Intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione
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Intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione
COMUNE DI REGGIO CALABRIA U.O. MANUTENZIONE LL.PP. Palazzo CEDIR, Torre IV, Piano 4° - Via S. Anna 2° Tronco Tel. 0965/21288 - Fax 0965/812034 PROGETTO ESECUTIVO INTERVENTO DI RIATTIVAZIONE SECONDA LINEA IMPIANTO DI DEPURAZIONE LOCALITA’ RAVAGNESE E OTTIMIZZAZIONE COLLETTORI FOGNARI IN ARRIVO AL DEPURATORE STESSO RELAZIONE SPECIALISTICA CON CALCOLI ESECUTIVI DELLE STRUTTURE E DEGLI IMPIANTI Redatto da Ing. Bruno Fortugno …………………………………………. Visto il RUP Arch. Marcello Cammera ………………………………………….. APPROVATO con delibera G.C. n° 138 del 20.04.09 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso INDICE CRITERI E SCELTE PROGETTUALI DELL’INTERVENTO ................................................. 4 INTERVENTO DI POTENZIAMENTO E RIPRISTINO FUNZIONALE DELL’IMPIANTO DI DEPURAZIONE RAVAGNESE ............................................................................................. 6 1. PREMESSA ........................................................................................................................... 6 2. DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI REGGIO CALABRIALOCALITA’ RAVAGNESE .......................................................................................................... 7 3. PROPOSTA DI ADEGUAMENTO DELL’IMPIANTO...................................................... 9 4. DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI –DIMENSIONAMENTO DELLE OPERE..... 10 4.1 Dati di progetto –Limiti di emissione.................................................................................... 10 4.2 Descrizione degli interventi relativi alla linea acque ........................................................... 11 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.3 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 4.4 5. Impianto di sollevamento iniziale...................................................................................................... 11 Trattamenti preliminari ..................................................................................................................... 11 Denitrificazione.................................................................................................................................. 13 Ossidazione biologica/nitrificazione.................................................................................................. 16 Sedimentazione secondaria................................................................................................................ 20 Descrizione degli interventi relativi alla linea fanghi .......................................................... 23 Pre-ispessimento ................................................................................................................................ 23 Digestione aerobica............................................................................................................................ 24 Post-ispessimento ............................................................................................................................... 26 Disidratazione fanghi......................................................................................................................... 27 Sicurezza antincendio ........................................................................................................................ 28 Descrizione degli interventi di ristrutturazione del laboratorio d’analisi......................... 28 RIEPILOGO DEGLI INTERVENTI PROPOSTI ............................................................. 29 INTERVENTO DI RIPRISTINO FUNZIONALE DEI SOLLEVAMENTI FOGNARI DEL TORRENTE MENGA.................................................................................................................. 31 1. PREMESSA ......................................................................................................................... 31 2. IL PROBLEMA DEGLI SCARICHI ABUSIVI................................................................. 33 3. OBIETTIVI DELL’INTERVENTO.................................................................................... 33 4. VERIFICA DELLO STATO ATTUALE ............................................................................ 34 5. 4.1 Calcolo della portata massima ammissibile in ciascuna vasca di carico ........................... 34 4.2 Verifica della popolazione afferente alla fognatura ............................................................ 60 CRITERI PROGETTUALI ................................................................................................. 61 5.1. Criteri per la determinazione delle perdite di carico distribuita ....................................... 61 5.2. Criteri per la determinazione delle perdite di carico concentrate ..................................... 62 pag. 2 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso 6. DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE DI SOLLEVAMENTO E SCELTE PROGETTUALI .......................................................................................................... 62 6.1. Soluzione progettuale impianto sollevamento “Sabbie Bianche” ...................................... 63 6.2. Soluzione progettuale impianto sollevamento “Menga2” ................................................... 64 6.3. Soluzione progettuale impianto sollevamento “Menga1” ................................................... 65 7. VERIFICA SUI VOLUMI DI COMPENSO ...................................................................... 67 8. DIMENSIONAMENTO DELLE PRECAMERE DI DISSABBIATURA ........................ 70 INTERVENTO DI RIPRISTINO FUNZIONALE DEI SOLLEVAMENTI FOGNARI DELL’AREA URBANA............................................................................................................... 71 1. PREMESSA ......................................................................................................................... 71 2. VERIFICA DELLO STATO ATTUALE ............................................................................ 72 3. 2.1 Calcolo della portata massima ammissibile in ciascuna vasca di carico ........................... 72 2.2 Verifica della popolazione afferente alla fognatura ............................................................ 72 CRITERI PROGETTUALI ................................................................................................. 74 4.1 Criteri per la determinazione delle perdite di carico distribuita ....................................... 74 4.2 Criteri per la determinazione delle perdite di carico concentrate ..................................... 74 4. DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE DI SOLLEVAMENTO E SCELTE PROGETTUALI .......................................................................................................... 76 5. SPECIFICHE TECNICHE DELLE ATTREZZATURE ELETTROMECCANICHE.... 79 6. QUADRI ELETTRICI DI POTENZA ................................................................................ 80 7. QUADRI ELETTRICI DI POTENZA – QUADRI DI AUTOMAZIONE ........................ 80 8. IMPIANTI DI TERRA ........................................................................................................ 83 9. COLLEGAMENTI IDRAULICI......................................................................................... 84 STIMA ECONOMICA DELL’IMPEGNO DI SPESA E QUADRO ECONOMICO ....Errore. Il segnalibro non è definito. pag. 3 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso CRITERI E SCELTE PROGETTUALI DELL’INTERVENTO La presente progettazione definitiva riguarda il potenziamento e l’ammodernamento del sistema depurativo e della rete fognaria che asserve la località “Ravagnese” del Comune di Reggio Calabria. Di seguito vengono illustrati i criteri generali di progettazione e alcuni aspetti particolari, quali: rispetto delle indicazioni e prescrizione dell’Ente App.nte; realizzazione di un impianto di semplice costruzione, economico, ed in generale di gestione estremamente semplice; alto grado di affidabilità per la scelta delle apparecchiature; elevati rendimenti di depurazione; elevata rapidità di costruzione. Tutti gli interventi saranno volti, per quanto possibile, al recupero dei manufatti esistenti; verranno utilizzate vasche e pozzetti, attualmente fuori servizio o dismessi, nell’ottica di adattare i nuovi manufatti o il loro potenziamento, al ciclo depurativo e al sistema fognario, e comunque al fine di rendere minimo l’impatto ambientale, l’incidenza del costo delle opere civili, i tempi di realizzazione e di installazione. L’intervento prevede: 1 Il potenziamento dell’impianto di depurazione Ravagnese, attraverso: la ristrutturazione e l’implementazione del comparto di pretrattamento liquami; la ristrutturazione e il potenziamento della seconda linea di trattamento; l’ammodernamento e il ripristino funzionale della linea di trattamento fanghi di supero; la riqualificazione dei locali laboratorio siti all’interno del depuratore e la messa in sicurezza del sistemi antincendio; pag. 4 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso 2 La ristrutturazione, il potenziamento e la messa in sicurezza del sistema dei sollevamenti fognari siti in prossimità del Torrente “Menga”; 3 La ristrutturazione, il potenziamento e la messa in sicurezza del sistema dei sollevamenti fognari dell’area urbana afferente all’impianto Ravagnese. I prezzi utilizzati nella redazione del preventivo particolareggiato sono stati estratti dalla "Tariffa dei Prezzi per Opere Edili e per Opere Impiantistiche" - Edizione 2007 – pubblicata sul supplemento ordinario al Bollettino Ufficiale ed elaborata di concerto tra Provveditorato Regionale O.O.P.P. del Regione Calabria, oltre che da una personale indagine di mercato. pag. 5 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese INTERVENTO DI POTENZIAMENTO E RIPRISTINO FUNZIONALE DELL’IMPIANTO DI DEPURAZIONE RAVAGNESE 1. PREMESSA L’impianto di depurazione di Reggio Calabria Loc. Ravagnese ha una potenzialità di progetto di 160˙000 AE. E’ un impianto biologico a fanghi attivi che tratta i reflui civili della città di Reggio Calabria- Zona Centro. Il progetto originario (26/3040) venne approvato nel 1978; i lavori ebbero inizio nel 1983 e finirono nel 1993, data in cui venne consegnato provvisoriamente l’impianto. La potenzialità di progetto era di 160˙000 abitanti e i parametri di uscita dell’effluente dovevano rispettare i limiti previsti dalla Tab. A delle legge 319 del 10 maggio 1976 (legge Merli). I lavori previsti dal progetto non vennero mai conclusi e l’impianto non entrò in esercizio per diverso tempo fino al 2001. Per dare completamento e funzionalità alle opere già realizzate con il Progetto Speciale 26/3040, in particolare per quel che riguarda la parte impiantistica, il sistema di adduzione e le opere civili strettamente connesse, venne predisposto un secondo progetto denominato “PARTE B - Progetto esecutivo degli interventi di ripristino e completamento funzionale dell’impianto di depurazione di Reggio Calabria Centro e del sistema di collettamento”. Per una variazione della normativa in materia di tutela delle acque dall’inquinamento (D. Lgs. 152/99) si rendeva, inoltre, necessario l’adeguamento ai limiti più restrittivi imposti dalla legge, conseguibili, secondo il progetto, mediante l’introduzione, all’interno delle vasche di ossidazione, di una zona di denitrificazione e l’utilizzo della defosfatazione chimica. Tale intervento non fu mai realizzato. Attualmente l’impianto è autorizzato a scaricare nel corpo ricettore i liquami provenienti da 88˙000 AE, che rappresenta la potenzialità massima che il trattamento depurativo attuale è in grado di sostenere. pag. 6 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese La presente relazione ha lo scopo di illustrare sia le caratteristiche dell’impianto di depurazione esistente sia le proposte di ristrutturazione dell’impianto in modo che esso risulti pienamente efficiente a soddisfare le esigenze depurative del territorio e che lo scarico sia conforme alla nuova normativa in vigore per la tutela delle acque dall’inquinamento (D. Lgs. n.152/2006). 