Riassunto ingegneria sanitaria e ambientale

POMPE



L’acqua per essere messa dalla fognatura all’impianto di depurazione viene aspirata da

delle pompe (ES fognatura si trova 2[m] sotto terra e l’impianto a 3[m]sopra la terra,

quindi servono le pompe per aspirare l’acqua in profondità e portarla all’impianto).

Abbiamo 2 tipi di pompe:

Pompe volumetriche: vengono classificati diversi tipi di pompe:

 Pompe a coclea:

1. sono macchine a fluido dinamico, l’acqua è contenuta in

camere chiuse; Vantaggi: portata costante. Difetti: ingombro, costo,

emissioni di odore, spruzzi liquame.

Idroestrattore per sabbie:

2. costituito da un piccolo tubo di aria compressa

e un tubo più grande per l’acqua.

Vantaggi: semplicità, nessuna parte in movimento. Difetti: bassa resa.

N.B. questa pompa non può essere intasata.

Pompe a stantuffo:

3. hanno la funzione simile a quella di una siringa,

quando arretra il pistone assorbe l’acqua, mentre quando si “spinge” il

pistone l’acqua viene mandata nel tubo.

Queste pompe hanno diverse dimensioni: - piccole: dosatrici; -grandi: per

fanghi.

Vantaggi: elevata prevalenza, precisione costanza della portata. Difetti:

basse portate, costo.

Pompe a membrana:

4. sono caratterizzate da una membrana elastica,

quando questa camera si apre entra il fluido, mentre quando si chiude il

fluido viene pompato.

Vantaggi: Buona prevalenza, basso costo. Difetti: scarsa precisione.

Pompe peristaltiche (rotative):

5. ho un tubo che se schiacciato spinge il

fluido al suo interno in avanti.

Vantaggi: possibilità di movimentare fluidi molto carichi dei solidi (ES. fanghi,

calcestruzzo). 13

Pompe a vite (Mohno):

6. ho una sede in gomma rivestita di acciaio, nella

sede si muove un’aspirale che crea una camera; usata per movimentare i

fanghi o i materiali densi.

Vantaggi: elevata prevalenza, precisione e costanza nella portata. Difetti:

basse portate, costo, rischio di danno per funzionamento all’asciutto.

Pompa a lobi (ingranaggi):

7. ho due parti in movimento che ruotando

creano della camere, vengono usate nei sistemi industriali per pompare aria

compressa.

Difetti: rumorosità.

N.B. la pompa volumetrica ha 2 valori importanti:

Prevalenza:

1. corrisponde all’altezza che viene raggiunta dal liquido.

Portata:

2. è regolata solo dalla velocità di rotazione del motore della

macchina.

Pompe centrifughe: il fluido è contenuto in camere aperte che ruotano (giranti)

 trasferendo energia al fluido; in poche parole abbiamo delle pale che ruotando

trasferiscono energia dal motore all’acqua , l’acqua che prende energia dalle pale

sale nel tubo.

Queste pompe possono essere installate in diversi modo:

1. In camera asciutta;

2. Con piede d’accompagnamento;

3. Con tubo flessibile;

4. In un tubo contenitore.

L’immersione nel liquame garantisce migliore raffreddamento e riduce ingombri.

Esistono diversi tipi giranti:

ogni girante fa aumentare la pressione della girante precedente pescando acqua dal

pozzo.

N.B. maggiore è lo spazio di passaggio nella girante, minore sarà il rendimento della

pompa (energia necessaria per il sollevamento della portata unitaria) a parità di

altre condizioni.

Si scelgono maggiori spazi per evitare intasamenti causati da solidi presenti nei

liquami o l’abrasione da sabbie. 14

PRETRATTAMENTI MECCANICI E CHIMICO-FISICI



I pretrattamenti corrispondono alla prima fase operativa; tutti i processi di pretrattamento

preludono ad uno o più trattamenti depurativi principali di tipo biologico.

Essi servono per rimuovere gli inquinamenti ai liquami che creano problemi a valle.

Tra i pretrattamenti di un liquame urbano si possono comprendere:

Grigliatura: con questo processo si indica la rimozione fisica dei solidi grossolani,

 sopra ad una certa dimensione [10-20 cm]; questo è il primo processo attuato

nell’impianto di trattamento quando la sua funzione è quella di proteggere tutti i

sistemi posti a valle.

Per una classificazione dei sistemi di grigliatura disponibili si possono utilizzare le

seguenti categorie:

Luci di passaggio;

1. Funzione specifica dell’apparecchiatura

2. .

Abbiamo diversi tipi di grigliature:

Griglie grossolane:

1. costituite da sbarre di acciaio con grossi pettini che

puliscono il materiale fermatosi tra le sbarre;

Griglie fini:

2. formano un tappeto di maglie di acciaio, con dei denti, che si

muove dall’alto verso il basso rimuovendo il materiale;

Griglie a castello:

3. sono simili allo scolapasta, il materiale cade nel

convogliatore e viene portato fuori;

Staccio:

4. sono tamburi rivestiti da maglie di acciaio e tessuto, servono a

fermare le alghe.

Dissabbiatura : toglie la sabbia, cioè tutti i materiali di dimensioni superiori a

 [0.15-0.20 mm] e di alto peso specifico.

Sabbia dentro ci sono pezzetti di vetro, ossa, ceramica, semi, etc.

Tali materiali danneggiano i successivi trattamenti di depurazione in vario modo:

1. Esercitando un’azione abrasiva (su pompe, lame raschiatrici, condotte e

organi di intercettazione);

2. Occludendo luci di passaggio per accumuli successivi;

I processi su cui si basano i sistemi di rimozione della sabbia sono i seguenti:

Gravità:

1. i manufatti sono canali in cui la velocità del liquame è mantenuta

attorno al valore stabilito mediante artifici; la sabbia che si deposita sul

fondo andrebbe estratta con sistemi meccanizzati automatici (ES. lame,

raschianti, coclee).

