relazione tecnica - Bracciano Ambiente Spa

Oggetto: IMPIANTO CONTAINERIZZATO PER IL TRATTAMENTO
DEL PERCOLATO A 3 STADI – CAPACITA’ 120m3/g
Discarica di Cupinoro
La tecnologia prescelta è basata sul principio della
OSMOSI INVERSA
L’Osmosi Inversa si basa su membrane semi-permeabili che lasciano passare l’acqua ma
non gli ioni e le grosse molecole come le sostanze organiche che sono quindi respinte.
Conseguentemente il percolato depurato viene scaricato come acqua pura (permeato)
mentre le sostanze inquinanti sono trattenute e scaricate nel concentrato:
MODULI
SPACER TUBE (ST)
Permeato
Percolato
Concentrato
Fig.1: Principio dell’osmosi inversa
La forza motrice del procedimento è la pressione operativa. Tale pressione deve essere
mantenuta più alta di quella osmotica. La pressione osmotica dipende dal totale dei solidi
dissolti (TDS) contenuti nel percolato.
Il contenuto del TDS si rileva anche nel parametro di conduttività
Per il sito in parola si registra una conduttività media pari a ~ 18.500 µS/cm (a 20°C).
In base alla conduttività indicata ed ai parametri di scarico richiesti dalle autorizzazioni in
essere, l’impianto dovrà essere come di seguito determinato :
Sistema a tre stadi
Capacità 120 m3/g.
Percentuale recupero 75 % con conducibilità media di 18.500 µS/cm
Descrizione Sistema
Il percolato di discarica è raccolto in vasche da cui, a mezzo installazione di una pompa
ad immersione su una piattaforma flottante (a carico dell’aggiudicatario) è trasferito in un
serbatoio acqua non depurata. Questo serbatoio è progettato e fornito dall’aggiudicatario.
In questo serbatoio il valore del pH del percolato viene regolato iniettando acido
concentrato. Di regola si usa, sia Acido Solforico concentrato H2SO4 , sia Acido
Cloridrico HCl.
Regolando il pH è possibile convertire i carbonati in CO2. Questi carbonati possono
causare la precipitazione dei Sali di Calcio e Bario dannosi per le membrane ad osmosi
inversa.
L’aggiudicatario dovrà fornire anche la pompa dosatrice dell’acido completa di cassa di
raccolta.
Dopo la regolazione del pH il percolato entra nel sistema ad osmosi inversa. La prima
operazione è il passaggio nel filtro a sabbia dove i solidi sospesi > 50 µm vengono
separati.
Seguirà una filtrazione tramite filtri a cartuccia.
Dopo la rimozione dei solidi sospesi, tutti i principali parametri del percolato come
temperatura, pressione, conduttività e flusso vengono automaticamente controllati dal
PLC. Quindi il percolato entra nei moduli ad osmosi inversa del 1° stadio di trattamento
percolato tramite una pompa ad alta pressione.
Dati tecnici dello Stadio Trattamento Percolato :
Numero Stadi paralleli
Acqua non depurata
Superficie Membrane installate
Quantità installata Moduli ST
Quantità di blocchi in linea
Quantità installata Pompe in linea
Quantità installata Pompe Alta Pressione
Pressione massima operativa
1 unità
5.000 l/ora
500 m²
20
2
2
1
75 bar
Tutte le valvole, pompe e strumenti di misurazione necessari per il funzionamento sono
installati in questo Stadio.
Lo Stadio Percolato funziona a 30-75 bar. La pressione operativa dipende dal livello di
sporcamento delle membrane ed è regolata in base alla misurazione del flusso permeato.
La regolazione della pressione mediante valvola motorizzata mantiene alta la percentuale
di recupero del sistema.
2
Il permeato di questo stadio entra direttamente in un altro stadio ad osmosi inversa, lo
Stadio del Permeato per ulteriore trattamento.
Il concentrato di questo stadio viene scaricato.
