Trattamento delle Acque Reflue - Tesina

TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE

Tesina (pp. 42) per il corso di “Gestione e Trattamento delle Acque e dei Sedimenti”

Università degli Studi di Napoli “Parthenope”.

Facoltà di Scienze e Tecnologie, Corso Laurea Magistrale in Scienze Ambientali,

indirizzo Marino e Risorse.

Docente: Lega

A.A. 2009/2010

Contenuti:

1)Acque reflue e Rete fognaria; 2)Impianti di trattamento delle acque reflue: normativa, requisiti

di qualità, impianti di depurazione; 3)Fasi dell’impianto: sollevamento, trattamenti preliminari,

primari, secondari, terziari, biologici naturali, quaternari o di affinamento, di disinfezione e linea

fanghi; 4)Gestione degli impianti: malfunzionamenti, sistemi di monitoraggio e di controllo.

INDICE

1. INTRODUZIONE ................................................................................................ 4

1.1 LE ACQUE REFLUE .................................................................................................................. 4

1.2 LA RETE FOGNARIA ................................................................................................................ 4

1.2.1 Obiettivi......................................................................................................................................................... 4

1.2.2 Caratteristiche Tecniche ................................................................................................................................ 5

1.2.3 Opere Principali ............................................................................................................................................. 5

2. IMPIANTI DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE .......................................... 6

2.1 LA NORMATIVA ...................................................................................................................... 6

2.2 REQUISITI DI QUALITÁ ........................................................................................................... 6

2.3 TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE .................................................................................. 6

2.4 IMPIANTI DI DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE................................................................ 7

3. FASI DELL’IMPIANTO ........................................................................................ 8

3.1 SOLLEVAMENTO .................................................................................................................... 8

3.2 TRATTAMENTI PRELIMINARI ................................................................................................. 9

3.2.1 Grigliatura ..................................................................................................................................................... 9

3.2.2 Dissabbiatura .............................................................................................................................................. 10

a) Dissabbiatore a Canale a Gravità .................................................................................................................................10

b) Dissabbiatore Aerato a Forza Centrifuga .....................................................................................................................11

c) Dissabbiatore a Vortice a Forza Centrifuga ..................................................................................................................12

d) Rimozione Dei Fanghi ...................................................................................................................................................12

3.2.3 Disoleatura .................................................................................................................................................. 13

3.2.4 Equalizzazione e Omogenizzazione ............................................................................................................. 13

3.3 TRATTAMENTI PRIMARI....................................................................................................... 13

3.3.1 Teoria della Sedimentazione ....................................................................................................................... 14

3.3.2 Tipologie di Vasche ..................................................................................................................................... 14

a) Vasche a Flusso Longitudinale ......................................................................................................................................14

b) Vasche a Flusso Ascensionale (Vasche Dortmund) ......................................................................................................15

c) Vasche a Flusso Longitudinale Radiale .........................................................................................................................16

d) Vasche a Letto di Fango ................................................................................................................................................17

3.3.3 Strumentazione di Controllo ....................................................................................................................... 18

3.3.4 Stramazzo Thomson .................................................................................................................................... 18

3.3.5 Pacchi Lamellari .......................................................................................................................................... 19

3.3.6 Esempi di Mal-Manutenzione ..................................................................................................................... 19

3.4 TRATTAMENTI SECONDARI .................................................................................................. 19

3.4.1 Metabolismo dei Microrganismi ................................................................................................................. 19

3.4.2 Fase di Trasformazione ............................................................................................................................... 20

a) Colture Adese ................................................................................................................................................................20

o Letti Percolatori ........................................................................................................................................................21

o Biodischi ....................................................................................................................................................................22

b) Colture Sospese ............................................................................................................................................................23

o Sistemi A Fanghi Attivi ..............................................................................................................................................24

o Sistemi Di Aerazione .................................................................................................................................................24

3.4.3 Sedimentazione Secondaria ........................................................................................................................ 25

3.5 TRATTAMENTI TERZIARI ...................................................................................................... 25

3.6 TRATTAMENTI BIOLOGICI NATURALI ................................................................................... 26

3.7 TRATTAMENTI QUATERNARI DI AFFINAMENTO ............................................................... 26

O .......................................................................................................... 27

3.7.1 Membrane e Tecniche di Filtrazione

............................................................................................................................... 27

3.7.2 Modalità di Filtrazione 28

3.7.3 Configurazioni Impiantistiche.....................................................................................................................

