Guida alla progettazione e al dimensionamento degli impianti di trattamento delle acque di scarico
Considerazioni finali preprogettuali
5 Ottobre 2019
Guida alla progettazione e al dimensionamento degli impianti di trattamento delle acque di scarico
Esempio di calcolo Impianto per servizi igienico sanitari di attivita produttive
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Esempio di calcolo Impianto depurazione edifici residenziali

Esempio di calcolo e dimensionamento di un piccolo Impianto di depurazione per acque di scarico di gruppo edifici residenziali.

Dati preliminari:
(forniti dal committente)

Tipo di insediamento:n.20 appartamenti uso civile abitazione (con due camere da letto)
Numero di abitanti/residenti:non quantificabile, in quanto trattasi di fabbricati in costruzione
Valori inquinanti del liquame:non quantificabili con analisi chimica di laboratorio, in quanto trattasi di fabbricati in costruzione
Recapito finale del depurato:fossato a cielo aperto
Limiti di depurazione richiesti:Tab.3 - scarico in acque superficiali - dell’Allegato 5 - D. Leg.vo 152 del 03.04.2006 - Testo Unico.

Dati di progetto:

Utenti allo scarico:n. 20 appartamenti x 4 abitanti/residenti = 80 utenti
Abitanti/equivalenti:n.80 abitanti equivalenti
Dotazione liquida individuale:200 lt/abitante/giorno
Coeff. di afflusso allo scarico:0,8
Tempo di smaltimento della QT:18 ore/giorno
Portata totale giornaliera QT:200 lt/giorno x 80 abitanti x 0,80 = 12,80 mc/giorno
Portata media oraria Qm:(12,80 mc: 18 ore) = 0,71 mc/ora
Portata di punta oraria Qp:2,5 x Qm = 1,78 mc/ora
BOD5 specifico:60 gr/abitante/giorno
BOD5 totale:4,80 kg BOD5 / giorno
Azoto totale:200 mg/litro (ossia 120 mg/litro Azoto ammoniacale e 80 mg/litro Azoto organico)
Fosforo totale:10 mg/litro
Note ed osservazioni:
esaminati i dati di progetto, al fine di rendere un refluo depurato avente caratteristiche qualitative entro i limiti richiesti, sarà necessario l’impiego di un Impianto di depurazione”a fanghi attivi in aerazione prolungata – ossidazione totale”, con essenziale ciclo epurativo composto dalle seguenti fasi:
  • pretrattamento di grigliatura dei liquami neri, e separazione degli oli/grassi dei liquami da cucine;
  • denitrificazione;
  • depurazione biologica (ossia aerazione, e sedimentazione dei fanghi attivati con ricircolo degli stessi).

1) Pretrattamenti:

  • i reflui da servizio igienico-sanitari passeranno attraverso una stazione di grigliatura, per liberarsi dei materiali solidi grossolani (stracci, assorbenti igienici, ecc.).
    Viene scelto un pozzetto, a pianta quadrata, avente dimensioni ingombro cm 92×92 h 105, con inseriti internamente una griglia verticale inclinata, a pulizia manuale, avete spaziatura tra le barre cm 2.
  • i reflui da cucine dovranno essere pretrattati liberandoli da oli/grassi animali e vegetali; a tal scopo dovrà essere installata una vasca degrassatore (vasca condensagrassi);
    teoricamente la volumetria della vasca dovrebbe risultare dalla seguente espressione:
    Qm: ¼ di ora (ossia 15 minuti riferiti alla portata media oraria).
    Di fatto invece, una vasca degrassatore a servizio di una popolazione da 50 a 150 abitanti deve avere una volumetria calcolata in ragione di 40 lt/abitante, ossia n.80 abitanti x 40 lt/abitante = 3200 litri.
    Viene scelta una vasca degrassatore, cilindrica verticale, avente dimensioni ingombro cm Ø 171 ed altezza cm 225, e volume utile mc 3,20.

2) Denitrificazione

La parte di Azoto da denitrificare sarà di: 0,12 kg/mc x (Qt) 12,80 mc/giorno
= 1,54 kg N/giorno.
La volumetria della vasca viene ricavata dalla seguente formula:
(1,54 kg N/giorno x 1000 g/kg): (Ca x velocità di denitrificazione).
Dal valore dell’espressione sopraindicata risulta che il volume della vasca è indicativamente di 4-5 mc x ogni kg N/giorno.
Fissato prudenzialmente un valore di 5 mc di vasca x ogni kg N /giorno, consegue che il volume della vasca di denitrificazione sarà di: 5 mc x 1,54 kg di Azoto = 7,70 mc
Viene scelta una vasca di denitrificazione, a pianta rettangolare, avente dimensioni ingombro cm 220×300 h 180, e volume utile mc 8,00.
La vasca sarà attrezzata di elettromiscelatore sommerso, del tipo Rotomec – Eco mix – E 1 – giri 1450, potenza motore kw 0,75.

3) Aerazione:

In suddetta vasca è condizione essenziale che il valore del carico volumetrico Cv non sia superiore a 0,50 kg BOD5 /mc.
Fissato un valore Cv di 0,35 kg BOD5/mc, consegue che la vasca di aerazione dovrà avere la seguente volumetria: 4,80 kg BOD5: 0,35 kg BOD5/mc = 13,71 mc.Viene scelta una vasca di aerazione, a pianta rettangolare, avente dimensioni ingombro cm 225×500 h 220, e volume utile mc 15,00.

