/recupero e smaltimento (Yu et al., 2008).Per queste ragioni, un processo efficiente e affidabile un obiettivo chiave da perseguire; una scarsaefficacia della disidratazione finale rappresenta, viceversa, un collo di bottiglia per lintero

impianto. Inoltre, un fango poco disidratato pone problemi per il trasporto e il recupero osmaltimento finale.Le verifiche consolidate riguardanti la disidratazione dei fanghi consistono essenzialmente in analisia scala di laboratorio: si possono citare, tra le altre, la misura del tempo di suzione capillare e laresistenza specifica alla filtrazione, che forniscono informazioni utili, ma molto specifiche e chenon trovano unimmediata applicazione dal punto di vista pratico.A scala reale, invece, lefficienza di un sistema di disidratazione meccanica si valuta, in genere,misurando la concentrazione di secco raggiunta nel fango disidratato, in relazione al dosaggio (ecosto) del condizionante. Per una valutazione pi completa necessario, per, un approcciointegrato, che vada a considerare un bilancio di massa globale dei solidi (considerando anche lecaratteristiche del surnatante) e tutti i diversi parametri di processo (non solo, cio, il dosaggio delcondizionante). In questo modo possibile determinare il costo totale di trattamento, non relativo alsolo smaltimento finale del fango disidratato, ma a tutte le voci di costo del processo; solo in questo


41


47/100

modo si pu pervenire ad una valutazione completa delle prestazioni sia tecniche che economichedei sistemi di disidratazione.Lobiettivo della verifica proposta in questo lavoro quello di confrontare sistemi di trattamentoalternativi e/o valutare lopportunit di sostituire o sottoporre ad intereventi di manutenzionestraordinaria una macchina gi in uso presso un impianto. La verifica basata su una significativa

fase sperimentale, cui segue il calcolo, tramite opportune elaborazioni standardizzate, delle rese didisidratazione e dei costi complessivi di trattamento.In questa relazione viene esemplificata lapplicazione della metodologia di verifica riportando irisultati di un confronto tra sistemi di centrifugazione a scala reale (installate su unit mobili) dialcune tra le principali aziende produttrici oggi operanti sul mercato, ed stato svolto analizzando le prestazioni in termini sia di efficienza di disidratazione che di costi complessivi di trattamento.

2. Materiali e MetodiLe modalit operative di svolgimento della verifica prevedono limpiego di macchine per ladisidratazione del fango, che possono essere quelle gi installate presso limpianto oppure unitmobili, ma comunque di taglia industriale; su tali apparecchiature vengono condotti alcuni test didisidratazione del fango, che devono essere rappresentativi delle normali condizioni difunzionamento dellimpianto in esame. Durante tali prove, vengono rilevati diversi parametri(analitici, di processo e tecnico-operativi) che sono utili alla corretta definizione delle prestazioni edei costi associati ad ogni macchina oggetto di indagine.Le prove si sono articolate in modo che, in una prima sessione, le centrifughe potessero lavorarenelle condizioni ottimali scelte dalloperatore della macchina, mentre nella seconda sessione lecentrifughe hanno funzionato nelle medesime condizioni operative: in particolare, stato postocome vincolo lutilizzo dello stesso polielettrolita (per tipo e concentrazione) impiegato dallecentrifughe fisse installate in impianto. Nel seguito, tali condizioni verranno definite diriferimento.Ogni prova ha avuto una durata pari a circa tre ore: la prima ora per il set-up iniziale, durante laquale loperatore ha ricercato la miglior regolazione della macchina, portando la centrifuga aregime, dopodich iniziava la prova vera e propria (due ore circa di funzionamento a regime).Durante ciascuna prova sono stati eseguiti mediamente tre campionamenti istantanei, distribuitilungo tutto larco di durata della prova: venivano prelevati campioni del fango in ingresso allecentrifughe, di fango disidratato in uscita e del centrato da ricircolare poi in testa allimpianto. Ilmodello analitico adottato ha previsto la misura dei seguenti parametri chimico-fisici:

fanghi (IN e OUT): solidi totali; solidi volatili;

centrato (sia sul campione tal quale che su quello filtrato):

solidi totali; COD; azoto totale.

Sono stati rilevati, inoltre, parametri tecnico-operativi, quali: il consumo di acqua rete (attraversocontatori appositamente installati); il consumo di energia elettrica, il numero di giri e la velocitdifferenziale tamburo-coclea della centrifuga, la portata di fango trattata e il dosaggio del polielettrolita (rilevabili dal pannello di controllo di ciascuna macchina). Per questultimo aspetto,vista la sua rilevanza, si fatto in modo che lemulsione di polielettrolita venisse prelevata dafustini sigillati direttamente forniti dai produttori; il quantitativo effettivamente utilizzato in ogni prova veniva misurato mediante pesatura.

3. RisultatiLa metodologia proposta prevede tre distinti livelli di elaborazione dei dati.i. Determinazione dellefficienza del trattamento.


42


48/100


49/100


50/100

Vengono, infine, calcolati i costi medi totali: si osserva che le tre macchi

Impianti di trattamento delle acque: verifiche di collaudo

Documents

Transcript of Impianti di trattamento delle acque: verifiche di collaudo