2. DESCRIZIONE DELL’IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI REGGIO CALABRIALOCALITA’ RAVAGNESE Nella sua configurazione attuale, l’impianto presenta le seguenti sezioni di trattamento: Linea acque: • Sollevamento arrivo Menga • grigliatura automatica grossolana e grigliatura automatica fine; • dissabbiamento aerato; • sedimentazione primaria (non funzionante); • ossidazione biologica a fanghi attivi a biomassa adesa e sospesa; • sedimentazione finale e riciclo fanghi; • disinfezione chimica. Linea fanghi: • preispessimento; • digestione aerobica; • postispessimento; • disidratazione meccanica. Attualmente il processo biologico nella sezione di ossidazione dell’impianto, costituita da un "sistema combinato fanghi attivi-biodischi" cioè dall’abbinamento delle due tecnologie a biomassa sospesa, i fanghi attivi, e a biomassa adesa, con colture su supporto rotante (biodischi), è basato esclusivamente sulla tecnologia a fanghi attivi a biomassa sospesa con stabilizzazione separata del fango. Lo scarico dell’effluente depurato avviene nel torrente Menga. Lo schema a blocchi del processo attuale è riportato di seguito: pag. 7 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese pag. 8 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese 3. PROPOSTA DI ADEGUAMENTO DELL’IMPIANTO L’obiettivo dell’adeguamento è di rendere più efficienti le sezioni di trattamento esistenti; per far questo verranno ottimizzati i parametri di processo mediante il potenziamento delle apparecchiature elettromeccaniche, limitando al minimo gli interventi di natura strutturale. A tal proposito gli interventi previsti sono i seguenti: ammodernamento dell’impianto di sollevamento iniziale; revisione e/o rifacimento dei trattamenti preliminari di grigliatura grossolana e fine e di dissabbiatura; conversione delle vasche di sedimentazione primaria, al momento inutilizzate, in vasche di denitrificazione in condizioni anossiche ed installazione dell’impianto di ricircolo della miscela aerata; rimozione dei carriponte delle due linee della sedimentazione finale, ciascuno comune a due vasche, e installazione di un carroponte indipendente per ciascuna delle quattro vasche; sostituzione delle pompe volumetriche del pre-ispessitore e del post-ispessitore e rifacimento del piping; revisione del quadro elettrico delle elettrosoffianti a servizio della digestione aerobica; sostituzione del sistema di trasporto dei fanghi disidratati; ammodernamento dei locali del laboratorio delle analisi chimico/batteriologiche a servizio dell’impianto e acquisto di una nuova apparecchiatura per l’effettuazione dell’analisi batteriologica. pag. 9 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese 4. DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI –DIMENSIONAMENTO DELLE OPERE Con gli interventi di adeguamento previsti in progetto l’impianto di depurazione di Reggio Calabria Ravagnese avrà una capacità complessiva di trattamento di 100.000 AE. Vengono di seguito esposti i dati di dimensionamento alla base della progettazione esecutiva sviluppata. 4.1 Dati di progetto –Limiti di emissione PARAMETRO U.M. VALORE Abitanti equivalenti A.E. 100.000 L/Ab*day 250 / 0,8 BOD5 g/Ab*day 60 COD g/Ab*day 110 Azoto Kieldahl g/Ab*day 12 S. sospesi totali g/Ab*day 90 Fosforo g/Ab*day 3 mc/day 20.000 Portata media oraria mc/hr 833 Portata di punta nera mc/hr 1.322 BOD5 Kg/day 6.000 COD Kg/day 11.000 S. Sospesi Totali Kg/day 9.000 S. Sospesi Volatili Kg/day 7.200 Azoto TKN Kg/day 1.200 BOD5 mg/L 300 COD mg/L 550 S. Sospesi Totali mg/L 450 S. Sospesi Volatili mg/L 360 Azoto TKN mg/L 60 Fosforo mg/L 15 Dotazione idrica Coefficiente d’afflusso Carichi specifici Portata media giornaliera Carichi idraulici Carico ingresso Concentrazione ingresso I limiti di emissione di progetto adottati sono quelli stabiliti dalle Tabelle 1 e 3 dell’Allegato 5 alla Parte III del D. Lgs. n. 152/2006, valide, rispettivamente, per acque reflue urbane e acque pag. 10 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese reflue industriali ed in grado di rispondere a più ampie esigenze di tutela del corpo idrico recettore rispetto a quelli alla base del progetto originario: PARAMETRO U.M. VALORE BOD5 mg/l 25 COD mg/l 125 azoto Kjeldahl mg/l 11,5 Solidi sospesi totali mg/l 35 Fosforo mg/l 2 Azoto nitrico mg/l 20 4.2 Descrizione degli interventi relativi alla linea acque 4.1.1 Impianto di sollevamento iniziale L’impianto di sollevamento iniziale, che riceve i liquami provenienti dalla stazione di sollevamento denominata Menga 1, è costituito da N. 3 elettropompe del tipo Flygt modello 3140.180 girante 432 e potenza 9 kW (Portata= 70 L/sec e Prevalenza= 10 m). E’ necessario sostituire un’apparecchiatura per fine ciclo e revisionare il quadro elettrico di comando. 4.1.2 Trattamenti preliminari I trattamenti preliminari sono finalizzati alla rimozione di parti grossolane, sostanze abrasive e oleose, che non possono essere ammesse ai trattamenti successivi. Sono di fondamentale importanza per garantire l’efficienza del processo biologico e la protezione delle apparecchiature elettromeccaniche delle diverse sezioni. I pretrattamenti presenti sono: la grigliatura grossolana e fine e il dissabbiamento aerato. Costituiscono uno dei punti critici di tutto il trattamento perché non risultano correttamente dimensionati né da un punto di vista fisico nè idraulico. I liquami in arrivo dalla fognatura sono convogliati nel canale d’ingresso in cui è presente una griglia meccanica verticale a gradini di tipo fine con luce tra le barre pari a 5 mm, provvista di sistema di allontanamento dei materiali grigliati a coclea orizzontale. Una griglia analoga è inserita nel canale di bypass, che viene adoperato solo in caso di eventi meteorici di vaste proporzioni. pag. 11 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese La griglia grossolana esistente, statica a maglie larghe (75mm), è al momento dismessa e occorre reinstallarla sul canale di bypass. Le griglie di tipo fine ed il sistema di allontanamento dei materiali grigliati necessitano di una sostanziale opera di revisione che consiste nella rettifica dei telai distorti e delle componenti usurate delle due griglie e, per la coclea, nella sostituzione del motore asincrono trifase da 0,37 kW completo di riduttore di giri. Entrambe le griglie saranno installate, affiancate, nel canale d’ingresso dei liquami, possedendo analoghe caratteristiche idrauliche e meccaniche. Occorrerà predisporre la fase di grigliatura grossolana nel canale d’ingresso, a monte di quella fine, in modo da proteggere le due griglie a gradini. Si acquisterà, allo scopo, una nuova griglia statica a maglie larghe (50 mm). Il dissabbiatore aerato esistente ha un volume sufficiente per il trattamento richiesto ma occorre sostituire il carroponte, in comune alle due vasche, con uno nuovo. Attualmente l’aerazione avviene ad opera dei compressori a servizio dell’ossidazione; si provvederà a dotare le vasche di un nuovo compressore autonomo, e verranno installate due nuove apparecchiature per l’estrazione delle sabbie (air-lift). Il sistema attualmente esistente di aerazione, che utilizza l’aria fornita dai compressori a servizio dell’ossidazione, fungerà da riserva in caso di guasto del compressore principale. Per la verifica della sezione di dissabbiatura, scelto di trattare la portata di punta nera in tempo asciutto e il tempo di detenzione, si può calcolare il volume nel seguente modo: Volume DISS = Q pn ⋅ t det dove: Volume DISS = Volume vasca dissabbiatura (m3) Q pn = Portata di punta nera (m3/hr) t det = Tempo di detenzione (min), compreso tra 2 e 3 minuti Per il dimensionamento della portata di aria da insufflare si considera: Q ARIA = Consumo aria per unità lunghezza ⋅ Lunghezza vasca dissabbiat ura La sabbia raccolta sul fondo viene trascinata verso una tramoggia laterale per mezzo di un carroponte e viene quindi estratta mediante un air-lift. pag. 12 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese Nel seguito si riassumono i dati tecnici di riferimento delle nuove apparecchiature: SEZIONI GRIGLIATURA GROSSOLANA PARAMETRI U. M. VALORI Numero griglie / 1 Tipo di griglie / maglia larga Spaziatura mm 50 Potenza motore kW 1 Larghezza canale mm 2100 / 2 Numero griglie GRIGLIATURA Tipo di griglie FINE Spaziatura meccaniche, verticali a gradini mm 5 Sistema allontanamento grigliati / a coclea Numero vasche / 2 Tipo dissabbiatore / aerato / 1 Numero unità di compressione Portata d’aria DISSABBIATURA/ Statica, a pulizia manuale a Potenza motore compressore 3 m /hr 450 kW 11 DISOLEATURA Ponte raschiatore va e vieni per Sistema di estrazione sabbie / vasca doppia e estrattore airlift per ciascuna vasca Diametro idroestrattore Lunghezza totale idroestrattore / DN 100 mm 6000 4.1.3 Denitrificazione L’impianto non presenta una sezione di denitrificazione e ciò costituisce una grossa disfunzione in quanto non è possibile abbattere i nitrati che si formano in fase di ossidazione. Essendo la sezione di sedimentazione primaria non funzionante, si è preferito, anziché attivare questo trattamento primario, adottare un processo anossico/aerobico, denitrificazione/nitrificazione, che prevede la zona anossica a monte di quella aerobica, adattando anche la vasca da un punto di vista strutturale. In questa configurazione i nitrati prodotti nella zona aerobica per ossidazione dell’azoto ammoniacale (nitrificazione) sono ricircolati nella porzione anossica, dove vengono ridotti ad azoto gassoso (denitrificazione). La fase di predenitrificazione presenta i seguenti vantaggi: pag. 13 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese • in testa alla vasca di ossidazione, la zona anossica permette l’utilizzo dell’ossigeno nitrico, recuperando una parte dell’energia spesa per la nitrificazione; • la sedimentazione secondaria è facilitata in quanto, altrimenti, la denitrificazione avverrebbe sul fondo del sedimentatore, nei fanghi sedimentati, e comporterebbe la formazione di bollicine di azoto gassoso, che esercitano un’azione di flottazione sui fanghi, contrastandone la sedimentabilità; • si garantisce il rapporto ottimale tra azoto ammoniacale ed azoto nitrico nell’effluente finale. Per il dimensionamento del volume della vasca di denitrificazione si è impiegata la seguente formula: Volume DEN = N_NO3 v D • C SSV dove: VolumeDEN = Volume della vasca di denitrificazione (m3) N_NO3 = Azoto nitrico da ridurre (kg/day) vD = Velocità di denitrificazione alla temperatura media della vasca di ossidazione (g NO3/Kg SSV*hr) CSV = Concentrazione dei solidi sospesi volatili nella vasca di denitrificazione (Kg SSV/m3) La velocità di denitrificazione si determina con la seguente formula: v D = v D 20 × CS C NO 3 × θ ( T − 20 ) × K S + C S K D + C NO 3 dove: vD = Velocità di denitrificazione alla temperatura media della vasca di ossidazione (g NO3/Kg SSV*hr) vD20 = Velocità di denitrificazione alla temperatura di 20°C. Può essere assunta pari a 3 g NO3/Kg SSV*hr. CNO3 = Concentrazione di azoto nitrico (Kg SSV/m3) CS = Concentrazione del substrato carbonioso biodegradabile presente in vasca (Kg SSV/m3) pag. 14 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese KD = Costante di semisaturazione relativa ai nitrati pari a 0,1 mg NO3/l. KS = Costante di semisaturazione relativa all’ossigeno disciolto pari a 1 mg O2/l. Θ = Coefficiente di correzione relativa al substrato pari a 1,09. Dato che i valori delle costanti di semisaturazione sono trascurabili, la relazione precedente diventa: v D = v D 20 • θ ( T − 20 ) L’azoto nitrico da ridurre è dato dal bilancio di materia : Azoto TKN ( Ingresso ) = Azoto TKN ( Uscita ) + Azoto Nitrico ( Uscita ) + Azoto TKN Rimosso per sin tesi = Azoto TKN nelle acque in ingresso (Kg/day) = Azoto TKN ammesso nelle acque di scarico (Kg/day) Azoto TKN (ingresso) Azoto TKN (uscita) Azoto Nitrico (uscita) Azoto TKN rimosso = Azoto nitrico ammesso nelle acque di scarico (Kg/day) per = Azoto TKN rimosso per sintesi, valutato come il 5% del sintesi BOD abbattuto (Kg/day) Il comparto di denitrificazione sarà provvisto di miscelatori sommergibili (mixer) per tenere in agitazione la massa liquida, al fine di evitare la sedimentazione della biomassa presente in vasca. La potenza dei mixer viene scelta in base al volume di liquido presente in vasca. Nella tabella seguente si riportano le caratteristiche principali della sezione: PARAMETRI Numero vasche Volume utile Numero unità miscelazione/vasca Potenza mixer U. M. VALORI / 4 mc 2240 / 4 kW 2,5 pag. 15 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese 4.1.4 Ossidazione biologica/nitrificazione L’unità di ossidazione biologica è realizzata su 4 linee parallele; la configurazione funzionale dell’unità di ossidazione-nitrificazione è costituita da due sistemi ossidativi, quello a fanghi attivi (“a biomassa sospesa”) ed il sistema a biodischi (“a biomassa adesa”). Il processo biologico a biomassa adesa non ha mai funzionato quindi non dà alcun contributo al processo di abbattimento del carico organico. Visto il mancato utilizzo, sarebbe auspicabile la rimozione dei dischi ma, data l’onerosità economica del loro smantellamento e smaltimento, si preferisce non demolirli anche per mitigare l’impatto ambientale dell’impianto sull’ambiente circostante. La sezione di ossidazione non verrà ammodernata; visto, però, che è stato modificato il tipo di processo, avendo adottato un processo anossico/aerobico, denitrificazione/nitrificazione, si illustreranno, per completezza di trattazione, le relazioni di verifica anche per questa sezione. Per la verifica della sezione di ossidazione si fa riferimento al processo a fanghi attivi a biomassa sospesa; il dimensionamento della vasca di ossidazione viene effettuato determinando il carico del fango e il carico volumetrico. Il carico del fango (CF) è definito come il rapporto tra la quantità di materia organica biodegradabile, espressa in Kg BOD5, messa giornalmente a disposizione dell’unità di biomassa presente nel reattore biologico, espressa in Kg di solidi sospesi. Il carico volumetrico (CV) può essere definito come il carico di sostanze organiche biodegradabili, misurato in Kg di BOD5, che viene applicato al giorno al volume unitario, misurato in m3, della vasca di aerazione dell’impianto. Esso è legato linearmente al carico del fango e la costante di proporzionalità è rappresentata dalla concentrazione dei solidi sospesi (CSV) nel bacino di aerazione: CV = C SV * C F Il volume necessario per la ossidazione si ottiene dunque dalla seguente espressione: Volume OX = BOD 5 _ ingresso C F • C SV dove: pag. 16 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese VolumeOX = Volume della vasca di ossidazione (m3) BOD5_ingresso = BOD5 in ingresso nella vasca di ossidazione (kg/day) CF = Carico organico adottato (Kg BOD5/Kg SSV*day) CSV = Concentrazione dei solidi sospesi volatili nella vasca di ossidazione (Kg SSV/m3) Si è scelto di utilizzare un fattore di carico organico inferiore a 0,2 Kg di BOD5/Kg SSV *day, onde garantire un rendimento depurativo cautelativo, come prevede la “Guida alla progettazione dei sistemi di collettamento e depurazione delle acque reflue urbane”, emanata dall’ANPA e dal Ministero dell’Ambiente e della tutela del Territorio. Per la concentrazione dei solidi sospesi volatili in vasca si è adottato un valore costante pari a 3,2 Kg/m3, pari all’80% dei solidi sospesi totali. Con il termine nitrificazione si indica il processo biologico in due stadi nel quale l’azoto ammoniacale viene prima ossidato a nitriti che poi vengono ossidati a nitrati. Nei processi del tipo a biomassa sospesa, la nitrificazione ha luogo unitamente alla rimozione del BOD nello stesso sistema di trattamento costituito dalla vasca di aerazione, dal sedimentatore secondario e da una linea di ricircolo. La nitrificazione può avere luogo solo se, nella vasca di ossidazione, è presente un quantitativo minimo di batteri nitrificanti, che costituiscono una frazione della biomassa totale del sistema. Negli impianti a fanghi attivi, quindi, la trasformazione dei composti azotati richiede un’ulteriore consistente frazione della domanda biochimica di ossigeno, che si aggiunge alla domanda di ossigeno della frazione carboniosa. La velocità di nitrificazione, espressa in grammi di azoto organico e ammoniacale ossidato all’ora per Kg di biomassa nitrificante (SSN), può essere calcolata secondo la formula: v N = v N 20 × CO 2 CTKN × × β ( T − 20 ) K O 2 + CO 2 K TKN + CTKN dove: vN = Velocità di nitrificazione alla temperatura media della vasca di ossidazione (Kg N_NH3/Kg SSN*day) vN20 = Velocità massima di nitrificazione, in assenza di fattori limitanti, alla temperatura di 20 °C. Può essere assunta pari a 1.8 Kg N_NH3/Kg SSN*day. pag. 17 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese CO2 = Concentrazione di ossigeno disciolto presente in vasca di nitrificazione normalmente assunta pari a 0.2 mg/L. CTKN = Concentrazione di azoto organico ed ammoniacale presente in vasca di nitrificazione (mg TKN/L) KO2 = Costante di semisaturazione relativa all’ossigeno disciolto pari a 1 mgO2/L. KTKN = Costante di semisaturazione relativa all’ammoniaca che è funzione della 0.051⋅T −1.158 temperatura secondo la formula: 1.4 ⋅ 10 β = Coefficiente di correzione relativo alla temperatura; per i processi di nitrificazione esso corrisponde a 1,12. Dalla velocità di nitrificazione si determina il quantitativo minimo di batteri nitrificanti che devono essere presenti nella vasca di ossidazione secondo la formula seguente: M SSN = Azoto TKN da nitrificare vN L’azoto TKN da nitrificare è dato da: Azoto TKN da nitrificar e = Azoto TKN ( Ingresso ) − Azoto TKN ( Uscita ) − Azoto TKN Rimosso per sin tesi Azoto TKN (ingresso) = Azoto TKN nelle acque in ingresso (Kg/day) Azoto TKN (uscita) = Azoto TKN ammesso nelle acque di scarico (Kg/day) Azoto TKN rimosso per sintesi = Azoto TKN rimosso per sintesi, valutato come il 5% del BOD abbattuto (Kg/day) La massa autotrofa nitrificante è una frazione della biomassa totale che può essere calcolata con la formula: f = 1 Y BODi − BODu 1+ × Yn TKN i − TKN u dove: BODi = BOD5 in ingresso nella fase biologica (Kg/day) BODu = BOD5 in uscita dalla fase biologica (Kg/day) TKNi = Azoto ammoniacale e organico in ingresso nella fase biologica (Kg/day) pag. 18 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese TKNu = Azoto ammoniacale e organico in uscita dalla fase biologica (Kg/day) Y/Yn = Coefficiente di crescita cellulare dei batteri nitrificanti. Può essere assunto pari a 3,7. La concentrazione minima di solidi sospesi totali nella vasca di ossidazione, noto il volume della vasca di ossidazione calcolato in precedenza, è data da: C SST _ min ima = M SSN f ⋅ Volumeox dove: CSST_minima = Concentrazione minima richiesta di solidi totali nella vasca di ossidazione (Kg /m3) MSSN = Massa di batteri nitrificanti presenti in vasca di ossidazione (Kg) f = Frazione di biomassa nitrificante rispetto alla biomassa totale (%) Volumeox = Volume vasca di ossidazione (m3) La nitrificazione richiesta ha luogo se la concentrazione di biomassa totale presente nella vasca di ossidazione è maggiore del valore CSST minima calcolato. Per quanto concerne la portata d’aria da insufflare in vasca di ossidazione essa si determina valutando il quantitativo di ossigeno che occorre fornire per poter permettere un efficiente sviluppo delle reazioni biologiche. La portata di ossigeno viene così determinata: O = I + a' ⋅ Fa + b' ⋅ Md + 4 ,6 ⋅ m ⋅ N ( NH 3 ) dove: O = fabbisogno complessivo medio di ossigeno (Kg /day) I = richiesta immediata di ossigeno di composti quali solfuri, solfiti, ecc. a’ = coefficiente di ossidazione per sintesi (Kg O2/Kg BOD5 abbattuto) Fa = BOD5 abbattuto nel sistema (Kg/day) b’ = coefficiente di assorbimento di ossigeno per respirazione endogena (Kg O2/Kg SS*day) Md = massa complessiva di microrganismi presenti nel sistema (Kg SS) m = grado di nitrificazione pag. 19 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese N(NH3) = Richiesta di ossigeno dovuta all’ammoniaca presente nel liquame misurata come azoto (N) (Kg/day) Nota la portata di aria è possibile scegliere le apparecchiature elettromeccaniche necessarie per l’aerazione della sezione di ossidazione. 4.1.5 Sedimentazione secondaria A valle della vasca di ossidazione è presente l'unità di sedimentazione secondaria, preposta alla separazione tra il fango attivo e l'effluente ormai depurato. Essa è realizzata mediante quattro vasche, organizzate su due linee, a pianta rettangolare, attrezzate con carroponte mobile del tipo "va e vieni", su cui sono direttamente installati i gruppi di pompaggio volti al prelievo continuo del fango sedimentato da avviare al ricircolo. Tale fango viene inviato, dapprima, in canali posti al centro delle vasche e poi rinviati per gravità alla sezione di ossidazione. I due carriponte, a servizio delle quattro vasche, hanno una struttura tale da rendere difficoltosa la gestione da parte degli operatori, infatti spesso essi vanno in disservizio perché i motori, non essendo completamente sincronizzati, provocano un consumo anomalo dei carrelli. Ciò provoca continue interruzioni per manutenzione che compromettono l’intero ciclo di trattamento. Si procederà quindi a rendere autonoma ciascuna vasca di sedimentazione, eliminando i carriponte esistenti ed installando quattro nuovi carriponte completi di accessori. Sarà necessario, quindi, intervenire strutturalmente sulle vasche in modo da riuscire ad adattare le nuove apparecchiature e bisognerà creare, su ogni vasca, la canaletta di raccolta del fango estratto dalle pompe sommergibili da inviare ai pozzetti di ripartizione. Avendo creato la sezione di denitrificazione, sarà necessario provvedere a potenziare la sezione di ricircolo dei fanghi mediante l’installazione di quattro nuove elettropompe per il ricircolo della miscela aerata/fanghi attivi in testa alle vasche di denitrificazione, nonché alla sostituzione delle pompe guaste presenti nel secondo pozzetto di ripartizione, di analoghe caratteristiche a quelle esistenti. Il parametro a cui si fa riferimento per la verifica della sezione è il carico idraulico superficiale o velocità ascensionale, rapporto tra la portata idraulica e la superficie della vasca. Tutte le particelle che hanno velocità di sedimentazione superiore al carico idraulico superficiale sono trattenute nella vasca, mentre quelle dotate di velocità di sedimentazione inferiore sono trascinate verso le canalette di raccolta e sfuggono nell’effluente. pag. 20 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese Il carico idraulico da applicare deve essere contenuto nei seguenti valori (Metcalf & Eddy, “Ingegneria delle acque reflue”, Ed. McGraw-Hill): Carico idraulico superficiale (m3/m2*hr) Medio Punta 0,67-1,17 1,67-2,67 0,33-0,67 1-1,33 Tipo di trattamento Sedimentazione dopo fanghi attivi con aria Sedimentazione dopo aerazione prolungata La superficie necessaria per garantire la separazione richiesta è il maggiore tra i due valori ottenuti dalle seguenti formule: S Se dim entazione = Qm Cis m S Se dim entazione = Qp Cis p dove: = Portata media (m2/hr) Qm = Portata di punta (m2/hr) Qp Cism = Carico idraulico superficiale alla portata media assunto pari a 0,67 m3/ m2*hr. Cisp = Carico idraulico superficiale alla portata di punta assunto pari a 1,67 m3/ m2*hr. Per il calcolo delle portate di ricircolo della miscela aerata e dei fanghi attivi si considerano, rispettivamente, il bilancio di materia sull’azoto nella sezione di ossidazione/nitrificazione e il