dimensionamento di un impianto di depurazione delle acque reflue
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Dimensionamento di un Impianto di Depurazione
delle Acque Reflue
Esercitazione
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
Prof. Claudio Lubello
PN 65000 AE° Potenzialità nominale
C 0,8 adimCoeff. Di afflusso in
fognatura
Di 200l/(AE*day)
Dotazione Idrica pro-capite
Sistema Fognario: UnitarioAcqua reflua: Urbana
% Scarichi Industriali: Trascurabile
Riutilizzo acqua depurata: NO
Corpo Recettore: Corso d’Acqua Sup.
Scarico in area sensibile: NOCollocazione impianto: 80 m s.l.m.
Valori medi parametri liquame in ingressoSST 170 mg/l
COD 416 mg/l
BOD5 195 mg/l
TKN 38 mg/l
Ptot 6 mg/l
T max 26 °C
T min 12 °C
Dati di Progetto
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
° Nota: AE Abitanti
Riferimenti normativi
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Dipartimento Ingegneria Civile
D.Lgs 152/2006 Scarichi in acque superficiali
da Tabella 1. Allegato 5 alla parte terza ( Limiti di emissione per gli impianti di acque reflue urbane.)
Potenzialità impianto in A.E. >10.000 Parametri (media giornaliera) Concentrazione % riduzioneBOD5 (senza nitrificazione) mg/L < 25 80 COD mg/L < 125 75 Solidi Sospesi mg/L < 35 90
50 Escherichia coli UFC/100mL < X < 500051 Saggio di tossicità acuta n°organismi immobili <=50% del totale in 24h
Param. SOSTANZE u. m. Scarico in acque superficiali1 pH 5,5-9,5 2 Temperatura °C non causare variazioni eccessive°
(quantificazione esplicitata nell’allegato 5 parte terza) nel corpo
recettore
3 colore non percettibile con diluizione 1:20 4 odore non deve essere causa di molestie 5 materiali grossolani assenti 32 Fosforo totale (come P) mg/L < 10 33 Azoto ammoniacale (come NH4) mg /L < 15 34 Azoto nitroso (come N) mg/L < 0,6 35 Azoto nitrico (come N) mg /L < 20
da Tabella 3. Allegato 5 alla parte terza
Viene richiesto…
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1. Disegno dello schema a blocchi della linea acque con indicazione dei flussi.
2. Dimensionamento dei pretrattamenti;
3. Dimensionamento dei trattamenti primari;
4. Dimensionamento del reattore biologico di ossidazione-nitrificazione;
5. Valutazione della richiesta di ossigeno;
6. Valutazione della produzione di fango;
7. Dimensionamento del sedimentatore secondario;
8. Dimensionamento della fase di disinfezione;
Cp max 2,49 -
Cp min 0,40 -
Qp max 25896 mc/d
Qp min 4160 mc/d
CDiPNQ **
Portata di punta massima nera Portata Massima in Ingresso
Portata di punta minima nera = Portata Minima in Ingresso di Progetto
Per calcolare i coefficienti di punta della Portata Nera utilizziamo le seguenti formule:
61max
5
PNCp 6
1
min 2,0 PNCp
dove PN è la Potenzialità Nominale espressa in migliaia di A.E.
n.b. Nel nostro caso la fognatura non è separata ma mista!
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Calcolo delle portate di progetto
Calcolo la Portata Media in arrivo all’impianto:
Q media 10400 mc/d
Q media 433 mc/hQmedia=65000*300*0.8*10-
3=10400 mc/d
QQin 6Ipotizzo di scolmare quando
e di ammettere ai trattamenti secondari al massimo la metà di tale portata.
Qam 93600 mc/dPortata massima ammessa
all'Impianto (Qa=6Qmedia)
Qamb
46800 mc/dPortata massima ammessa al
Biologico (Qa=3Qmedia)
QQa 6
QQab 3
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Calcolo delle portate di progetto
Calcolo effetto di diluizione dei parametri inquinanti:(Verifica del rispetto dei limiti allo scarico)
Limite 152/2006
SSTsc 28 35 g/mc
CODsc 69 125 g/mc
BOD5sc 33 25 g/mc
6
oSSTingressSSTsc
Dove ad esempio:
La concentrazione di BOD5 in uscita dallo scolmatore può essere comunque ritenuta accettabile in quanto il limite di legge si riferisce ad una concentrazione media giornaliera.