Azione centrifuga:

2. il sistema può essere privo di organi meccanici o con

velocità del moto rotatorio regolata mediante un agitatore a palette; la

sabbia lanciata verso le zone periferiche viene frenata dalle pareti e si

raccoglie sul fondo da dove viene estratta.

Tempo= 2/3 minuti.

Areati:

3. formato da un canale di sezione asimmetrica, contente del liquame

al quale viene impresso un moto elicoidale risultante dalla componente di

traporto del flusso e da quella prodotta dall’insufflazione di aria, regolando

la portata d’aria è possibile agire sulla velocità del moto e provocare la

deposizione delle sabbie.

Tempo= 15/20 minuti.

Disoleatura/Flottazione: gli oli e altri materiali leggeri ordinariamente presenti

 nei liquami urbani tendono a separarsi naturalmente dall’acqua, per evitare

inconvenienti tale pretrattamento dovrebbe essere completato con un sistema di

raccolta dei materiali galleggianti agenti sulla superficie del bacino.

Qualora il processo di separazione naturale dei materiali leggeri non si verifiche o

si intenda aumentare il rendimento di rimozione del processo , la flottazione viene

generata disperdendo finemente aria nel liquame da trattare.

Le bolle generate tendono ad aderire alle particelle sospese rendendo il peso

specifico inferiore a quello dell’acqua e portando in superficie il materiale che

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aumentano di dimensione e resistenza meccanica dei fiocchi e questi materiali

vengono portati via.

N.B. con questi pretrattamenti abbiamo tolto tutti i materiali solidi dall’acqua; però essa è

ancora inquinata.

Il trattamento fisico-chimico più comune è il seguente:

Chiariflocculazione: è un processo fisico nel quale non cambiano i componenti

 della reazione, a noi cin interessano le sostante colloidali e si misurano con il

Nefelometro.

Le particelle sono coperte cariche negative (-); le quali non si rimuovono

dall’acqua e per poterle staccare devo aggiungere cariche postivi (+) ioni metallici.

Questi ioni metallici coprono la superficie annullando le cariche, formando dei

fiocchi che sedimentano.

Rimuove circa il 50/60% di BOD₅.

Questo tipo di trattamento viene diviso in:

Coagulazione:

1. il liquame viene mescolato con uno o più reagenti chimici e

sottoposto ad una agitazione (coagulazione) che permette l’omogenea

distribuzione dei prodotti dosati, effettuata in un bacino specifico o

mediante miscelazione statica in linea.

Questo processo dura 1 minuto

In questa fase avvengono:

a) Formazione dei composti insolubili ( carbonati, ortofosfati di calcio);

b) Destabilizzazione delle cariche elettriche negative, che ne

impediscono la sedimentazione.

Flocculazione:

2. questo processo prevede una miscelazione più lenta

attuata in una vasca apposita, in cui si formano agglomerati di dimensioni

sensibili; l’ingrossamento e l’inspessimento dei fiocchi portano alla

sedimentazione dei materiali.

In questa fase i fiocchi tendono a conglomerare particelle più piccole e ad

assorbire piccole quantità di inquinanti disciolti.

Questo processi dura 20 minuti.

Sedimentazione:

3. questa fase consiste nella rimozione per gravità dei

fiocchi formati.

I fanghi, nel caso dei pretrattamenti, sono ricchi di sostanza organica e ove

è possibile vanno avviati alla digestione anaerobica incrementando la

produzione di biogas, un utile accorgimento è quello di ricircolare in testa al

trattamento chimico una parte dei gas per ottenere un migliore

sfruttamento dei prodotti che eventualmente non abbiano reagito nella

prima fase.

Dopo i pretrattamenti dipende tutto dalla dimensione dell’impianto:

1. Se ho un paese piccolo con 1000 abitanti ho subito il pretrattamento

biologico, poi la sedimentazione secondaria.

2. Se ho un paese grosso ho la sedimentazione primaria, vasca di ossidazione,

sedimentazione secondaria.

Sedimentazione primaria: è caratterizzata da:

 Carico idraulico superficiale:

1. velocità [m/h] con cui l’acqua sale

all’interno della vasca; il valore è limite è di 1.5[m/h]

Tempo di ritenzione idraulica:

2. tempo durante cui il liquame rimane nella

vasca; tempo che varia da 1.5 a 2 ore.

Con 2 ore e 1.5[m/h] si rimuove il 25% di BOD₅, il 10% di N, il 10% di P e il 90% di

sedimenti.

Quando piove aumenta la portata, il tempo diminuisce e il carico aumenta

arrivando a 4.5[m/h], così si tolgono meno solidi sedimentari.

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sedimentazione secondaria: consente nella sedimentazione del fango biologico

 ed il suo necessario ricircolo; il fango è molto appiccicoso, molti fiocchi disturbano

altri fiocchi, ho così un effetto porta che prende il nome di sedimentazione di

massa (se supero di 5-8 Kg non tutti i fanghi scendono sul fondo ed escono)

N.B. questa sedimentazione da molti problemi perché se fa caldo il fango

fermenta, lascia il metano che sale nell’acqua; se rimane troppo tempo sul fondo

con temperatura elevata microrganismi dividono i nitrati prendendo ossigeno e

lasciando azoto.

Ox (vasca di ossidazione): rimuove N, P disciolti nell’acqua, prendo i

 microrganismi li faccio cre