bilancio di materia sui solidi totali nella sezione di sedimentazione secondaria: Qr 1 = Azoto TKN da denitrificare C NO 3 Qr 2 = Qm ⋅ C SST C r 2 − C SST dove: Qr1 = Portata di ricircolo miscela aerata (m3/hr) Qr2 = Portata di ricircolo fanghi attivi (m3/hr) Azoto TKN da denitrificare = Carico TKN da denitrificare in uscita dalla sezione di ossidazione (Kg/hr) pag. 21 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese Qm = Portata media oraria (m3/hr) CNO3 = Concentrazione di azoto nitrico in uscita dalla sezione di ossidazione (mg/L) = CSST Concentrazione di solidi sospesi totali in vasca di ossidazione (mg/L) Cr2 = Concentrazione di solidi sospesi totali nella corrente Qr2 (mg/L) Nella tabella seguente si riportano alcune caratteristiche della sezione: PARAMETRI U. M. VALORI Numero vasche / 4 Superficie utile mq 1767 Sistema di estrazione fanghi Portata fanghi ricircolo miscela aerata/fanghi Numero elettropompe ricircolo fanghi pozzetti di ripartizione 1 e 2 Potenza unitaria pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 1 e 2 Portata unitaria pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 1 e 2 Prevalenza pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 1 e 2 Numero elettropompe ricircolo fanghi pozzetti di ripartizione 3 e 4 Potenza unitaria pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 3 e 4 Portata unitaria pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 3 e 4 Prevalenza pompe ricircolo Pozzetti ripartizione 3 e 4 / Ponte raschiatore va e vieni aspirato per vasca singola mc/hr 1111 / 2 kW 2 mc/hr 100 m 5 / 2+2 di riserva kW 8,8 mc/hr 600 m 4 pag. 22 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese 4.3 Descrizione degli interventi relativi alla linea fanghi 3.2.1 Pre-ispessimento L’ispessimento è un’operazione impiegata allo scopo di incrementare la concentrazione dei solidi del fango, rimuovendo parte dell’acqua ad esso associata. Il metodo utilizzato è del tipo a gravità e costituisce uno dei metodi più comuni per la riduzione delle portate volumetriche dei fanghi. L'operazione, finalizzata alla riduzione del volume di fango da trattare, è condotta in un bacino circolare munito di picchetti rotanti idonei ad aumentare la concentrazione dei fanghi stessi. L'acqua sfiorata è rinviata in testa all'impianto. Il fango ispessito, periodicamente, viene trasferito alla fase di digestione aerobica. Per il calcolo della portata di fanghi di supero si fa riferimento all’espressione seguente: Pr oduzione fango sup ero ( come SSV ) = a ⋅ ∆F − b ⋅ Mv * dove: = Portata fanghi supero (Kg/day) = Coefficiente di sintesi del fango (Kg SS/Kg BOD5) Produzione fanghi supero a ∆F b = BOD rimosso nel sistema (Kg BOD5/day) = Coefficiente di respirazione endogena del fango (day-1) Mv * = Massa complessiva di SSV presente nel sistema (Kg SSV) La superficie dell’unità di ispessimento si calcola come segue: Superficie ispessitore = Pr oduzione fango sup ero ⋅ Carico solidi dove: Superficie ispessitore = Superficie della vasca di ispessimento (m2) Carico solidi = Carico dei solidi per ispessitore a gravità (Kg/m2*day) Le due pompe volumetriche a servizio della fase di pre-ispessimento, complete di quadro elettrico di comando e piping relativo, verranno sostituite perché non funzionanti. Le tubazioni da installare sul fondo della vasca circolare dovranno essere di acciaio catramato dello spessore pag. 23 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese DN 150 mm; le altre tubazioni a servizio del sistema di rilancio fanghi, saranno invece di acciaio trattato contro la corrosione del diametro DN 100 mm con giunzioni flangiate e raccordi a T o doppio T. Di seguito si elencano alcune caratteristiche della sezione: PARAMETRI U. M. VALORI / 1 mq 113 Numero pompe rilancio fanghi / 2 Tipo di pompa / elettropompa volumetrica (o mono) Portata pompa mc/hr 16 Prevalenza pompa bar 2 Potenza pompa kW 3 Numero vasche Superficie utile vasca 3.2.2 Digestione aerobica Tale fase operativa ha lo scopo di ridurre il contenuto di sostanze volatili presenti nel fango di supero. I digestori, inizialmente anaerobici, sono stati convertiti in aerobici. Il processo aerobico, rispetto a quello anaerobico, a parità di efficienza di abbattimento dei solidi volatili, presenta i seguenti vantaggi: • concentrazione di BOD nel surnatante in genere più bassa; • fango risultante dal processo privo di odori molesti; • gestione del processo relativamente agevole; • idoneità al trattamento di fanghi caratterizzati da elevate concentrazioni di nutrienti. La digestione aerobica è un processo del tutto analogo a quello a fanghi attivi per la rimozione della sostanza organica dalle acque reflue. I tre digestori esistenti hanno un volume idoneo a completare la stabilizzazione dei fanghi; il sistema di aerazione, costituito da quattro turbocompressori e da diffusori di fondo a bolle grosse è sufficiente a garantire la giusta aerazione della massa liquida. La sezione necessita della revisione generale del quadro elettrico di comando dei turbocompressori (P= 75 kw) a servizio del sistema di distribuzione dell’aria. Per il dimensionamento del digestore si fa riferimento al metodo empirico basato sull’età del fango: Età complessiva del fango = E + E' pag. 24 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese dove: E = Età complessiva del fango, raggiunta nel comparto di aerazione della linea acque e nel comparto di digestione (day) E = Età del fango nella sezione di ossidazione biologica (day) E’ = Età del fango addizionale nella vasca di digestione aerobica per completare la stabilizzazione del fango (day) Considerando che il processo di digestione aerobica porta ad una riduzione di almeno il 40% dei solidi sospesi volatili, è possibile determinare, nota la temperatura del sistema, l’età complessiva del fango dal grafico seguente (cfr. Masotti Fig. 13.18): Nota l’età del fango in vasca di ossidazione biologica, si determina E’ e, note le portate e le concentrazioni delle correnti in ingresso e in uscita dal digestore, si calcola il volume del digestore: V dig = E' ⋅W s Cs dove: Vdig = Volume digestore (m3) E’ = Età del fango addizionale nella vasca di digestione aerobica per completare la stabilizzazione del fango (day) Ws = Portata di fanghi estratta dalla vasca di digestione aerobica (Kg/day) Cs = Concentrazione dei solidi nella portata di fanghi estratta (Kg/m3) CNO3 = Concentrazione di azoto nitrico in uscita (mg/L) pag. 25 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese CSST = Concentrazione di solidi sospesi totali in vasca di ossidazione (mg/L) Cr2 = Concentrazione di solidi sospesi totali nella corrente Qr2 (mg/L) Per quanto concerne la portata d’aria da insufflare in vasca di digestione, essa si determina valutando il quantitativo di ossigeno che occorre fornire per poter permettere un efficiente sviluppo delle reazioni biologiche. La portata di ossigeno viene determinata da valori di letteratura, nota la portata di solidi sospesi volatili da stabilizzare. Nota la portata di aria è possibile scegliere le apparecchiature elettromeccaniche necessarie per l’aerazione della sezione di digestione. Alcuni dati di riferimento della sezione sono riportati di seguito: PARAMETRI U. M. VALORI / 3 Volume utile vasche mc 2954 Sistema di aerazione / Numero compressori / 3+1 riserva Portata aria unitaria Kg/hr 4050 kW 75 Numero vasche Potenza unitaria compressori turbocompressori/diffusori a bolle grosse 3.2.3 Post-ispessimento Essendo le due unità adibite all’ispessimento uguali, valgono le stesse considerazioni già viste per il pre-ispessitore. Anche in questo caso verrà installato un nuovo sistema di pompaggio dei fanghi alle fasi successive, costituito da due nuove pompe delle stesse caratteristiche, provviste di quadro elettrico e di tutti i collegamenti idraulici necessari. Le tubazioni da installare sul fondo della vasca circolare dovranno essere di acciaio catramato dello spessore DN 150 mm; le altre tubazioni a servizio del sistema di rilancio fanghi, saranno invece di acciaio trattato contro la corrosione del diametro DN 100 mm con giunzioni flangiate e raccordi a T o doppio T. Per il dimensionamento della sezione di post-ispessimento valgono le stesse considerazioni fatte per la sezione di pre-ispessimento. Di seguito si elencano alcune caratteristiche della sezione: pag. 26 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese PARAMETRI U. M. VALORI / 1 mq 113 Numero pompe rilancio fanghi / 2 Tipo di pompa / elettropompa volumetrica (o mono) Portata pompa mc/hr 16 Prevalenza pompa bar 2 Potenza pompa kW 3 Numero vasche Superficie utile vasche 3.2.4 Disidratazione fanghi La disidratazione ha la funzione di ridurre ulteriormente il contenuto di acqua presente nel fango digerito. Viene realizzata in modo meccanico, con l’utilizzo di due nastropresse gemelle, di cui una in esercizio e l’altra di riserva, provviste di stazione automatica per il dosaggio dei polielettroliti cationici, che si rende necessario addizionare al fango per rompere i legami che trattengono l'acqua. Occorrerà riparare il sistema di trasporto dei fanghi disidratati nel cassone di raccolta. La scelta della nastropressa viene effettuata in base al carico dei solidi da trattare, e quindi dalla larghezza del nastro così calcolata: L arg hezza nastro = Carico solidi Portata fanghi dove: Larghezza nastro = Larghezza del nastro della pressa (m) Carico solidi = Carico di solidi sulla nastropressa (Kg/m*hr) Portata fanghi = Portata di fanghi uscenti dal post-ispessitore da disidratare (Kg/hr) Si sintetizzano le caratteristiche delle nastropresse: PARAMETRI U. M. VALORI Tipo di disidratazione / meccanica Numero nastropresse / 2 Larghezza utile nastro m 1,2/cad. pag. 27 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese 3.2.5 Sicurezza antincendio L’intera rete e il sistema di pressurizzazione dell’impianto antincendio sono in cattive condizioni. Occorrerà procedere alla sistemazione dell’intero l’impianto. 4.4 Descrizione degli interventi di ristrutturazione del laboratorio d’analisi Il laboratorio presente sull’impianto è attrezzato per il controllo dei parametri chimico-fisici delle acque in ingresso al trattamento depurativo e delle acque depurate in uscita da inviare al corpo ricettore. Gli interventi previsti riguardano principalmente la messa a norma degli ambienti per ottemperare alle disposizioni stabilite dalla normativa sulla tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro (D. Lgs. n. 81/2008) e l’acquisto di una nuova apparecchiatura necessaria per l’effettuazione dell’analisi batteriologica. pag. 28 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese 5. RIEPILOGO DEGLI INTERVENTI PROPOSTI UNITA’ IMPIANTO DI SOLLEVAMENTO INIZIALE INTERVENTO a) Ammodernamento dell’impianto di sollevamento iniziale. a) Fornitura e installazione di una nuova griglia statica a maglie larghe (50 mm), da installare a monte della fase di grigliatura fine esistente b) Revisione delle griglie fini e del sistema di allontanamento dei materiali grigliati per quel che riguarda: rettifica dei telai distorti e delle componenti usurate delle griglie; sostituzione del motore asincrono trifase completo di riduttore di giri per la coclea. PRETRATTAMENTI c) Sistemazione fase di dissabbiatura comprendente: pulizia e allontanamento/smaltimento della sabbia che riempie le due vasche; fornitura e installazione di un nuovo compressore a servizio della sola fase di dissabbiatura; rimozione e smaltimento dei carriponte esistenti; fornitura e installazione di un nuovo carroponte comune alle due vasche e di due sistemi air-lift per l’estrazione delle sabbie, corredate di carpenterie metalliche e quadro elettrico di comando. a) conversione delle vasche di sedimentazione primaria esistenti in vasche di denitrificazione e adeguamento della linea di ricircolo fanghi attivi/miscela aerata; DENITRIFICAZIONE b) fornitura e installazione di miscelatori sommergibili nella vasca di denitrificazione. SEDIMENTAZIONE