Dati Tecnici dello 1° Stadio del Permeato :
Numero di Stadi Paralleli
Acqua di alimentazione
Superficie Membrane installate
Quantità installata Moduli ST ad Alta Pressione
Quantità installata Pompe Alta Pressione
Pressione massima operativa
1 unità
4.291 m3/ora
150 m²
6
1
60 bar
Lo Stadio Permeato funziona a 20-60 bar. Come per lo stadio del Percolato la pressione
operativa è regolata in base alla misurazione del flusso permeato.
La regolazione della pressione mediante valvola motorizzata mantiene alta la percentuale
di recupero del sistema.
Il Concentrato di questo stadio alimenta lo Stadio del Percolato.
Il Permeato del 1°stadio del Permeato entra in un altro stadio ad Osmosi Inversa, il
2°Stadio del Permeato per un ulteriore trattamento.
Dati Tecnici dello Stadio Permeato :
Numero di Stadi Paralleli
Acqua di alimentazione
Superficie Membrane installate
Quantità installata Moduli ST
Quantità Pre-blocchi
Quantità Blocchi in linea
Quantità installata Pompe Alta Pressione
Quantità installata Pompe in linea
Pressione massima operativa
1 unità
3.947 m3/h
150 m²
6
0
1
1
1
60 bar
Lo stadio permeato funziona a 20-60 bar.
Come per lo stadio del percolato la pressione operativa è regolata attraverso la
misurazione della portata del flusso del permeato. La regolazione della pressione
mediante valvola motorizzata mantiene alta la percentuale di recupero del sistema.
Il permeato del 2° Stadio Permeato risponde ai valori limite dell’effluente e quindi può
essere scaricato.
Il concentrato di questo stadio viene rilanciato nello Stadio Percolato.
3
3
0,5 m /h
3
3
0,3 m /h
Leachate Stage
ST-20
77%
3
4,3 m /h
0,2 m /h
Permeate Stage
ST-6
92%
Raw Water
3
5,00 m /h
3
3,9 m /h
Permeate Stage II
ST-6
95%
75 %
Permeate
3
3,75 m /h
Concentrate
3
1,25 m /h
25 %
Fig. 2: Diagramma blocco sistema ad Osmosi Inversa
Tecnologia del Modulo ST
I Moduli ST (Spacer Tube) grazie alla tecnologia a “canale aperto” evitano i problemi di
sporcamento sulla superficie delle membrane creati durante il procedimento.
Durante il funzionamento infatti le membrane potrebbero subire uno sporcamento dovuto
a composti organici contenuti nell’acqua da trattare.
Quando per tale causa il flusso del permeato viene ridotto è necessario pulire le
membrane con un ciclo di lavaggio. Per eseguire il ciclo di lavaggio si blocca il
funzionamento normale, il concentrato viene rimosso ed il permeato trasferito in una
cassa di lavaggio interna.
In questa cassa si aggiunge il prodotto chimico che viene riscaldato e ricircolato nel
sistema rimuovendo lo sporco e le incrostazioni sulle membrane. Dopo questo
procedimento si riprende il normale funzionamento.
Il controllo dell’impianto dovrà essere effettuato a mezzo di un software che evidenzia e
controlla tutti i parametri durante il funzionamento e che ricalcola continuamente la
percentuale totale di recupero. Un altro vantaggio del software e il controllo visivo
dell’intero procedimento con la localizzazione di eventuali guasti ed indicazioni su come
risolverli.
