Corretto dimensionamento degli impianti di trattamento valutazione dei parametri

settembre 16, 2015 in News

La strategia della campagna di monitoraggio del carico idraulico e dei parametri di qualità del refluo, quali dati di input per una corretta progettazione di un nuovo depuratore od il revamping di uno esistente.

a cura di:  Claudio Casale – Responsabile Ufficio Progettazione Mediterranea delle Acque e                                                                  Franco Masenello – Sales Manager B.M. Tecnologie Industriali

Il processo seguito per la definizione del valore di tali grandezze (portata e principali parametri qualitativi come COD, SST, PH, NH4, Temperatura) è stato quello di monitorare i valori di portata e di qualità del refluo. Lo studio si avvale di una campagna di misura di durata prevista pari a 12 mesi (da agosto 2014 a agosto 2015) e di un confronto tra i risultati di quest’ultima e le campagne precedenti effettuate nel 2012. Le attività svolte sono sintetizzate nella determinazione dei valori di portata e di qualità dei reflui che potranno essere utilizzati come dati di ingresso per le progettazioni degli impianti di trattamento.

Il lavoro è stato condotto con la collaborazione della società B.M. Tecnologie Industriali srl di Padova specializzata nelle attività di monitoraggio quali-quantitativo.
B.M. Tecnologie Industriali ha provveduto a redigere con Mediterranea delle Acque S.p.A. il progetto esecutivo. In seguito all’identificazione della strumentazione da utilizzare, B.M. Tecnologie Industriali ha provveduto all’installazione, garantendo una manutenzione continua al fine di assicurare nel tempo l’affi dabilità dei dati misurati.
Per la misura di portata su canale aperto sono stati utilizzati strumenti area velocity dell’azienda tedesca Nivus GmbH la cui peculiarità è la capacità di misurare la velocità dell’acqua su 16 punti lungo il tirante idraulico permettendo quindi una misura accurata ed affidabile della velocità.

Per le misure di qualità del refluo, invece, sono stati utilizzati sensori dell’azienda austriaca S::CAN GmbH combinando tecnologie di sensori a ione selettivo per la misura di parametri come l’ammoniaca con sensori spettrometrici on-line per la misura del COD e dei TSS. Tutti i sensori sono intelligenti, amplificati con uscite in bus di campo, calibrabili da remoto e sono collegati ad una centralina multiparametrica CON:.CUBE, la quale grazie ad un modem GPRS provvedeva all’invio di dati ad un portale in real time.

 Misure di portata

La misura della portata trattata dall’impianto di Sestri Levante è stata determinata mediante due diverse campagne di monitoraggio:

• Campagna I – dal dicembre 2011 a Aprile 2012, tramite la installazione di n.2 pluviometri registratori e di n.6 misuratori di portata installati alla sezione di chiusura di altrettanti sottobacini della rete fognaria

• Campagna II – dal 27/07/2015 e tuttora in corso. È stato identificato un unico sito di misura, all’interno dell’impianto, dove sono monitorate le seguenti grandezze: portata, temperatura del refluo, COD, SST, PH, NH4. 

In entrambe le campagne sono stati posati anche pluviometri registratori per la misura delle piogge.

Campagna di misura 2012

Con riferimento alla figura 3, dove sono evidenziati i bacini idrografici in cui è stata suddivisa Sestri Levante, le registrazioni ottenute ai siti Q1 e Q4, posti alla sezione di chiusura dei bacini principali del Lungomare (bacino A) e del centro storico (bacino D), hanno consentito di valutare in circa 2300 m3 giornalieri (valore mediato sull’intero periodo di monitoraggio) i reflui prodotti complessivamente da Sestri Levante.

In tabella 4 si riportano i valori misurati nei due bacini e i valori complessivi. Visti gli elevati valori delle portate minime notturne osservate in alcuni siti di misura, si è provveduto alla stima della infiltrazione parassita, risultata complessivamente pari a circa 350 m3 giornalieri per l’intera rete fognaria comunale; particolarmente gravosa sotto questo profilo è risultata la situazione dei bacini D ed F, interessati da una infiltrazione parassita giornaliera pari rispettivamente a 100 m3 e 210-220 m3.