a) Svuotamento delle vasche e smaltimento dei liquami; pag. 29 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 1 – Interventi di ristrutturazione dell’impianto di depurazione di Ravagnese UNITA’ IMPIANTO DI SOLLEVAMENTO INIZIALE SECONDARIA INTERVENTO a) Ammodernamento dell’impianto di sollevamento iniziale. b) Rimozione e smaltimento dei carriponte esistenti; c) Fornitura di quattro carriponte aspirati per le quattro vasche di sedimentazione secondaria di dimensioni unitarie pari a 47 m x 9.4 m e costruzione delle opere civili necessarie. Fornitura di pompe mono complete di quadro elettrico per il rilancio ISPESSIMENTO FANGHI DIGESTIONE FANGHI DISIDRATAZIONE FANGHI dei fanghi alle fasi di digestione e disidratazione e di tutto il piping necessario. Revisione del quadro elettrico di comando. Revisione sistema di trasporto fanghi disidratati. a) Ristrutturazione dei locali per adeguamento alla normativa sulla tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro (D. Lgs. n. LABORATORIO 81/2008) b) fornitura di una nuova apparecchiatura necessaria per l’effettuazione dell’analisi batteriologica. Rifacimento rete e sistema di pressurizzazione antincendio. SICUREZZA pag. 30 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga INTERVENTO DI RIPRISTINO FUNZIONALE DEI SOLLEVAMENTI FOGNARI DEL TORRENTE MENGA 1. PREMESSA Nelle vicinanze dell’alveo del Torrente Menga, Comune di Reggio Calabria, sono ubicate tre stazioni di sollevamento denominate “Sabbie bianche”, “Menga 2” e “Menga 1” che inviano i liquami all’impianto di depurazione di Ravagnese. In particolare la stazione “Sabbie bianche” solleva i liquami verso la stazione“Menga 1” tramite una tubazione di mandata in ghisa sferoidale di DN 300. COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga L’ impianto Sabbie Bianche, secondo il progetto originario, è stato dimensionato per ospitare 3 pompe del tipo Flygt CP 3152 da 13,5 KW funzionanti in parallelo, di cui solo una attualmente risulta funzionante. I liquami in ingresso alla stazione “Menga 2” sono sollevati alla stazione“Menga 1” attraverso una mandata in ghisa sferoidale di DN 250. L’impianto Menga 2 è stato dimensionato per ospitare 3 pompe del tipo Flygt NP 3153.180 da 9 KW funzionanti in parallelo. Di questa tipologia di apparecchiature elettromeccaniche, attualmente ne esistono 3 e ne sono in esercizio 2. Il sollevamento Menga 1 riceve sia i liquami sollevati dalle due stazioni di sollevamento Sabbie Bianche e Menga 2 che quelli in arrivo, a gravità, dalla rete fognaria. L’impianto Menga 1 è stato dimensionato per ospitare 3 pompe del tipo Flygt CP 3201.180 da 30 KW funzionanti in parallelo. Attualmente esistono due apparecchiature di tali caratteristiche. Gli impianti di sollevamento “Menga 1” e “Menga 2” sono dotati di uno sfioratore di sicurezza per scolmare la portata in arrivo nel caso di insufficienza o mal funzionamento delle pompe. La configurazione dei 3 impianti di sollevamento sopra descritti è la seguente: legenda Flusso a gravità Flusso a pressione All’impianto di depurazione sito in loc. Ravagnese sollevamento sollevamento Menga1 Menga2 sollevamento Sabbe bianche pag. 32 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 2. IL PROBLEMA DEGLI SCARICHI ABUSIVI I sopralluoghi e le indagini effettuati hanno evidenziato che, scaricano, direttamente sul Torrente Menga, una serie di scarichi fognari probabilmente non regolarmente allacciati alla pubblica fognatura. Ciò chiaramente causa una grave situazione ambientale poiché i liquami fognari non trattati e non consentiti sfociano proprio sulla spiaggia alla foce del torrente. I liquami, che dall’odore nauseabondo si presumono fognari, viaggiano nel corso d’acqua asciutto per poi incanalarsi a pochi metri dalla spiaggia, fuoriuscendo in mare che si presenta schiumoso e visibilmente sporco in alcuni periodi dell’anno. Si dovrà quindi procedere al’eliminazione delle fonti primarie dell’inquinamento attraverso il controllo ed il successivo divieto degli scarichi abusivi. Ciò potrà essere fatto sia attraverso un censimento diretto, effettuato risalendo il corso d’acqua dalla sorgente alla foce, sia attraverso un censimento indiretto, acquisendo la documentazione relativa agli scarichi autorizzati (D.Lgs. 152/99) da parte della Provincia di Reggio Calabria. 3. OBIETTIVI DELL’INTERVENTO Il seguente studio è stato condotto per rispondere a tre obiettivi essenziali: • calcolare la portata ammissibile in ingresso in ciascuna vasca di carico: Sabbie Bianche, Menga 2, Menga 1; • verificare l’efficacia, del sistema in relazione alla portata effettiva in ingresso al sistema fognario; • verificare se la tipologia e la quantità pompe adottate per ciascuna stazione di sollevamento e secondo il progetto originario siano in grado di sollevare la portata in ingresso, una volta fissate le caratteristiche geometriche ed idrauliche della condotta di mandata e calcolate le perdite di carico localizzate e distribuite lungo il circuito; • scegliere qualora necessario nuove elettropompe in grado sollevare la portata in ingresso in ciascuna vasca di carico, e verificare o riprogettare il volume utile di ciascun pozzo. pag. 33 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 4. VERIFICA DELLO STATO ATTUALE 4.1 Calcolo della portata massima ammissibile in ciascuna vasca di carico La portata di arrivo in ciascuna vasca di carico è stata calcolata a partire dalla stima del grado di riempimento della tubazione in ingresso, stima effettuata a seguito di diversi ed attenti sopralluoghi. Si è ipotizzato che il tubo di arrivo si comporti come un canale a sezione circolare e che il liquido bagni quindi solo una parte del tubo. Noto il diametro della tubazione, si è pertanto utilizzata la formula di Chézy, valida per le correnti a pelo libero, per il calcolo della velocità v: v = χ Ri [m/sec] dove: - χ = coefficiente di conduttanza che dipende, dalla scabrezza omogenea equivalente ε espressa in mm, dal numero di Reynolds Re e dal coefficiente di forma del canale φ pari ad 1 se la sezione è circolare; - i [m/m] = pendenza; - R [m] = raggio idraulico, definito come rapporto tra la superficie della sezione del flusso A ed il perimetro bagnato P. Ipotizzando, cautelativamente, che nel canale il moto sia assolutamente turbolento, il coefficiente χ assume, secondo la schematizzazione di Strickler, un valore pari a: χ GS = K s 6 R , dove: Ks [m1/2] = parametro che dipende dalla scabrezza della canalizzazione; R [m] = raggio idraulico della condotta. Tutte le tubazioni in ingresso nelle tre vasche di carico, sebbene di diametro differente, sono in gres. Quindi, la verifica idraulica della condotta è stata eseguita inizialmente con il metodo di GAUCKLER-STRICKER assumendo un parametro di scabrezza K s = 70 (m1/3/sec-1), come assunto dall’ASTM e consigliato per canalizzazioni in gres. In seguito sono state fatte due ulteriori verifiche applicando i metodi di MANNING (parametro di scabrezza n= 0.011 (m-1/3 sec)) e di BAZIN (parametro di scabrezza γ= 0.23 (m1/2)). pag. 34 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga SOLLEVAMENTO SABBIE BIANCHE Diametro tubazione Materiale tubazione Scabrezza 300 mm Gres con incrostazioni e depositi Ks = 70 (m 1/3 /sec-1) GaucklerStrickler n = 0.011 (m -1/3sec) Manning γ= 0.23 (m 1/2) Grado di riempimento 20% Bazin pag. 35 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 36 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 37 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 38 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 39 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 40 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 41 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga Confronto tra i diagrammi delle velocità 6.00 Velocità "V" (m/sec) Bazin Manning Gauckler-Strickler 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 Grado di riempimento "h" (m) 0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Confronto tra i diagrammi delle portate 0.35 Velocità "V" (m/sec) Bazin Manning Gauckler-Strickler 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 Grado di riempimento "h" (m) 0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 pag. 42 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga SOLLEVAMENTO MENGA 2 Diametro tubazione Materiale tubazione Scabrezza 300 mm Gres con incrostazioni e depositi Ks = 70 (m 1/3 /sec-1) GaucklerStrickler n = 0.011 (m -1/3sec) Manning γ= 0.23 (m 1/2) Bazin Grado di riempiment o 20% COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 44 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 45 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 46 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 47 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 48 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 49 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga Confronto tra i diagrammi delle velocità 3.00 Velocità "V" (m/sec) 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 Bazin Manning Gauckler-Strickler Grado di riempimento "h" (m) 0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Confronto tra i diagrammi delle portate 0.20 Velocità "V" (m/sec) 0.18 0.16 0.14 Bazin Manning Gauckler-Strickler 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 Grado di riempimento "h" (m) 0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 pag. 50 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga SOLLEVAMENTO MENGA 1 Diametro tubazione 600 Materiale tubazione Gres con incrostazioni e depositi Scabrezza mm Ks = 70 (m 1/3 /sec-1) GaucklerStrickler n= 0.011 (m 1/3 sec) Manning γ= 0.23 (m 1/2) Grado di riempiment o 20% Bazin pag. 51 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 52 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 53 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 54 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 55 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 56 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga pag. 57 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga Confronto tra i diagrammi delle velocità Velocità "V" (m/sec) 4.50 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 Bazin Manning Gauckler-Strickler 0.50 Grado di riempimento "h" (m) 0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Confronto tra i diagrammi delle portate Velocità "V" (m/sec) 1.20 1.00 0.80 0.60 Bazin 0.40 Manning Gauckler-Strickler 0.20 Grado di riempimento "h" (m) 0.00 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 Di seguito sono riportati i calcoli effettuati corrispondenti ad un grado di riempimento della tubazione dell’80%. pag. 58 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga Diametro tubazione Materiale Tubazione Scabrezza SOLLEVAMENTO SABBIE BIANCHE 300 Gres con incrostazioni e depositi Ks = 70 (m 1/3 /sec-1) n = 0.011 (m -1/3sec) γ= 0.23(m 1/2) Grado di riempimento 80 % Massima altezza tirante idrico Portata massima Velocità massima 0.24 814.23 3.73 Diametro tubazione Materiale Tubazione Scabrezza Grado di riempimento Massima altezza tirante idrico Portata massima Velocità massima Diametro tubazione Materiale Tubazione Scabrezza mm Gauckler-Strickler Manning Bazin m m3/h m2/s SOLLEVAMENTO MENGA 2 300 mm Gres con incrostazioni e depositi Ks = 70 (m 1/3 /sec-1) Gauckler-Strickler -1/3 n = 0.011 (m sec) Manning Bazin γ= 0.23(m 1/2) 80 % 0.24 432.00 1.98 SOLLEVAMENTO MENGA 1 300 Gres con incrostazioni e depositi Ks = 70 (m 1/3 /sec-1) n = 0.011 (m -1/3sec) γ= 0.23(m 1/2) Grado di riempimento 80 % Massima altezza tirante idrico Portata massima Velocità massima 0.48 2794.46 3.20 m m3/h m2/s mm Gauckler-Strickler Manning Bazin m m3/h m2/s pag. 59 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga Lo schema quantificato secondo quanto sopra è riportato qui di seguito: 771 120 200 120 All’impianto di depurazione sollevamento sollevamento Menga1 Menga2 570 112 sollevamento 226 