La portata in arrivo, in occasione di eventi di pioggia, può essere molto superiore a Q media
3Q
6Q
Alla linea
fanghi
Qr
Alla linea
fanghi
Qr
GG GFSoll
3Q
6Q
DissabbiatoreDisoleatore
Sedimentatore Primario
Sedimentatore Primario
Sedimentatore Secondario
Sedimentatore Secondario
ReattoreBiologico
ReattoreBiologico
Disinfezione
IN
OUTCorso d’acqua superficiale
Sco
lmat
ore
1. Schema a Blocchi Linea Acque
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2. Dimensionamento Pretrattamenti
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Dimensionamento della Grigliatura
Condizioni di progetto consigliate:
Sulla Velocità di avvicinamento, affinché si evitino fenomeni di sedimentazione all’interno del canale di avvicinamento
(Da verificare con la Qmin di progetto)
Sulla Velocità di attraversamento, per evitare eccessiva usura e trascinamento materiali grigliati
(Da verificare con la Qmax=Qam di progetto)
smva 4,0
smvt 2,1
Grigliatura Grossolana, a monte dello scolmatore (Ipotizzo perdite di carico trascurabili durante l’attraversamento delle barre)
Dimensionamento della Grigliatura
2. Dimensionamento Pretrattamenti
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Qmedia 10400 mc/d
Qam 62400 mc/d (6Qmedia)
Qpmin 4160 mc/d
Grossolana = distanza tra le barre 4-6 cm. Prevedo due linee in parallelo.
Ipotizzo di far transitare la portata
minima su una singola linea
2. Dimensionamento Pretrattamenti
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t
p
v
QA max
2
3
6,0)24*6060(*)2.1(
)62400(m
ds
sm
dm
A
Impongo
Vt 1.2 m/s
(In caso di pioggia accetto occasionalmente velocità superiori)
calcolo
A 0,6 m2
Data l’Area verifico per
Qpmin
Va -° m/s
La calcolo utilizzando la Qam
Prevedo 2 griglie da 0.3 m2
Nel caso di portata minima by-pass di una linea
°Calcolo l’altezza d’acqua in base alla sezione ed alla portata e verifico tenendo conto che Qmin può durare poche ore
2. Dimensionamento Pretrattamenti
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Bbn )1( 105.0
63.0n
bnsnL *)1(*
Si assume b Range
s 12 mmSpessore delle Barre GG G Grossolana 50--150 mm
b 50 mm Distanza tra le barre G Fine 10--20 mm
Fisso l'altezza d'acqua massima
H0.95 m
Calcolata in precedenza la sezione utile, la larghezza utile della griglia risulta:
B=A/H=0.6/1
B 0.63 m
Chiamando “n” il numero di barre, ed essendo “n + 1” il numero di interspazi e b la distanza tra le barre, ricavo il n° delle barre:
n 12
La larghezza del canale in corrispondenza della griglia risulta:
L0.79
m
con pertanto un allargamento rispetto al canale di arrivo pari a :
ΔL0.16 m
Le barre saranno poste con un inclinazione di 30° con la verticale
2. Dimensionamento Pretrattamenti
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Bbn )1(
bnsnL *)1(*
Si procede come per la GG, quindi, imponendo la stessa altezza d'acqua (di valle) e lo stesso numero di linee,
cambieranno solo la geometria delle barre, e la larghezza del canale in corrispondenza delle barre stesse.
