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Esempio di calcolo Impianto per servizi igienico sanitari di attivita produttive

Esempio di calcolo e dimensionamento di un medio-piccolo Impianto di depurazione prefabbricato per acque di scarico dei servizi igienico-sanitari di gruppo capannoni di attività produttive industriali.

Dati preliminari (forniti dal committente)

- Tipo di insediamento:

n.20 capannoni industriali

- Tipo di reflui da trattare: liquami dei servizi igienico-sanitari
- Utenti allo scarico:

-n. 180 operai, presenza 8-9 ore/giorno, con uso di doccia
-n. 300 operai, presenza 8-9 ore/giorno, senza uso di doccia
-n. 110 impiegati, presenza 8-9 ore/giorno, senza uso di
doccia

- Valori inquinanti del liquame:

Il committente ha fatto eseguire analisi chimiche di laboratorio nelle quali
sono stati rilevati i valori del BOD5 (315 mg/lt), PH (7,4), Azoto Ammoniacale (100 mg/lt), Fosforo totale (13 mg/lt)

- Recapito finale del depurato: fosso consortile
- Limiti di depurazione richiesti: Tab.3 – scarico in acque superficiali – dell’Allegato 5 – Decreto Leg.vo 152 del 03.04.2006

Dati di progetto

- Utenti e dotazione idrica allo scarico:

- n.180 operai x 130 lt/giorno = 23400 lt/giorno
- n.300 operai x 60 lt/giorno = 18000 lt/giorno
- n.110 impiegati x 60 lt/giorno = 6600 lt/giorno

Portata totale QT:

48,00 mc/giorno

Portata media oraria Qm:

(QT: 9 ore) = 5,33 mc/ora

Portata punta oraria Qp:

(3 x Qm) = circa 16,00 mc/ora

BOD5 totale:

15,12 Kg BOD5/giorno

Note ed osservazioni: premesso che nessuna fabbrica ha le cucine interne (in quanto i pasti-mensa arrivano già confezionati da aziende di ristorazione esterne), esaminati i dati di progetto, al fine di rendere un refluo depurato avente caratteristiche qualitative entro i limiti legislativi richiesti, il ciclo epurativo (e quindi l’Impianto di depurazione stesso) sarà composto dalle seguenti fasi:

- Grigliatura
- Sollevamento liquami (in quanto la quota di in grezzo al depuratore è di – 2,10 mt rispetto il piano di campagna)
- Sedimentazione primaria
- Denitrificazione
- Depurazione biologica (aerazione e sedimentazione finale)
- Defosfatazione
- Disinfezione

1) Grigliatura e sollevamento liquami

I liquami in arrivo accederanno nella prima vasca, nella quale è collocata una griglia a cestello, a pulizia manuale, avente dimensioni cm 90x70 e spaziatura tra le barre cm 2.
Nella stessa vasca verranno installate n.2 elettropompe sommergibili.
La volumetria utile della vasca (ossia quella derivante dalla colonna d’acqua compresa tra il fondo della vasca e il livello di avvio funzionamento pompe) dovrà essere tale da azionare la pompa ogni 30 minuti riferiti alla portata di punta oraria, ossia Qp x 0,5 ore = mc 8,00.
Viene scelta una vasca, a pianta rettangolare, avente dimensioni ingombro cm 220x300 h 215, e volume utile mc 8,00.
Le elettropompe sommergibili dovranno avere una portata uguale alla portata Qp.
Vengono scelte n.2 elettropompe per liquami fognari, aventi girante arretrata vortex del tipo Zenit-Draga DGO 100/2, aventi potenza motore kw 0,88 e portata 18 mc/ora.

2) Sedimentazione primaria

Per chiarificare il liquame senza il rischio che le condizioni anaerobiche possono dare corso a fenomeni di putrefazione dello stesso, la vasca di sedimentazione primaria dovrà avere un volume tale da permettere al liquame un tempo breve di ritenzione (vedi pag. 10), per cui il volume utile sarà il seguente: Qm x 2 ore = 10,66 mc.
Viene scelta una vasca, a pianta quadrata, avente dimensioni ingombro cm 230x230 h 300, avente volume utile mc 10,70.

3) Denitrificazione

L’ Azoto ammoniacale da denitrificare sarà di 0,10 kg N/mc x QT = 4,80 kg N/giorno.
Assunto prudenzialmente un valore di circa 4,00 mc per ogni kg N/giorno, risulta che il volume utile di vasca dovrà essere: mc 4,00 x 4,80 kg N/giorno = 19,20 mc.
Viene scelta una vasca, a pianta rettangolare, avente dimensioni ingombro cm 225x500 h 270 e volume utile mc 19,00.
La vasca sarà attrezzata di un elettromiscelatore sommerso, del tipo Rotomec-Ecomix-E4 – giri 960 – potenza motore kw 1,5.

4) Aerazione
In suddetta vasca è condizione essenziale che il valore del carico volumetrico Cv non sia superiore a 0,50 kg BOD5/mc.
Premesso che il valore del BOD5/giorno refluo dalla vasca di sedimentazione primaria teoricamente dovrebbe risultare ridotto di almeno il 10% rispetto il valore del BOD5/giorno iniziale, il valore del BOD5/giorno da considerare nella fase di aerazione dovrebbe essere:
15,12 kg BOD5/giorno x 9/10 = 13,61 kg BOD5/giorno.