Sabbe bianche legenda Flusso a gravità 114 Flusso a pressione Flusso di sfioro l/s 4.2 Portata max Verifica della popolazione afferente alla fognatura Il calcolo delle portate nere in tempo asciutto afferente al pozzetto dalla rete a gravità è stato sviluppato nel seguente modo: • la dotazione idrica è stata fissata per tutta la popolazione in 300 l/ab x die; • il coefficiente di afflusso alla fogna è stato assunto pari a 0.8; • la portata media relativa alla popolazione, indicata con la notazione "Qm" è stata calcolata come segue: Qm = 0.8Ab eq 300 (24 ⋅ 1000) in m3/h pag. 60 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga la portata di punta massima relativa alla popolazione servita, indicata con la notazione "Qp" e stata calcolata come segue: Qp = K ⋅ Qm , • con "K" coefficiente di punta calcolato come segue: 2.5 K = 1.5 + 0.5 . Qm Dalla verifica delle portate massime affluibili, risulta una potenzialità della rete pari a circa 25.000 utenti e quindi superiore al 50% della popolazione afferente l’area dei sollevamenti del Menga ed inoltre in linea con lo sviluppo urbano previsto per l’area. 5. CRITERI PROGETTUALI Il dimensionamento idraulico è stato effettuato conformemente ai criteri qui di seguito esposti: 5.1. Criteri per la determinazione delle perdite di carico distribuita I calcoli per le perdite di carico sono stati effettuati con la formula: L V2 ∆h = λ ⋅ ⋅ D 2⋅g dove: ∆h = Perdita di carico espressa [metri colonna acqua]; λ = coefficiente di attrito; L = lunghezza del tubo [m]; D = diametro interno del tubo [m]; V = velocità media dell'acqua [m/s] g = accelerazione di gravità pari a 9,81 m/s2; Per il calcolo di f si è utilizzata la formula di Colebrook: 2,51 ε / D = −2 ⋅ log + λ Re⋅ λ 3.71 1 dove: pag. 61 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga Re = numero di Reynolds; ε scabrezza del tubo [m]. = 5.2. Criteri per la determinazione delle perdite di carico concentrate Per le perdite di carico concentrate si è adottata la formula generale: ∆H = K ⋅ V2 2g dove: ∆H = perdita di carico espressa in metri di colonna di acqua [m.c.a.]; V = velocità media dell'acqua g accelerazione di gravità pari a 9,81 [m/s2]; = [m/s]; con: 6. K = 1.00 per sbocco; K = 0.50 per imbocco; K = 0.35 per curva a 90° ad elevato grado di curvatura; K = 1.00 per raccordo a T diretto. DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE DI SOLLEVAMENTO E SCELTE PROGETTUALI Al momento del calcolo, per ciascun impianto considerato sono noti : - il diametro della tubazione di mandata della singola pompa, determinato dal piede di accoppiamento della stessa; - la lunghezza; - il diametro; - il materiale della tubazione di mandata principale. Il valore della portata sollevata dall’impianto è stata quindi valutata per tentativi, imponendo l’uguaglianza tra prevalenza richiesta e prevalenza fornita dall’impianto. Una volta calcolata la portata da sollevare e la prevalenza monometrica è risultato quindi noto il punto di funzionamento dell’impianto. Poiché ciascuna stazione di sollevamento sarebbe dovuta essere dotata, secondo progetto originario, di n. 3 pompe montate in parallelo, la curva caratteristica pag. 62 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga delle stesse è stata ricavata sommando i valori di portata a parità di prevalenza. Considerando le portate assunte a base di progetto è stato possibile pervenire alle seguenti conclusioni: - per agevolare le operazioni di manutenzione, le pompe saranno munite di piedi di accoppiamento e di tubi guida, inoltre verrà completamente ripristinato il piping idraulico costituito da valvole, saracinesche installate nel pozzetto o nelle adiacenti camere di manovra. - Tutti i quadri elettrici di comando e di potenza saranno oggetto di ammodernamento al fine di rispondere ai requisiti del D.M. 37/08 e alle nuove apparecchiature installate. Di seguito sono riportati i calcoli eseguiti e la soluzione impiantistica d’optimum. Da vasca di carico – A vasca di carico Sabbie Bianche – Menga 1 Menga 2 – Menga 1 Mega 1 – Pozzetto di carico imp. dep. loc. Ravagnese 6.1. Condotta di mandata DN (mm) Materiale Lunghezza (m) 300 300 ghisa sferoidale ghisa sferoidale 600.00 140.00 300 ghisa sferoidale 910.00 Soluzione progettuale impianto sollevamento “Sabbie Bianche” Per sollevare la portata di progetto, è necessario che entrino in funzione due pompe tipo Flygt Mod. CP 3152 da 13.5KW. La terza dovrà comunque essere collocata come riserva. Inoltre la vasca di carico dovrà essere dotata di uno sfioratore di emergenza in caso di eventi meteorici estremi. SOLLEVAMENTO SABBIE BIANCHE – soluzione progettuale 1 POMPA IN FUNZIONE Mod. CP 3152 da 13.5KW Portata sollevata 71.11 Prevalenza 12.44 2 POMPE IN FUNZIONE Mod. CP 3152 da 13.5KW Portata sollevata 112.50 Prevalenza 15.11 3 POMPE IN FUNZIONE Mod. CP 3152 da 13.5KW Portata sollevata 134.50 Prevalenza 17.20 l/s m l/s m l/s m pag. 63 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 40.00 H (mcl) 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 Q (mc/h) 0.00 0.00 100.00 200.00 300.00 funz. 1 pompa 6.2. 400.00 funz. 2 pompe 500.00 600.00 funz. 3 pompe 700.00 800.00 900.00 curva circuito Soluzione progettuale impianto sollevamento “Menga2” Per sollevare la portata di progetto è necessario che entrino in funzione due pompe tipo Flygt Mod. NP 3153.108 da 13,5W. La terza dovrà comunque essere collocata come riserva. SOLLEVAMENTO MENGA 2 – soluzione progettuale 1 POMPA IN FUNZIONE Mod. NP 3153.108 da 13,5 KW Portata sollevata 77.50 Prevalenza 8.48 2 POMPE IN FUNZIONE Mod. NP 3153.108 da 13,5 KW Portata sollevata 126.94 Prevalenza 10.40 3 POMPE IN FUNZIONE Mod. NP 3153.108 da 13,5 KW Portata sollevata 155.00 Prevalenza 12.00 l/s m l/s m l/s m pag. 64 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 20.00 H (mcl) 15.00 10.00 5.00 Q (mc/h) 0.00 0.00 200.00 400.00 funz. 1 pompa 6.3. 600.00 funz. 2 pompe 800.00 funz. 3 pompe 1000.00 1200.00 1400.00 curva impianto Soluzione progettuale impianto sollevamento “Menga1” Le tre pompe tipo Flygt Mod. CP 3201.180 da 30 kW, attualmente installate, non sono in grado di sollevare la portata di progetto, come di seguito dimostrato: SOLLEVAMENTO MENGA 1 – VERIFICA ATTUALE 1 POMPA IN FUNZIONE Mod. CP 3201.180 da 30 KW Portata sollevata 134.44 Prevalenza 43.66 2 POMPE IN FUNZIONE Mod. CP 3201.180 da 30 KW Portata sollevata 174.72 Prevalenza 44.16 3 POMPE IN FUNZIONE Mod. CP 3201.180 da 30 KW Portata sollevata 186.67 Prevalenza 44.18 l/s m l/s m l/s m pag. 65 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 45.00 H (mcl) 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 0.00 Q (mc/h) 200.00 400.00 funz. 1 pompa 600.00 funz. 2 pompe 800.00 funz. 3 pompe 1000.00 1200.00 1400.00 cuva circuito Tali pompe dovranno essere sostituite con due di potenza maggiore in grado di sollevare una portata di circa 200 l/sec con una prevalenza totale di oltre 40 m (tipo Flygt Mod. NP 3301.180 da 55 KW), affiancate da una pompa di riserva avente le stesse caratteristiche. Anche in questo caso la vasca di carico dovrà essere dotata di uno sfioratore di emergenza in caso di eventi meteorici estremi. Di seguito sono riportati i dati di progetto. SOLLEVAMENTO MENGA 1 – soluzione progettuale 1 POMPA IN FUNZIONE Mod. NP 3301.180 da 55 KW Portata sollevata 151.40 Prevalenza 31.25 2 POMPE IN FUNZIONE Mod. NP 3301.180 da 55 KW Portata sollevata 192.00 Prevalenza 42.20 3 POMPE IN FUNZIONE Mod. NP 3301.180 da 55 KW Portata sollevata 210.00 Prevalenza 48.00 l/s m l/s m l/s m pag. 66 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 80.00 H (mcl) 60.00 40.00 20.00 0.00 0.00 Q (mc/h) 200.00 400.00 600.00 funz. 1 pompa 7. 800.00 1000.00 funz. 2 pompe 1200.00 funz. 3 pompe 1400.00 1600.00 1800.00 2000.00 curva circuito VERIFICA SUI VOLUMI DI COMPENSO La natura delle acque trasportate in fognatura e la forte variabilità delle portate pongono particolari problemi alla progettazione di un impianto di sollevamento sia nei riguardi del macchinario (tipo e numero di pompe), sia relativamente al volume ed alla geometria ottimale della vasca di aspirazione. La dimensione del pozzo dovrebbe essere la minore possibile sia per ridurre i costi e sia per mantenere meno possibile il liquame stagnate; è ovvio che il volume minimo è funzione del numero di avviamenti/ora consentiti dalla macchina. Il livello nel pozzo è regolato da un interruttore a bulbo di mercurio rinchiuso in un involucro impermeabile galleggiante , sospeso all’altezza voluta tramite il cavo elettrico che lo collega al quadro di avviamento dell’elettropompa. La variazione di livello del liquido varia la posizione del regolatore e di conseguenza l’interruttore a mercurio apre o chiude il circuito di controllo. 7.1. Stazione di sollevamento Sabbie bianche Come già osservato per sollevare la portata di progetto, in ingresso alla stazione Sabbie bianche, è necessario che entrino in funzione due delle pompe attualmente installate (tipo Flygt Mod. CP 3152 da 13.5KW). pag. 67 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga Il volume utile delle vasca, compreso tra il livello massimo di avviamento ed il livello minimo di arresto, è funzione del massimo numero di avviamenti orari delle elettropompe. Il volume utile richiesto per un’elettropompa, dipende dalla sua portata nominale Qp1 e dal numero massimo z di avviamenti orari. Nel caso di impianto dotato di due elettropompe, il volume utile richiesto dipende dalla portata nominale Qp2 delle apparecchiature, pertanto, essendo Qp1≤ Qi ≤ Qp1+Qp2, per Qp1=Qp2, si ha: - - un tempo di riempimento Tr = - un tempo di vuotatura Tv = V2 , Q i − Q p1 V2 (Q p1 + Q p 2 ) − Q i . Tk è minimo quando Q i = Q p1 + 0.5Q p1 da cui Q p1 = Q p 2 = 2 / 3Q i . Nel caso di stazione equipaggiata con n elettropompe uguali che si avviano in sequenza all’aumentare del livello e, sempre in sequenza, si staccano al diminuire del livello, il volume totale richiesto è dato dall’espressione: V = V1 + (n − 1)A∆h in cui: - n è il numero delle pompe; - z è numero di avvii orari ammissibili per una singola pompa determinabile una volta nota la durata minima ammissibile per il ciclo di una singola pompa; - A è l’area della sezione orizzontale utile della camera di aspirazione; - ∆h è il dislivello tra i successivi avvii delle pompe, uguale al dislivello tra i successivi arresti; il limite minimo per il ∆h è dato dalla sensibilità degli interruttori impiegati. Per gli interruttori galleggianti a bulbo di mercurio, di corrente impiego nella pratica fognaturistica, si può assumere ∆h pari a circa 20 - 30 cm. La superficie in pianta, dell’impianto Sabbie Bianche, risulta di S=3.0 * 3.0=9.0 m2; il volume totale sarà quindi pari a: V= Q1 252 + A∆h = + 2 .7 = 6 .9 m 3 , 4z 60 avendo letto dai dati di targa che il numero di avviamenti /ora è z=15. Anche tale valore è inferiore rispetto al volume effettivo della vasca. pag. 68 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga 7.2. Stazione di sollevamento Menga 2 Per sollevare la portata di progetto, in ingresso alla stazione Menga 2, è necessario che entri in funzione una sola delle pompe attualmente installate (tipo Flygt Mod. NP 3153.108 da 9W). Il volume utile delle vasca, compreso tra il livello massimo di avviamento ed il livello minimo di arresto, è funzione del massimo numero di avviamenti orari delle elettropompe. Il volume utile richiesto per un’elettropompa, dipende dalla sua portata nominale Qp1 e dal numero massimo z di avviamenti orari. Nel caso in esame, ovvero di una sola macchina, per Qi (portata in ingresso) si avrà: - un tempo di riempimento Tr = - tempo di vuotatura Tv = V ∆V e = Q p1 − Q i per ∆V = Tv , Qi ∆t ∆V V e Tv = . Q p1 − Q i Q p1 − Q i La durata di un ciclo è Tk = Tr + Tv . Posto Q i = αQ p1 (con 0 < α ≤ 1 ), Tk è minimo quando α = 0.5 ed il volume richiesto è pari a: V1 = Q p1 4z . La pompa attualmente installata è in grado di sollevare una portata di 260 m3/h ed il motore consente un massimo numero di avviamenti orari pari a 15/h. Il volume utile della vasca sarà quindi pari a V1 = 4.33 m 3 . Tale valore è minore rispetto al volume effettivo della vasca, larga 2.5 m, lunga 4.15 m ed alta 4m. 7.3. Stazione di sollevamento Menga 1 Per sollevare la portata di progetto in ingresso alla stazione Menga 1 si è deciso di installare due elettropompe centrifughe funzionanti in parallelo. La stazione di pompaggio è stata quindi dimensionata per una portata in ingresso Qi=200 l/s e prevalenza geodetica di 10.4 m. Per quanto riguarda la verifica del volume utile della vasca di carico, si considera l’attuale superficie in pianta dell’impianto Menga 1 pari a S=4.3 * 5.0=21.5 m2. Il volume totale sarà quindi pari a: V= Q1 200 + A∆h = + 6.45 = 9.9 m 3 . 