Il fabbisogno di ossigeno necessario al processo sarebbe di:
4,80 kg BOD5/giorno x 2,2 (OC -load) = 10,56 kg O2 /giorno.
Calcolando però inoltre un’altra quantità aggiuntiva (25%) per la nitrificazione, il fabbisogno totale di ossigeno da introdurre nella vasca di aerazione sarà di:
10,56 kg O2 + (10,56 kg O2 x 0,25) = 13,20 kg O2 /giorno.

La quantità richiesta di ossigeno verrà prelevata dall’aria insufflata nella vasca; un mc di aria contiene 280 gr di ossigeno, per cui sarà necessaria la seguante quantità di aria:
(1 mc/aria x 13,20 kg O2): 0,28 kg O2 = 47,14 mc di aria/giorno.

Per la fornitura di aria viene scelta una elettrosoffiante rotoaspirante, che preleverà l’aria dall’atmosfera e la invierà nella vasca di aerazione, distribuendola in maniera uniforme tramite diffusori sommersi.
Tenendo conto del rendimento di assorbimento dell’ossigeno da parte del liquame, ed altri fattori secondari (perdite di carico nelle tubazioni condotte aria, variazioni di temperatura dell’aria insufflata) viene prudenzialmente stabilito un valore reale di rendimento complessivo del 5%, per cui la necessaria quantità di aria da fornire dall’elettrosoffiante dovrà essere di:
(100 x 47,14 mc/giorno): 5 = circa 943 mc/giorno di aria.

Considerando un tempo di insufflazione di aria di 22 ore/giorno (ossia 2 ore/giorno di non insufflazione, per permettere riposo al macchinario fornitore di aria), consegue che la fornitura oraria di aria sarà di: 943 mc/giorno: 22 ore = circa 43 mc/ora.

Per la fornitura di aria viene scelta una elettrosoffiante del tipo Fpz – K04, avente potenza motore Kw 1,10, capace di fornire 45 mc/ora di aria.
Il funzionamento della elettrosoffiante sarà programmato in automatico, affinché nell’arco delle 24 ore giornaliere vi siano 4 scambi alternati (ognuno dei quali comprende 5 ore di funzionamento e 30 minuti di riposo).

La distribuzione omogenea dell’aria verrà effettuata con n. 6 diffusori sommersi tipo Cosme mod. A, costruiti in acciaio e poliestere, resa bolle fini, capace ognuno di diffondere ognuno 7,5 mc/ora di aria, per cui saranno necessari:
45,00 mc/ora di aria: 7,5 mc/ora diffusione individuale = n.6 diffusori aria.

Il carico del fango Cf risulta di:
4,80 kg BOD5/giorno: (Ca x Volume aerazione) = 0,08 kg BOD5/Kg SSMA

4) Vasca di sedimentazione finale:

come precedentemente indicato (vedi pag. 14) il tempo di ritenzione dei liquami nella vasca di sedimentazione deve essere di almeno 2 volte la portata Qp.
La volumetria minima della vasca di sedimentazione dovrà quindi essere di:
1,78 mc/ora x 2 ore = 3,56 mc
  • Viene scelta una vasca, a pianta circolare, avente dimensioni ingombro cm Ø 225 h 225, e volume utile mc 4,00.
La vasca scelta ha le pareti di fondo tronco – coniche (effetto imbuto) per accumulare i fanghi attivi decantati nella zona centrale del fondo della vasca stessa.
I tempi di ritenzione del liquame (per la separazione acqua – fango attivo) saranno di ore 5.37’ durante la portata Qm, per ridursi a ore 2.15’ durante la portata Qp.
Premesso che l’area superficiale As della vasca scelta è di mq 3,30, il carico del fango Cs sarà di: (Qp 1,78 mc/ora x Ca 4 kg SS/mc): As 3,30 mq = 2,16 kg SS/mq/ora.
  • La velocità ascensionale risulterà di: Qm 0,71 mc/ora: As 3,30 mq = 0,22 mt/ora.
  • La portata allo stramazzo risulterà di: (Qp x 24 ore): As = 12,44 mc/mt per giorno.
Il ricircolo dei fanghi sarà del 100%, riferito alla QT; a tal scopo viene scelta una elettropompa del tipo Zenit – Draga DGE 50V, avente potenza motore Kw 0,37, con portata regolata da saracinesca e mandata programmata in automatico affinché nell’arco delle 24 ore giornaliere vi siano 15 scambi alternati (ognuno dei quali corrisponda a 8 minuti di funzionamento e 88 minuti di riposo); ad ogni scambio, il funzionamento di 8 minuti della pompa comporterà una portata di ricircolo fanghi pari a 0,853 mc (ossia circa 1,78 litri/secondo).

Piccolo Impianto di depurazione per acque di scarico di gruppo edifici residenziali:

Piccolo Impianto di depurazione per acque di scarico di gruppo edifici residenziali
Vedi i depuratori ad ossidazione totale a fanghi attivi del nostro Catalogo

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