Scopo della fornitura :
Pos. 1: Impianto ad Osmosi a 3 stadi : Stadio Percolato con integrato Stadio
Permeato I e II
4
Pos. 1.1:
No.1 Stadio del Percolato configurato con 20 Moduli ST
completo di:
Doppio filtro a sabbia automatico:
controllo di pressione differenziale con funzione automatica di
controlavaggio e bypass dei filtri a sabbia durante
il lavaggio chimico
Filtri a cartuccia con valvole manuali:
Controllo pressione differenziale e valvola di intercettazione per
cambio cartucce dopo il lavaggio chimico
Pompa alta pressione
Moduli ST ad osmosi inversa installati in blocchi in linea con
pompe booster
Valvola motorizzata per la regolazione della pressione di flusso del
sistema
Tutte le necessarie valvole pneumatiche
Tutti i necessari strumenti di misurazione
Sistema di lavaggio chimico integrato
Tutti i necessari tubi di collegamento (Bassa pressione: PVC / Alta
pressione: 1.4571)
Pannello di controllo
Pos. 1.2 : No.1
I Stadio del Permeato configurato con 6 Moduli ST
direttamente collegato ed integrato nella Pos.1.1
Composto da:
Pompa alta pressione (controllo ad inverter)
Moduli ad osmosi inversa tipo ST installati in blocchi in linea con
pompe booster
Valvola motorizzata per la regolazione della pressione di flusso del
sistema
5
Tutte le necessarie valvole pneumatiche
Tutti i necessari strumenti di misurazione
Sistema di lavaggio chimico integrato
Tutti i necessari tubi di collegamento (bassa pressione: PVC / alta
pressione: 1.4571)
Il controllo di questo stadio è incluso nel pannello elettrico di
controllo della Pos. 1.1
Pos. 1.3 : No.1
II Stadio del Permeato configurato con 6 Moduli ST
direttamente collegato ed integrato nella Pos.1.1
Composto da:
Pompa alta pressione
Moduli ST ad osmosi inversa installati in blocchi in linea con
pompe booster
Valvola motorizzata per la regolazione della pressione di flusso del
sistema
Tutte le necessarie valvole pneumatiche
Tutti i necessari strumenti di misurazione
Sistemi di misurazione del permeato :
pHmetro, conduttivimetro con termometro incorporato, flussimetro
e manometro
Sistema di lavaggio chimico integrato
Tutti i necessari tubi di collegamento (Bassa pressione: PVC / Alta
pressione: 1.4571
Il controllo di questo stadio è incluso nel pannello elettrico di
controllo della Pos. 1.1
Pos. 2
No.1 Sistema di serbatoi
Pos. 2.1: No.1 Serie Filtri per Pre-filtrazione acqua non depurata e strumenti
misurazione per controllo percolato composto da:
6
Indicatore Ph, conduttivimetro intergrato con termometro, flussimetro e
manometro
Pos.2.2 : Serbatoio acqua non depurata,
Volume 5 m3,
Material PE-HD
composto da
Indicatori di livello e tutte le necessarie valvole
Pompa di ricircolo e indicatore pH
Pompa centrifuga trasferimento acqua non depurata
Pos.2.3 Sistema di dosaggio dell’Acido
Pompa, valvole e manichetta
Pos. 2.4: No. 1 Serbatoio Permeato con Degassificatore
Volume 3 m3 , Materiale PE-HD composta da
Indicatori di livello
Soffiante ad aria
Tutte le necessarie valvole
Pompa centrifuga trasferimento permeato
Pos.2.5: No. 1 Stazione di dosaggio per prodotto Anti-incrostazioni
Volume 100 l, Materiale PE-HD composto da
Sistema dosaggio completo di pompa di dosaggio, valvole e
manichetta e controllo di flusso
Pos. 2.6 : No. 1 Stazione di dosaggio per detergente Alcalino
Volume 500 l,
Materiale PE-HD composto da
Indicatori di livello
Tutte le necessarie valvole
Sistema dosaggio completo di pompa di dosaggio, valvole e
manichetta
7
Pompa di travaso per riempimento serbatoio
Pos. 2.7 : No.1 Stazione di dosaggio per detergente Acido
Volume 500 l,
Materiale PE-HD composto da
Indicatori di livello
Tutte le valvole necessarie
Sistema dosaggio completo di pompa di dosaggio, valvole e
manichette
Pompa di travaso per riempimento serbatoio
Pos. 2.8 : No. 1 set Tubazioni interne e cablaggi di tutti i componenti
contenuti nel container 1
Pos. 2.9 No. 1 Sistema di controllo centrale con programmazione,
visualizzazione del processo, registrazione dati e controllo remoto
Pos. 3: No.1 Container da 40’ Layout 612.A120242A-1°
Il container è inoltre dotato dei seguenti accessori:
Dispositivo di sollevamento moduli osmotici
Riscaldatori, luci, ventilazione
Attrezzatura di sicurezza come: kit di emergenza, doccia di
emergenza, lavabo, manichetta.