4z 60 avendo letto dai dati di targa dell’elettropompa scelta che il numero di avviamenti /ora è z=15. Pertanto si ha: pag. 69 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 2 – Riqualificazione sollevamenti fognari del torrente Menga h= V = 0.45 m . A Essendo il livello minimo di aspirazione pari a 0.65 m l’avviamento della prima elettropompa sarà posto a quota + 1.10 m dal fondo del pozzo ; la quota di avvio della seconda pompa sarà 1.10+∆h=1.40 m. Infine la quota di arresto della prima macchina sarà pari all’altezza minima di aspirazione 0.65 m e la seconda sarà 0.65+ ∆h=0.95 m. 8. DIMENSIONAMENTO DELLE PRECAMERE DI DISSABBIATURA Posto che le tre stazioni di sollevamento oggetto dello studio sono afferenti ad un sistema di fognatura mista (acque bianche e nere) e che nella zona di pertinenza si registra un notevole trasporto solido soprattutto in caso di pioggia, al fine di proteggere le apparecchiature elettromeccaniche dall’azione abrasiva del materiale trascinato e aumentarne il rendimento si è prevista la realizzazione, a monte di ciascuna stazione, di vasche di dissabbiatura dotate di griglia grossolana a cestello. Il dimensionamento di queste opere è basato sui dati quali la portata in ingresso e il tempo necessario per la sedimentazione del materiale solido trasportato, che si è adottato pari a 4 minuti. Di seguito vengono riepilogate le quantità in gioco. Determinazione della portata max. diam [m] Sabbie bianche Menga 1 Menga 2 0.30 0.60 0.30 Determinazione del H arrivo/stramazzo e del volume del dissabb. Sabbie bianche Menga 1 Menga 2 Area [mq] t.p. 0.071 0.283 0.071 L [m] 3.00 4.00 2.50 R.dir. [m] pend. [%] scab . Condutt . vel. [m/sec] 0.075 0.15 0.075 7% 2% 2% 70 70 70 58.446 65.603 58.446 4.209 3.611 2.236 H min [cm] 5.00 9.40 3.71 Portata per tubo al 50% [mc/s] 0.116 0.395 0.062 tempo rit. [min] Vol. max. piena [mc] Volume adottato [mc] 4.00 4.00 4.00 55.88 189.55 29.85 36.00 64.00 22.50 La portata è stata determinata con la formula di Chezy stimando, in via cautelativa, un percentuale di riempimento della sezione trasversale pari al 50%. pag. 70 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana INTERVENTO DI RIPRISTINO FUNZIONALE DEI SOLLEVAMENTI FOGNARI DELL’AREA URBANA 1. PREMESSA Il presente progetto rappresenta lo stralcio del progetto “riattivazione della seconda linea dell’impianto di depurazione loc. Ravagnese e ottimizzazione dei collettori fognari in arrivo al depuratore stesso” relativo all’intervento di ripristino della piena funzionalità e revamping di n°30 stazioni di sollevamento fognario ricadenti nella zona sud del Comune di Reggio Calabria. L’adduzione dei liquami all’impianto di depurazione avviene attraverso una complessa rete di tubazioni per gravità e in pressione, queste ultime alimentati da stazioni di sollevamento e rilancio fognarie che inviano all’impianto la maggior parte degli scarichi antropici della città. L’impiego di impianti di sollevamento, nonostante i problemi gestionali e di rischio, si rende necessario in quanto le quote delle fognature spesso non consentono l’arrivo dei liquami all’impianto di trattamento. Il seguente studio è stato condotto per rispondere a tre obiettivi essenziali: • verificare la portata ammissibile in ingresso in ciascuna vasca di carico dei sollevamenti dell’area urbana afferenti all’impianto Ravagnese; • verificare l’efficacia, del sistema in relazione alla portata effettiva in ingresso al sistema fognario; • verificare se la tipologia e la quantità pompe adottate per ciascuna stazione di sollevamento e secondo il progetto originario siano in grado di sollevare la portata in ingresso, una volta fissate le caratteristiche geometriche ed idrauliche della condotta di mandata e calcolate le perdite di carico localizzate e distribuite lungo il circuito; • scegliere qualora necessario nuove elettropompe in grado sollevare la portata in ingresso in ciascuna vasca di carico, e verificare o riprogettare il volume utile di ciascun pozzo ed eventuali manufatti a monte. pag. 71 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana 2. VERIFICA DELLO STATO ATTUALE 2.1 Calcolo della portata massima ammissibile in ciascuna vasca di carico La portata di arrivo in ciascuna vasca di carico è stata calcolata a partire dalla stima del grado di riempimento della tubazione in ingresso, stima effettuata a seguito di diversi ed attenti sopralluoghi. Si è ipotizzato che il tubo di arrivo si comporti come un canale a sezione circolare e che il liquido bagni quindi solo una parte del tubo. Noto il diametro della tubazione, si è pertanto utilizzata la formula di Chézy, valida per le correnti a pelo libero, per il calcolo della velocità v: v = χ Ri [m/sec] dove: - χ = coefficiente di conduttanza che dipende, dalla scabrezza omogenea equivalente ε espressa in mm, dal numero di Reynolds Re e dal coefficiente di forma del canale φ pari ad 1 se la sezione è circolare; - i [m/m] = pendenza; - R [m] = raggio idraulico, definito come rapporto tra la superficie della sezione del flusso A ed il perimetro bagnato P. Ipotizzando, cautelativamente, che nel canale il moto sia assolutamente turbolento, il coefficiente χ assume, secondo la schematizzazione di Strickler, un valore pari a: χ GS = K s 6 R , dove: - Ks [m1/2] = parametro che dipende dalla scabrezza della canalizzazione; - R [m] = raggio idraulico della condotta. La verifica idraulica della condotta è stata eseguita inizialmente con il metodo di GAUCKLERSTRICKER assumendo un parametro di scabrezza corrispondente al collettore. In seguito sono state fatte due ulteriori verifiche applicando i metodi di MANNING e di BAZIN. 2.2 Verifica della popolazione afferente alla fognatura Il calcolo delle portate nere in tempo asciutto afferente al pozzetto dalla rete a gravità è stato sviluppato nel seguente modo: pag. 72 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana • la dotazione idrica è stata fissata per tutta la popolazione in 300 l/ab x die; • il coefficiente di afflusso alla fogna è stato assunto pari a 0.8; • la portata media relativa alla popolazione, indicata con la notazione "Qm" è stata calcolata come segue: Qm = 0.8Ab eq 300 (24 ⋅ 1000) in m3/h la portata di punta massima relativa alla popolazione servita, indicata con la notazione "Qp" e stata calcolata come segue: Qp = K ⋅ Qm , • con "K" coefficiente di punta calcolato come segue: 2.5 K = 1.5 + 0.5 . Qm Dalla verifica delle portate massime affluibili, risulta una potenzialità della rete in deficit del 20% rispetto alla popolazione; l’intervento dovrà prevedere il potenziamento del sistema di sollevamenti anche in relazione allo sviluppo urbano previsto per l’area. pag. 73 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana 3. CRITERI PROGETTUALI Il dimensionamento idraulico è stato effettuato conformemente ai criteri qui di seguito esposti: 4.1 Criteri per la determinazione delle perdite di carico distribuita I calcoli per le perdite di carico sono stati effettuati con la formula: ∆h = λ ⋅ L V2 ⋅ D 2⋅g dove: ∆h = Perdita di carico espressa [metri colonna acqua]; λ = coefficiente di attrito; L = lunghezza del tubo [m]; D = diametro interno del tubo [m]; V = velocità media dell'acqua [m/s] g = accelerazione di gravità pari a 9,81 m/s2; Per il calcolo di f si è utilizzata la formula di Colebrook: 2,51 ε / D = −2 ⋅ log + λ Re⋅ λ 3.71 1 dove: Re = numero di Reynolds; ε = scabrezza del tubo [m]. 4.2 Criteri per la determinazione delle perdite di carico concentrate Per le perdite di carico concentrate si è adottata la formula generale: ∆H = K ⋅ V2 2g dove: ∆H = perdita di carico espressa in metri di colonna di acqua [m.c.a.]; pag. 74 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana V = velocità media dell'acqua [m/s]; g = accelerazione di gravità pari a 9,81 [m/s2]; K = 1.00 per sbocco; K = 0.50 per imbocco; K = 0.35 per curva a 90° ad elevato grado di curvatura; K = 1.00 per raccordo a T diretto. con: pag. 75 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana 4. DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE DI SOLLEVAMENTO E SCELTE PROGETTUALI Sono interessati seguenti impianti di sollevamento: Impianto “S1 “ Impianto “S2“ Impianto “S3“ Impianto “S3bis“ Impianto “S4“ Impianto “S5“ Impianto “S6“ Impianto “via Morlochio“ Impianto “Via del Tordo“ Impianto “Acem“ Impianto “Candico“ Impianto “c/o Enel“ Impianto “Trapezoli Nord“ Impianto “via Maria Ausiliatrice“ Impianto “via Boschicello“ Impianto “San Sperato 1“ Impianto “Terreti Nasiti 1“ Impianto “Terreti Nasiti 2“ Impianto “Reggio Sud PLR zona Occhio“ Impianto “Reggio Sud PLR zona Pantanello“ Impianto “Reggio Sud PLR zona Centro“ Impianto “Reggio Sud PLR zona v. Provinciale 62“ Impianto “Reggio Sud PLR zona v. Provinciale 32“ Impianto “Reggio Sud PLR zona Lampara“ Impianto “Sala di Mosorrofa” Impianti “via Marina Bassa” pag. 76 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana Gli impianti di pompaggio sono ubicati quasi tutti al di sotto della sede stradale, tranne quelli che, ospitando apparecchiature di dimensioni e caratteristiche tali da consigliarne l’alloggiamento in appositi edifici, comunque in parte interrati. Come riportato nell’elaborato grafico allegato, lo schema tipo degli impianti è costituito da: - Vasca di dissabiatura; - Vasca di raccolta in cls armato; - Pozzetto di manovra; - Pompe con comando automatico; - Condotta di mandata a pressione in acciaio; - Cabina o armadietto per l’alloggiamento del quadro elettrico. Laddove si realizzerà una vasca per la decantazione del materiale sabbioso, a protezione delle apparecchiature elettromeccaniche installate viene prevista una griglia a cestello, con luce tra le barre di 50 mm, in corrispondenza dello sbocco di alimentazione della vasca di raccolta. I chiusini di accesso alla vasca di raccolta saranno del tipo stagno e con caratteristiche di classe non inferiore a C250 (carico di rottura 250 kN). I computi metrici, che costituiscono parte integrante di questa documentazione, riportano caso per caso tutte le apparecchiature che sarà possibile riparare e tutte quelle che invece sarà necessario acquistare ex novo. In ogni caso le elettropompe garantiranno sia lo smaltimento della portata media che della portata di punta; il loro funzionamento sarà regolato da quadri elettrici di controllo e comando che ne assicureranno la marcia in alternanza, onde garantire un consumo omogeneo delle parti meccaniche. Come la moderna tecnica prevede le elettropompe saranno costituite da un motore elettrico alloggiato in un vano a tenuta stagna, collegato mediante un albero di lunghezza ridotta ad una girante monocanale con passaggio libero in funzione della portata che la singola apparecchiatura dovrà smaltire. La marcia sarà infine governata da regolatori di livello di minimo, di massimo e di emergenza. Al momento del dimensionamento e della scelta dell’intervento, per ciascun impianto considerato sono noti : - il diametro della tubazione di mandata della singola pompa; - la portata in arrivo e la tipologia di scarico; pag. 77 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana - la lunghezza e il diametro della condotta di mandata; - il materiale della tubazione di mandata principale. Il criterio progettuale