........................................................................................................................................................ 29

3.7.4 Fouling

3.8 TRATTAMENTI DI DISINFEZIONE .......................................................................................... 30

3.8.1 Clorazione ................................................................................................................................................... 30

3.8.2 Ozonizzazione ............................................................................................................................................. 31

3.8.3 Radiazione UV ............................................................................................................................................. 31

3.9 TRATTAMENTO FANGHI ...................................................................................................... 32

3.9.1 Ispessimento ............................................................................................................................................... 33

3.9.2 Digestione o Stabilizzazione ........................................................................................................................ 34

a) Digestione Aerobica ......................................................................................................................................................34

b) Digestione Anaerobica ..................................................................................................................................................34

3.9.3 Essicamento o Disidratazione ..................................................................................................................... 35

3.9.4 Smaltimento Finale ..................................................................................................................................... 35

4. GESTIONE DEGLI IMPIANTI ............................................................................. 36

4.1 MALFUNZIONAMENTI ......................................................................................................... 37

4.2 SISTEMI DI MONITORAGGIO E DI CONTROLLO .................................................................... 41

1. INTRODUZIONE

1.1 LE ACQUE REFLUE dopo l’utilizzo domestico, industriale o

Le acque reflue sono acque di scarico ovvero acque che rifluiscono

agricolo. Secondo il Decreto Legislativo n. 152/2006 le acque reflue vengono definite nel seguente modo:

 acque reflue domestiche: acque reflue provenienti da insediamenti residenziale e da servizi e quindi

derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attività domestiche;

 acque reflue industriali: qualsiasi tipo di acque reflue provenienti da edifici od installazioni in cui si

svolgono attività commerciali o di produzione di beni. Sono qualitativamente differenti dalle acque

reflue domestiche e da quelle meteoriche di dilavamento;

 acque reflue urbane: il miscuglio di acque reflue domestiche, di acque reflue industriali, e/o di quelle

meteoriche di dilavamento convogliate in reti fognarie, anche separate, e provenienti da un agglomerato;

Le sostanze presenti nelle acque reflue sono di diverso genere: sostanze galleggianti, ovvero composti

insolubili più leggeri dell’acqua quali oli grassi e schiume; sostanze sospese insolubili mantenute in

sospensione dalla turbolenza; sostanze disciolte e materiali biologici rappresentati da organismi animali e

vegetali presenti nell’acqua.

Una serie di parametri fisici, chimici e biologici sono caratteristici di acque reflue di origine civile e

soltanto in acque reflue di origine industriale e strettamente legate all’attività

industriale, altri sono presenti

dell’impianto agricolo o industriale stesso.

1.2 LA RETE FOGNARIA

L’acqua diventa reflua dopo l’utilizzo da parte dell’utenza e come tale viene riversata nelle fognature.

Per fognatura si intende il complesso di canalizzazioni, generalmente sotterranee, che servono a raccogliere

e smaltire lontano da insediamenti civili e/o produttivi le acque superficiali (meteoriche, di lavaggio, ecc.) e

quelle reflue provenienti dalle attività umane in generale.

La rete fognaria recante queste acque giunge generalmente ad un collettore finale, ultimo recapito di tutti i

rami della fognatura del centro urbano o industriale. Il collettore raggiunge poi un impianto di depurazione

più o meno vicino al punto in cui i liquami vengono prodotti. Si procede quindi, all’interno

che può essere

dell’impianto di depurazione delle acque reflue al trattamento dei liquami allo scopo di renderli idonei allo

scarico nel corpo idrico recettore.

1.2.1 Obiettivi

In relazione al tipo di refluo che arriva alla rete fognaria, distinguiamo i seguenti tipi di fogne:

 sistema separato: utilizza due reti separate chiamate:

_ fogna nera: sistema fognario che gestisce i reflui che derivano da bagni, cucine e servizi sanitari;

sistema fognario che gestisce l’acqua meteorica o di scolo delle strade;

_ fogna bianca:

 sistema unitario o fogna mista: quando acque nere e bianche confluiscono nello stesso acquedotto;

Negli ultimi anni si nota la tendenza a costruire un sistema fognario separato che distingua le acque nere da

quelle bianche. In tal modo (1) si evita di sovradimensionare inutilmente la rete ordinaria durante il

funzionamento per gli usi "civili" e si crea una rete dedicata per sopperire agli inconvenienti legati ad eventi

meteorici gravosi per le città, (2) si può procedere con un trattamento ad hoc per le acque reflue più critiche

(nere) e le acque di dilavamento delle strade che presentano inquinanti di altra natura.

sia nell’arco della giornata che a seconda della

Le portate che arrivano in fogna sono molto variabili

stagione, soprattutto nei centri turistici. I valori di portata mostreranno perciò un andamento sinusoidale.

un’evidente

Per ovviare al problema, un impianto di trattamento delle acque reflue che risente di variazione

stagionale, prevederà più impianti in parallelo.