Assunto prudenzialmente però un valore BOD5 pari a 15 kg/giorno, ed un carico volumetrico Cv di 0,35 kg BOD5/mc, consegue che il volume richiesto per l’aerazione dovrà essere il seguente:
15 kg BOD5/giorno: 0,35 kg BOD5/mc = 42,86 mc

Vengono scelte due vasche di aerazione, a pianta rettangolare, aventi ognuna dimensioni cm 225x500 h 320 e volume utile (complessiva di entrambi) 44,00 mc.

Il fabbisogno di ossigeno necessario al processo sarebbe di:
15 kg BOD5/giorno x 2,2 (Oc-Load) = 33 kg 02/giorno
Calcolando però inoltre un’altra quantità aggiuntiva (25%) per la nitrificazione, il fabbisogno totale di ossigeno da introdurre nelle vasche di aerazione sarà di:
33,00 kg 02 + (33,00 kg 02 x 0,25) = circa 42 kg 02/giorno

La fornitura di ossigeno verrà effettuata da due aeratori sommergibili, ognuno inserito al centro di ogni vasca.
Considerando un tempo di funzionamento degli aeratori di 22 ore/giorno (ossia 2 ore/giorno di non funzionamento, per permettere riposo al motore), consegue che la fornitura oraria di ossigeno sarà di:
42 kg 02/giorno: 22 ore = 1,91 kg 02/ora

Per la fornitura di ossigeno vengono scelti due elettroaeratori del tipo Simair-K2, aventi potenza motore kw 1,50, capaci di fornire 1,95 kg 02/ora.

5) Sedimentazione finale

Il tempo di ritenzione dei liquami nella vasca di sedimentazione finale deve essere di almeno 2 volte la portata Qp.
La volumetria minima della vasca di sedimentazione finale dovrà quindi essere di:

16 mc/ora x 2 ore = 32 mc.

Vengono scelte due vasche di sedimentazione, a pianta rettangolare, aventi ognuna dimensioni ingombro cm 225x500 h 270 e volume utile (complessivo di entrambi) 34 mc.

Le vasche hanno le pareti di fondo tronco-coniche (effetto imbuto) per accumulare i fanghi attivi decantati nella zona centrale del fondo delle vasche stesse.

I tempi di ritenzione del liquame (per la separazione acqua-fango attivo) saranno di ore 6.22’ durante la portata Qm, per ridursi a ore 2.08’ durante la portata Qp.

Premesso che l’area superficiale As delle vasche scelte è di mq 18, il carico del fango Cs sarà di: (Qp 16 mc/ora x Cs 4 kg SS/mc): As 18 mq = 3,56 kg SS/mq/ora.

La velocità ascensionale risulterà quindi di: Qm 5,33 mc/ora: As 18 mq = 0,30 mt/ora
La portata allo stramazzo risulterà quindi di: (Qp x 24 ore): As = 21,33 mc/mt per giorno

Il ricircolo dei fanghi sarà del 100%, riferito alla QT; a tal scopo vengono scelte n.2 elettropompe del tipo Zenit-Draga DGO 75, aventi potenza motore kw 0,55, con portata regolata da saracinesca, e mandata programmata in automatico affinché nell’arco delle 24 ore giornaliere vi siano 15 scambi alternati (ognuno dei quali corrisponde a 8 minuti di funzionamento e 88 minuti di riposo); ad ogni scambio, il funzionamento di 8 minuti delle pompe comporterà una portata di ricircolo fanghi pari a 3,20 mc (ossia 6,67 litri/secondo).

6) Defosfatazione

Il valore del Fosforo totale è stato rilevato 13 mg/litro; per il suo abbattimento percentuale dovrà essere impiegato un reagente (cloruro ferrico) da immettere direttamente nelle vasche di aerazione, tramite centralina automatica di dosaggio, costituita da pompa dosatrice elettronica avente potenza motore kw 0,18 e serbatoio in polietilene da lt 200 per stoccaggio reagente.

Il dosaggio di cloruro ferrico sarà in questo caso di 0,08 kg/mc di liquame, per cui il consumo giornaliero di Fe Cl 3 sarà di: 0,08 kg x 48 mc = 3,84 kg/giorno.

La quantità giornaliera di cloruro ferrico verrà introdotta automaticamente in 22 ore/giorno, con fornitura oraria di 0,17 kg/ora.

7) Disinfezione

L’acqua depurata reflua dalle vasche di sedimentazione finale passerà poi nella vasca di disinfezione.
La disinfezione avverrà tramite contatto dell’acqua con reagente disinfettante (acido peracetico), il quale verrà immesso da centralina automatica di dosaggio, costituita da pompa dosatrice elettronica avente potenza motore kw 0,18 e serbatoio in polietilene da lt 200 per stoccaggio reagente.

Il dosaggio di acido peracetico sarà in questo caso di 6 gr/mc di liquame, per cui il consumo giornaliero di: 0,006 kg x 48 mc = 0,29 kg/giorno.

La quantità giornaliera di acido peracetico sarà introdotto automaticamente in 9 ore/giorno (corrispondenti agli orari lavorativi o di presenza degli utenti allo scarico), con fornitura oraria di circa 0,03 kg/ora.

Il tempo di ritenzione dell’acqua nella vasca deve essere di almeno 15 minuti riferiti alla portata di punta oraria; ne consegue che il volume utile della vasca dovrà essere di:

Qp 16 mc/ora x 0,25 ore = 4,00 mc

Viene scelta una vasca, a pianta circolare, avente dimensioni ingombro cm Ø 225 h 180 e volume utile mc 4,50.

Impianto di depurazione prefabbricato per acque di scarico dei servizi igienico-sanitari di gruppo capannoni di attività produttive industriali

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