8
Prestazioni del Sistema:
La performance del Sistema a Tre-Stadi è la seguente:
Valore operativo impianto:
Acqua da depurare :
Concentrato
:
Permeato
:
100 % 5.00 m3/ora 120.0m3/g. 39.420 m3/anno*
25 % 1.25 m3/ora 30.0 m3/g 9.855 m3/anno*
75 % 3.75 m3/ora 90.0 m3/g 29.565 m3/anno*
*inclusa una disponibilità del 90%
Considerando assistenza e manutenzione la disponibilità operativa è di circa 85-90 %.
Temperatura:
Si deve considerare che oltre all’effetto della pressione, il flusso del permeato di ogni
membrana ad osmosi inversa dipende anche dalla temperatura. Questo sistema è basato
sulla temperatura di alimentazione di 20°C.
Con l’aumento della temperatura il flusso del permeato aumenta.
Con la diminuzione della temperatura il flusso del permeato diminuisce.
Generalmente la riduzione del flusso si può calcolare tra 2-3% per °C di riduzione
temperatura a pressione costante. Poiché questo dato non è lineare, a temperature >15 °C
la riduzione è più bassa, ma sotto i 15°C la riduzione flusso permeato deve essere
calcolata al 3 %/°C.
9
Analisi acqua da trattare:
Parametri basati sulle seguenti analisi di acqua non depurata e qualità permeato:
Parametri
Qualità del Percolato
Qualità del Permeato
5,5 – 9,5
pH
-
7.9
Temperatura
°C
20
Conducibilità
µS/cm
18.500
TSS
mg/l
42
80
COD
2.160
160
BOD
mgO2/l
mgO2/l
1.021
40
NH4
mg/l
2.700
15
Ntotal
mg/l
2.838
Bicarbonato
mg/l
100
Na
mg/l
2.410
K
mg/l
1.040
Cl
mg/l
2.545
Solfato
mg/l
5
Nitrato
mg/l
<0.1
Nitrito
mg/l
94
Mg
mg/l
96
Ca
mg/l
161
F
mg/l
3.5
6
Al
mg/l
<1
1
Fe*
mg/l
5,4
2
TSS
mg/l
42
80
Total P
mg/l
7
10
Mn
mg/l
0,6
Sr
mg/l
0,2
Ba
mg/l
0,1
Silice
mg/l
20
CN
mg/l
<0.1
0.5
Hg
mg/l
0.016
0.005
Cr VI
0.3
0.2
As
mg/l
mg/l
0.207
0.5
Ni
mg/l
<0.5
2
Pb
mg/l
<0.1
0.2
Cu
mg/l
<1
0.1
Zn
mg/l
<1
0.5
Cd
mg/l
<0.01
0.02
Fenoli
mg/l
6.5
0.5
Idrocarburi / Oli/ Grassi*
mg/l
10
20
Importante: Qualsiasi agente ossidante deve essere rimosso prima di entrare nel sistema
poiché distruggerebbe le membrane, come H2O2, cloro o ozono!
10
< 1.000
1.200
2
20
Inoltre qualsiasi idrocarburo come olio, solventi aromatici ecc. devono essere rimossi dal
percolato prima di alimentare il sistema con acqua non depurata.
*Per rimuovere Ferro e Alluminio si raccomanda di installare sistemi di areazione, di
sedimentazione e trappole del grasso (per i grassi e oli presenti).
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