I picchi di portata caratterizzanti l’arco di una giornata risentono invece della distanza dell’impianto di

depurazione dal luogo di utenza. Questa distanza tende ad essere un ammortizzatore naturale: i quartieri di

una città si trovano a distanze diverse dall’impianto, per cui anche se i picchi di utenza avvengono

contemporaneamente, l’acqua arriva all’impianto di depurazione con tempi diversi con una conseguente

distribuzione dei picchi di portata.

In fase di progettazione il calcolo della portata di acqua che arriverà nelle fognature deve considerare:

 si ha una perdita di fino il 20% dell’acqua introdotta nell’acquedotto prima che questa arrivi

le perdite:

alle fognature o a causa di falle nelle condotte.

 le acque meteoriche: le fognature bianche o miste, che ricevono le acque meteoriche devono essere

dimensionate in modo tale da poter ricevere questo carico in eccesso e conseguentemente tutto quello

che può essere trascinato dall’acqua durante il dilavamento del terreno. Non è una soluzione progettare la

fogna perché sia in grado di ricevere qualsiasi portata immaginabile. È quindi necessario stabilire un

massimo, un limite di progetto, che è pari a 5 volte il valore massimo prodotto dal singolo utente.

Quindi, il valore di portata pro-capite viene moltiplicato per cinque e dal valore così calcolato si sottrae il

20%. Questo calcolo ci dà un ordine di grandezza della portata di acqua che giunge alle fogne e che dovrà

essere trattata nell’impianto di depurazione.

1.2.2 Caratteristiche Tecniche

Le canalizzazioni, in funzione del ruolo che svolgono nella rete fognaria sono distinte secondo la seguente

terminologia:

 fogne: canalizzazioni elementari che raccolgono le acque provenienti dai fognoli di allacciamento delle

utenze e/o dalle caditoie pluviali, convogliandole ai collettori;

 collettori: canalizzazioni costituenti l'ossatura principale della rete che raccolgono le acque provenienti

dalle fogne più importanti e quelle ad essi direttamente addotte da fognoli e/o caditoie. I collettori a loro

volta confluiscono in un emissario;

 emissario: canale esterno all'abitato, che, partendo dal termine della rete (dal punto in cui non ci sono

più afflussi), trasporta le acque raccolte all’impianto di depurazione. Spesso con il termine emissario si

indicano anche i canali effluenti dagli impianti.

Dal punto di vista altimetrico, la fognatura nera deve occupare nel corpo stradale sempre il livello più basso

rispetto a tutti gli altri sotto-servizi pubblici: acquedotto, gasdotto, fogna pluviale, ecc., questo per poter

raccogliere a gravità gli scarichi di utenze poste al piano terreno o al di sotto dei piani stradali (seminterrati,

ecc.) come se ne trovano in molti vecchi quartieri. Inoltre il suo posizionamento altimetrico deve essere tale

da permettere la raccolta dei liquami provenienti dalle utenze, senza sollevamenti.

Infine, per motivi igienici, la giacitura delle reti fognarie deve essere sempre inferiore a quella delle condotte

di distribuzione di acqua.

La pendenza delle canalizzazioni deve essere tale da garantire tempi di permanenza delle acque reflue nelle

stesse idonei ad evitare l'insorgere di fenomeni di putrefazione dei reflui.

Il regime di velocità delle acque nelle tubazioni deve essere tale da evitare sia la formazione di depositi di

materiali putrescibili, che l'abrasione delle superfici interne da parte dei materiali solidi trasportati.

1.2.3 Opere Principali

Pozzetti d’ispezione devono essere previsti in corrispondenza di punti singolari della rete fognaria e

dimensionati in modo tale da consentire un agevole accesso al personale addetto alle operazioni di

manutenzione e di controllo.

Gli scaricatori di piena sono manufatti costruiti solo nelle fognature a sistema misto, quando la fogna

fiancheggia il mare, un fiume o un altro recipiente capace. Nel periodo secco, la acque nere vengono

convogliate normalmente all'impianto di depurazione. In caso di piogge, le acque miste che superano la

soglia sfiorante dello scaricatore, vengono scaricate direttamente nel corpo ricettore. Gli scaricatori di piena

vengono progettati in modo tale che l'acqua mista sfiorante abbia un rapporto di diluizione compatibile con il

corpo ricevente.

Quando l'altimetria dell'abitato non consente il funzionament