Analisi dei dati

Le misure effettuate hanno permesso di individuare i volumi medi giornalieri dell’intero agglomerato in periodo asciutto invernale, che si attesta sui 2.400 mc/g Campagna di misura 2014/15.

Sulla base delle misure analizzate, si può concludere quanto segue:

  • in tempo asciutto indisturbato, le portata medie giornaliere mostrano una notevole variabilità fra periodo estivo, autunnale e invernale (riduzione di circa 50% dal periodo di inizio a quello di fine monitoraggio):

                     Luglio – Agosto 2014 85 -90 l/s

                     Settembre 2014 75 -78 l/s

                     Ottobre 2014 55 l/s

                     Dicembre 2014 42 – 45 l/s

                     Gennaio – Febbraio 2015 40 – 42 l/s

  • i grafici delle portate in ingresso, durante tutto il periodo di monitoraggio, sono ovviamente dipendenti dal numero di pompe avviate contemporaneamente (con una sola pompa circa 40-50 l/s, con due 80-100 l/s) (Tabella 5).

In tempo di pioggia, la presenza delle stazioni di sollevamento consente di registrare valori di portata media giornaliera massima non superiore ai 100 l/s (110 l/s la portata massima registrata il 5 novembre).

In tabella 6 si riportano i volumi giornalieri medi misurati durante i diversi mesi di funzionamento dello strumento. Poiché sono aumentati significativamente i volumi giornalieri in ingresso al depuratore, rispetto alla campagna del 2012, sono stati nuovamente inseriti due strumenti di misura in corrispondenza dei siti denominati Q1 e Q4.

 In tabella 7 si riportano i volumi giornalieri misurati nei primi giorni di aprile 2015.

Il grafico in figura 8 evidenzia l’andamento giornaliero misurato presso i siti sopra descritti nella giornata del 04/04.

In particolare si osservano i seguenti valori medi:

  • lungomare Q = 32, 4 l/s
  • centro storico Q = 27, 4 l/s

Il volume giornaliero misurato durante il periodo estivo risulta anormalmente elevato poiché, per ridurre il rischio di inquinamento delle acque marine, vige l’usanza, da parte
del Comune di Sestri Levante, di sbarrare con delle savanelle il corso di alcuni rivi tombinati pompando l’acqua direttamente in rete nera.

Dati di ingresso alle analisi

Sulla base dei risultati delle campagne di misura, l’apporto complessivo del Comune di Sestri Levante risulta, durante i periodi asciutti estivi, superiore a 7.000 mc/g, per un numero complessivo di abitanti equivalenti stimato intorno alle 45.000 unità. Si evidenzia che le misure effettuate risultano sfalsate dall’abitudine consolidata di sbarrare
il naturale corso dei rivi tombinati durante il periodo estivo, sollevando la portata degli stessi in rete.

Misure di qualità

Dalla tabella 9 con i dati medi giornalieri si nota che durante il primo periodo, caratterizzato dalla presenza di eventi pluviometrici significativi e da portate maggiori (acque parassite), i valori medi di COD sono ridotti (circa 200 mg/l) per effetto della diluizione dei reflui per poi ritornare a gennaio febbraio su valori di circa 400 mg/l.
Non si sono evidenziati valori anomali per quasi tutto il periodo: l’andamento dei grafi ci istantanei dei parametri misurati ha un andamento tipicamente antropico.

 Misure di Temperatura

In tabella 10 si riportano i valori medi di temperatura del refluo misurati nel tempo.

 Conclusioni

La metodologia utilizzata consente di valutare in modo corretto i dati di input alla progettazione o al revamping di un impianto di depurazione.
In particolare il confronto fra portata misurata e portata teorica, carico organico, grado di diluizione consente di valutare l’effettivo carico in ingresso all’impianto e individuare le eventuali criticità in termini di acque parassite, presenza di inquinanti e/o di scarichi anomali sia dal punto di vista quantitativo che qualitativo

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