Esempio Impianto di depurazione per macello suini

Esempio di calcolo e dimensionamento di un medio-piccolo Impianto di depurazione prefabbricato per acque di scarico di macello suini.

Premessa (dati riferiti dal committente)

Le caratteristiche del liquame da macellazione suini variano durante il susseguirsi delle operazioni lavorative, ossia:

1) la macellazione
2) separazione delle carni e dissossatura
3) lavaggio delle attrezzature, e dei pavimenti e rivestimenti degli ambienti dove viene eseguita la macellazione
4) lavaggio dei pavimenti delle porcilaie

Le operazioni 1)-2)-3) vengono svolte settimanalmente, durante tre giorni alla settimana, mentre il lavaggio dei pavimenti delle porcilaie viene eseguito mediamente ogni 20 giorni, e mai nello stesso giorno in cui avviene la macellazione.

La maggior fonte di inquinamento è rappresentata dal sangue, il quale però durante la macellazione viene quanto più possibile recuperato su appositi contenitori, e quindi una minima sua parte è contenuta nelle acque di scarico da depurare.

Dati preliminari (forniti dal committente)
– numero di capi macellati settimanalmente	100 – 120 suini
– numero di turni di macellazione	n.3 giorni alla settimana
– numero di capi macellati al giorno	n.35 – 40 suini
– peso medio per capo	kg 150 – 170
– portata giornaliera di scarico QT	30 – 35 mc/giorno
– tempo massimo in cui avviene lo scarico	8 ore/giorno
– valori inquinanti del liquame grezzo	il committente ha fatto eseguire n.3 analisi chimiche di laboratorio, durante tre diversi giorni di macellazione; i massimi valori rilevati sono stati i seguenti: -BOD5 = 780 mg/litro -COD = 1820 mg/litro -Solidi sospesi totali = 610 mg/litro -Ph = 7,4
– recapito finale del depurato	fossato a cielo aperto
– limiti di depurazione richiesti	Tab.3 – scarico in acque superficiali – dell’Allegato 5- D.Leg.vo 152/2006

Dati di progetto
– portata totale QT	35 mc/giorno
– portata media oraria Qm	(QT: 8 ore) = 4,38 mc/ora
– portata punta oraria Qp	(2,5 x Qm) = 10,95 mc/ora
– BOD5 totale	27,30 kg BOD5 /giorno

Note ed osservazioni: esaminati i dati di progetto al fine di rendere un refluo depurato avente caratteristiche qualitative entro i limiti legislativi richiesti, il ciclo epurativo (e quindi l’Impianto di depurazione stesso) sarà composto dalle seguenti fasi:

-grigliatura grossolana
-chiarificazione dei liquami
-sollevamento dei liquami chiarificati
-grigliatura fine
-denitrificazione
-aerazione
-decantazione finale

1) Grigliatura grossolana

I liquami in arrivo accederanno nel pozzetto di grigliatura, a pianta quadrata, dimensioni ingombro cm 140×140 h 145; nella stessa è collocata una griglia a cestello, a pulizia manuale, avente dimensioni cm 90×70 e spaziatura tra le barre cm 2.

2) Chiarificazione dei liquami

I liquami di questo tipo contengono considerevoli quantità di fanghi pesanti e grassi.
Per chiarificare il liquame (ossia separare per decantazione parte di fanghi e contemporaneamente per flottazione i grassi) senza il rischio che le condizioni anaerobiche possono dare corso a fenomeni di putrefazione dello stesso, la vasca dichiarificazione
(o pretrattamento) dovrà avere un volume tale da permettere al liquame un tempo breve di ritenzione, per cui il volume utile sarà il seguente:

Qm x 2 ore = 8,76 mc.
Viene scelta una vasca, a pianta rettangolare, avente dimensioni ingombro cm 220×300 h 215, avente volume utile mc 9,50.

3) Sollevamento dei liquami chiarificati

Il liquame chiarificato dovrà passare successivamente alla grigliatura fine, per separare dallo stesso soprattutto il pelo animale; a tal scopo il liquame dovrà essere rilanciato mediante pompaggio.
Viene scelta una vasca, a pianta quadrata, avente dimensioni ingombro cm 176×176 h 190, con inserite n.2 elettropompe sommergibili con girante arretrata vortex del tipo Zenit-Draga DGO 75/2, aventi potenza motore kw 0,55 e portata 13 mc/ora.

4) Grigliatura fine

Per la grigliatura fine viene scelta una griglia statica del tipo Cosme – C 108 avente portata di trattamento 15 mc/ora, composta da struttura in acciaio e grigliette filtranti in materiale plastico, con spaziatura mm 1.