ha sempre previsto elettropompe di cui una con funzione di riserva asservite ad un relè di scambio che ne alterni il funzionamento. Queste saranno costituite da motori elettrici alloggiate in un vano a tenuta stagna il motore elettrico sarà asincronico trifase con rotore a gabbia, protezione IP 68, isolato in classe F. E’ previsto per funzionamento continuo, con sovraccarico massimo del 10% e raffreddamento in ambiente a temperatura di + 40°C. Il raffreddamento del motore avverrà tramite scambio termico con il fluido circostante o mediante circolazione forzata di parte del liquido pompato attraverso una apposita camera di raffreddamento. La protezione del motore sarà assicurata da due microtermostati incorporati nello statore. Le pompe funzioneranno in completa o parziale immersione nel liquido da pompare. La pompa verrà calata dentro il pozzo con l’ausilio di due tubi che la guidano fino al piede di accoppiamento, fissato sul fondo del pozzo. Il peso proprio della pompa realizza una perfetta aderenza fra la flangia di mandata ed il piede di accoppiamento. Le condotte di mandata delle elettropompe saranno realizzate in acciaio non legato, per agevolare le operazioni di manutenzione, le pompe saranno munite di piedi di accoppiamento e di tubi guida, inoltre verrà completamente ripristinato il piping idraulico costituito da valvole, saracinesche installate nel pozzetto o nelle adiacenti camere di manovra. Tutti i quadri elettrici di comando e di potenza saranno oggetto di ammodernamento al fine di rispondere ai requisiti del D.M. 37/08 e alle nuove apparecchiature installate. In alcuni casi al fine di proteggere le apparecchiature elettromeccaniche dall’azione abrasiva del materiale trascinato e aumentarne il rendimento si è prevista la realizzazione, a monte, di vasche di dissabbiatura dotate di griglia grossolana a cestello. Il dimensionamento di queste opere è basato sui dati quali la portata in ingresso e il tempo necessario per la sedimentazione del materiale solido trasportato, che si è adottato pari a 4 minuti. pag. 78 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana 5. SPECIFICHE TECNICHE DELLE ATTREZZATURE ELETTROMECCANICHE Il motore elettrico sarà asincronico trifase con rotore a gabbia, protezione IP 68, isolato in classe F. E’ previsto per funzionamento continuo, con sovraccarico massimo del 10% e raffreddamento in ambiente a temperatura di + 40°C. Sono consentiti fino a 15 avviamenti ora. Il raffreddamento del motore avverrà tramite scambio termico con il fluido circostante o mediante circolazione forzata di parte del liquido pompato attraverso una apposita camera di raffreddamento. La protezione del motore sarà assicurata da due microtermostati incorporati nello statore. Due tenute meccaniche, lubrificate e raffreddate da un bagno di olio, assicureranno il perfetto isolamento fra parte idraulica ed il motore elettrico. Di disegno compatto riducono al minimo la sporgenza dell’albero dal supporto inferiore e, conseguentemente, la flessione dell’albero stesso e le vibrazioni delle parti rotanti. I cuscinetti saranno preingrassati con lubrificante Long – Life. La girante sarà equilibrata staticamente e dinamicamente. I cavi di alimentazione elettrica, specifici per uso sommerso saranno ampiamente dimensionati. Materiali: Fusioni principali: Ghisa GG 20, Girante: Ghisa GG 25, Albero: Acciaio inox AISI 304, Viterie: Acciao inox, Tenute meccaniche: Ceramica, Finitura esterna della pompa:verniciatura epossidica. Installazione fissa nel pozzo: le pompe funzioneranno in completa o parziale immersione nel liquido da pompare. La pompa verrà calata dentro il pozzo con l’ausilio di due tubi che la guidano fino al piede di accoppiamento, fissato sul fondo del pozzo. Il peso proprio della pompa realizza una perfetta aderenza fra la flangia di mandata ed il piede di accoppiamento. pag. 79 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana 6. QUADRI ELETTRICI DI POTENZA I quadri elettrici di potenza avranno caratteristiche generali come da specifiche per ciascun impianto di pompaggio, per l’azionamento delle elettropompe previste, in avviamento diretto o stella-triangolo a seconda delle caratteristiche delle apparecchiature, cassa in lamiera per interno, fissaggio a pavimento o a parete, composto da: • Interruttore generale automatico magnetotermico differenziale con dispositivo bloccoporta; • Portafusibili tripolari con fusibili ritardanti per cad. pompa; • Avviatore diretto per cad. pompa; • Selettore man-0-aut cad. pompa; • Lampada verde presenza tensione generale • Lampade di marcia e scatto termico cad. pompa; • Trasformatori per circuiti ausiliari di potenza adeguata; • Q.b. relè ausiliari per automatismi di funzionamento; • Q.b. materiale vario di cablaggio, morsetti, targhette indicatrici e quant’altro necessario per la realizzazione del quadro a regola d’arte; • Unità di allarme con batteria tampone 12 V completa di : - Avvisatore acustico: Sirena per interno - Avvisatore ottico: • Regolatori di livello a variazione di assetto, lunghezza cavo 13 mt, come da Lampada Flash 3W specifiche tecniche. 7. QUADRI ELETTRICI DI POTENZA – QUADRI DI AUTOMAZIONE Le apparecchiature saranno montate in armadio metallico chiuso, non ventilato. Il trattamento delle carpenterie prevede: sabbiatura, uno strato di zincante inorganico e due strati di vernice a finire. L’accesso alle apparecchiature sarà possibile mediante portelle apribili a cerniera e munite di serrature. La massima cura sarà dedicata all’impedire che le persone vengano accidentalmente in contatto con le parti sotto tensione; in particolare saranno previsti interruttori/sezionatori che impediscono pag. 80 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana l’apertura delle portelle nella posizione di sezionatore/interruttore chiuso, oppure dispositivi che determinano lo sgancio elettromeccanico degli interruttori all’apertura delle portelle. I cavi di alimentazione entrano, per quanto possibile, dalla parte bassa dell’armadio per collegarsi direttamente all’interruttore generale, oppure da appositi morsetti, protetti da una piastra isolante con indicato l’avvertimento: “Attenzione, parti sempre in tensione”. Sia le portelle che i panelli laterali in lamiera saranno collegati a terra mediante conduttore giallo-verde di sezione minima 6 mm2. I conduttori di collegamento fra le varie apparecchiature saranno alloggiati in apposite canaline di plastica autoestinguenti; il grado di riempimento di queste ultime non supera il 70% della sezione disponibile. Ciascun conduttore sarà distinto mediante anelli numerati componibili, applicati alle estremità del conduttore stesso e riproducenti la numerazione che lo caratterizza sullo schema elettrico. Tutti i conduttori saranno provvisti di adeguati capicorda. All’interno del quadro di comando i collegamenti saranno realizzati con cavo unipolare flessibile; la densità di corrente non sarà superiore a 3 A/mm2, con una sezione minima di 2,5 mm2 per i circuiti di potenza e 1,5 mm2 per i circuiti di comando. La colorazione dei conduttori sarà la seguente: nero : circuiti di potenza rosso : Circuiti di comando giallo-verde : collegamenti di messa a terra. Targhette indicatrici di colore nero con scritte pantografiche saranno posizionate in corrispondenza di ogni interruttore e lampada. Il posizionamento delle varie apparecchiature sarà tale da permettere la facile sostituzione. Ciascun quadro sarà dotato di apposita tasca porta schemi. Componenti principali: Interruttori: Gli interruttori saranno con apertura simultanea delle fasi e del neutro, muniti di protezioni contro i sovraccarichi e/o corto circuito con intervento istantaneo, rispondenti alle normative CEI ultima edizione. Le caratteristiche elettriche degli interruttori sono di seguito riassunte: - tensione di esercizio: variabile a seconda dell’impianto - frequenza: 50Hz - corrente nominale: variabile a seconda dell’impianto pag. 81 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana - comando: manuale o automatico - esecuzione: fissa Morsettiere circuiti ausiliari: 2,5 mm2 calibro minimo: Amperometri e voltometri elettromagnetici tipo quadrato ad incasso: - scala: 90 gradi - classe di precisione: 1,5 - fondo scala voltometri: 500V - fondo scala amperometri: secondo utenza Contattori: I contattori sono del tipo compatto per servizio gravoso, con protezione fusibili, termico e relè di inserimento. - variabile a seconda dell’impianto - variabile a seconda dell’impianto - Esecuzione: fissa - Contatti puliti in morsettiera: Contatti puliti per riporto segnalazione di avaria e scatto termico. pag. 82 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana 8. IMPIANTI DI TERRA Ciascun impianto di terra comprende il dispersore, il collettore principale di terra, la messa a terra delle masse elettriche e delle masse estranee: laddove tali impianti non fossero nelle condizioni di assicurare la piena efficienza dello scarico a terra è prevista la sostituzione delle componenti ammalorate. I dispersori e i conduttori in rame son del tipo e sezione come di seguito evidenziato: • • • Dispersori verticali in acciaio zincato a croce L = 2m; Dispersore orizzontale in corda di rame da 50mm2; Conduttori di protezione in corda di rame isolata giallo-verde di sezione pari a: Sezione S dei Sezione minima dei conduttori di fase conduttori di protezione (Sp) dell’impianto in mm2 in mm2 Sp = S S ≤ 16 15 < S < 35 16 S < 35 Sp = S / 2 • Conduttori di protezione in corda di rame isolata giallo-verde di sezione pari a: Conduttore Conduttore equipotenziale equipotenziale supplementare principale Sp ≥ Sp1 (1) /2 Sp ≥ Sp1 (1) /2 Se collega due masse Con un minimo di 6 2 mm Con un Massimo di 25 Sp ≥ Sp3 (3) /2 mm2 se il conduttore è Se collega una massa ad una rame o di altro materiale massa estranea di pari conduttanza o impedenza 1) Sp 1 = Sezione del conduttore di protezione, la più elevata; 2) Sp 2 = sezione del conduttore di protezione più piccolo collegato alle masse, la più piccola; 3) Sp 3 = Sezione del corrispondente conduttore di protezione da cui deriva. pag. 83 di 84 COMUNE DI REGGIO CALABRIA Progetto esecutivo intervento di riattivazione seconda linea impianto di depurazione località Ravagnese e ottimizzazione collettori fognari in arrivo al depuratore stesso P.to 3 - Riqualificazione sollevamenti fognari area urbana 9. COLLEGAMENTI IDRAULICI Le condotte di mandata di ciascuna elettropompa sono realizzate in acciaio non legato. Il tratto di fognatura in pressione (45,0 m) sarà di diametro e caratteristiche meccaniche adeguate al deflusso della portata spinta dalla elettropompa cui sono collegate; lo stato attuale appare idoneo all’applicazione con nuove apparecchiature o con quelle ripristinate. Il letto di posa (non minore di 15cm) e il rinfianco del tratto di fognatura in pressione, sono realizzati con sabbia fine ben costipata fino ad un altezza non inferiore ai 30 cm dalla generatrice superiore. Ove necessario il ripristino del manto bituminoso verrà eseguito come da elaborato grafico allegato. Non è ammesso alcun allacciamento lungo le condotte in pressione. Saranno installate, sui tronchi di mandata delle pompe, una saracinesca di manovra a corpo piatto ed una valvola di ritegno del tipo a sfera mobile. Specifiche della condotta di mandata delle elettropompe: Tubazioni Acciaio non legato Norme UNI 6363-84 Materiale Fe 360 per tubi di diametro fino a DN 200 Ricavate da tubo senza saldatura in Curve Norma UNI 5788-86 acciaio R: variabile Flange Valvole saracinesca a corpo piatto Valvola di ritegno a palla Piane da saldare a sovrapposizione Materiale Norma UNI 2227-67 PN 10 Foratura UNI 222767 PN10 Materiale Norma UNI 1284 Anelli di tenuta Albero Madrevite Pressione max. di esercizio Foratura UNI 222767 PN 10 Materiale corpo Palla in acciaio rivestito Acciaio FE 410 Corpo, cappello, cuneo e volatino: Ghisa Ottone Accaio inox Bronzo 8.2.1.1.1 PN10 Ghisa sferoidale In gomma vulcanizzata pag. 84 di 84