5) Denitrificazione

Viene scelta una vasca, a pianta rettangolare, avente dimensioni ingombro cm 220×300 h 215 avente volume utile mc 9,50.
La vasca sarà attrezzata di un elettromiscelatore sommerso, del tipo Rotomec-Ecomix-E1 – giri 1450 – potenza motore kw 0,75.

6) Aerazione

In suddetta vasca è condizione essenziale che il valore del carico volumetrico Cv non sia superiore a 0,50 kg BOD5/mc.
Premesso che il valore del BOD5/giorno dopo tutti i pretrattamenti dovrebbe risultare ridotto di almeno il 15% rispetto il valore del BOD5/giorno iniziale, il valore del BOD5/giorno da considerare nella fase di aerazione dovrebbe essere:
27,30 kg BOD5/giorno x 85/100 = 23,21 kg BOD5/giorno.

Assunto prudenzialmente però un valore BOD5 pari a 25 kg/giorno, ed un carico volumetrico Cv di 0,40 kg BOD5/mc, consegue che il volume richiesto per l’aerazione dovrà essere il seguente:
25 kg BOD5/giorno: 0,35 kg BOD5/mc = 71,43 mc
Vengono scelte tre vasche di aerazione, a pianta rettangolare, aventi ognuna dimensioni cm 225×500 h 320 e volume utile (complessiva di entrambi) 72,00 mc.

Il fabbisogno di ossigeno necessario al processo sarebbe di:

25kg BOD5/giorno x 2,2 (Oc-Load) = 55 kg 02/giorno

Calcolando però inoltre un’altra quantità aggiuntiva (25%) per la nitrificazione, il fabbisogno totale di ossigeno da introdurre nelle vasche di aerazione sarà di:

55,00 kg 02 + (55,00 kg 02 x 0,25) = circa 68,75 kg 02/giorno

La fornitura di ossigeno verrà effettuata da tre aeratori sommergibili, ognuno inserito al centro di ogni vasca.

Considerando un tempo di funzionamento degli aeratori di 22 ore/giorno (ossia 2 ore/giorno di non funzionamento, per permettere riposo al motore), consegue che la fornitura oraria di ossigeno sarà di:

68,75 kg 02/giorno: 22 ore = 3,13 kg 02/ora

Per la fornitura di ossigeno vengono scelti tre elettroaeratori del tipo PompeRotomec – AR 102, aventi potenza motore kw 2,20, capaci di fornire 3,40 kg 02/ora.

7) Sedimentazione finale

Il tempo di ritenzione dei liquami nella vasca di sedimentazione finale deve essere di almeno 2 volte la portata Qp.

La volumetria minima della vasca di sedimentazione finale dovrà quindi essere di:

10,95 mc/ora x 2 ore = 21,90 mc.

Viene scelta una vasca,a pianta rettangolare, avente dimensioni ingombro cm 225×500 h 370 e volume utile 24,00 mc.

La vasca ha 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 5.28’ durante la portata Qm, per ridursi a ore 2.11’durante la portata Qp.

Premesso che l’area superficiale As della vasca è di mq 9,00, il carico del fango Cs sarà di: (Qp 10,95 mc/ora x Cs 4,5 kg SS/mc): As 9 mq = 5,48 kg SS/mq/ora.

La velocità ascensionale risulterà quindi di: Qm 4,38 mc/ora: As 9 mq = 0,49 mt/ora
La portata allo stramazzo risulterà quindi di: (Qp x 24 ore): As = 29,20 mc/mt per giorno

Il ricircolo dei fanghi sarà del 100%, riferito alla QT; a tal scopo vengono scelte n.2 elettropompe del tipo Zenit-Draga DGO 75, aventi potenza motore kw 0,55, 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 corrisponde a 8 minuti di funzionamento e 88 minuti di riposo); ad ogni scambio, il funzionamento di 8 minuti delle pompe comporterà una portata di ricircolo fanghi pari a 2,33 mc (ossia 4,85 litri/secondo).

8) Altre fasi di trattamento

Con le fasi sopraindicate l’Impianto di depurazione (vedi figura) dovrebbe rendere reflui depurati entro i limiti legislativi richiesti; alla necessità comunque, l’impianto di depurazione potrà essere ulteriormente integrato di ulteriori fasi (filtrazione su carbone attivo, ecc.) per il miglioramento qualitativo dei reflui.

Esempio di calcolo e dimensionamento di un medio-piccolo Impianto di depurazione prefabbricato per acque di scarico di macello suini