Impongo
Vt 1.2 m/s
calcolo
A 0,6 m2
Fisso l'altezza d'acqua di valle
h2 0.95 m
Calcolata in precedenza l'Area della sezione, la larghezza di ogni canale risulta:
B 0.63 m
Chiamando “n” il numero di barre, ed essendo “n + 1” il numero di interspazi, ricavo il n° delle barre:
n 31 (con b= 10 mm)
La larghezza lorda del canale in corrispondenza della griglia risulta:
L0.5 (con s=6
mm) m
con pertanto un ringrosso rispetto al canale di arrivo pari a :
ΔL 0.13 m
N.B. Anche se nel procedimento utilizzato ho trascurato le perdite di carico, dovrò aspettarmi a monte, in condizioni di Q max, almeno un sovralzo di:
Δh 5 cm Ipotizzato da letteratura
Grigliatura Fine (Fine = spaziatura tra le barre < 2 cm )
2. Dimensionamento Pretrattamenti
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Dimensionamento del Dissabbiatore/Disoleatore
Realizzo un Dissabbiatore Longitudinale Aerato anche per la rimozione di oli e grassi
( con una zona di calma dedicata):
2. Dimensionamento Pretrattamenti
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Dimensionamento del Dissabbiatore/Disoleatore
max
max
CIS
QA
Qam 62400 m3/d Q massima Qam 2600 m3/h Q massima
AssuntoRange
t 4 min 2-5 min a Qmax(ammessa) tempo di detenzione
CalcoloV 174 mc
AssumoRange
H 3 m 2--5 m Profondità media Dal volume calcolo
A 58 m2
Verifico il CISmax applicato:Consigliato
CISmax 45 m3/m2*h < 50mc/mq*h
Assumo Lunghezza 15 m 7,5--20mCalcolo (avendo già calcolato l'Area) Larghezza 4 m 2,5--7m
Verifico rapporti consigliati
Range
B/H 1,33 1:1--5:1L/B 3.75 3:1--5:1
2. Dimensionamento Pretrattamenti
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Dimensionamento del Dissabbiatore/Disoleatore
Inoltre, per l'aerazione prevedo l'installazione di ugelli in grado di fornire:
Assunto Range
Air 0,3m3/
m*min0,2-0,5 m3/m*min Richiesta d'aria
per unità di lunghezza
Calcolo
moltiplicando *60*L
Air 270m3/h
Richiesta complessiva di una vasca di lunghezza L
Verifico CIS a Q min ed a Q media
CIS min 3 m3/m2*h
CIS med 7.5 m3/m2*h
Al variare della portata in ingresso avrò una diversa efficienza di rimozione delle sabbie.
Neanche a Q min precipitano materiali fini che devono essere intercettati dal Sedimentatore I, anche grazie all’insufflazione d’aria.
La rimozione di oli e grassi è intorno al 70%
Dati Valori di CIS di letteratura (con fognatura separata)
3. Trattamenti Primari
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Utilizzo come parametro di progetto il Carico Idraulico Superficiale (Velocità di Overflow ):
2.5 5
Scelgo di realizzare un Sedimentatore Rettangolare, per il quale si assumono i seguenti valori per i parametri :
CISmax 5 m3/m2*hCarico idraulico superficiale
massimo
CIS 2.5 m3/m2*hCarico idraulico superficiale
medio
h 3 mAltezza liquida all'interno delle
vasche
l/b 4:1 -- Rapporto Lunghezza/larghezza
Cst 300 m3/m*dCarico Idraulico Lineare allo
stramazzo (alla Qmedia)
Range opportuno
Cst 125--500
m3/m*d a Qmedia
θh 1,5--4,0 h a Qmedia
θhmin 35 min a Qmax
h 3--5 m altezza
l/b (3:1)-(5:1)
b 3--24 m lunghezza
l 15--90 m larghezza
3. Sedimentazione Primaria
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• Calcolo la superficie della vasca:
A 520 (2600/5) m2 con Qmax
A 173 (433/2.5) m2 con Qmed
N.B. Faccio il dimensionamento sia per la Q media che per la Q massima (ammessa), e poi adotto le dimensioni maggiori:
max
max
CIS
QA
CIS
QA
Scelgo A con Qmax, calcolo V e verifico i tempi di ritenzione
V 1560 m3
θh 3.6 h Nel range
θhmin 36 min Nel range
Q
Vh
maxmin Q
Vh
3. Sedimentazione Primaria
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Prevedo un sedimentatore articolato su due linee identiche in parallelo. Dimensiono una vasca:
Progetto
b (m) 8
l (m) 32
h (m) 3
blA
b
n° linee 2
V 780 m3
A 260 m2
b 8 m
l 32 m
Dimensiono lo stramazzo. Dato il Cst, calcolo Lst:
Lst 17.3 m per ogni vasca
Lst/b 2.1 -- Cst
QLst
Quindi per ogni vasca dovranno essere previsti due stramazzi da 8 metri circa
3. Sedimentazione Primaria
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Abbattimenti Ipotizzati per il Sedimentatore Primario
(Effetto dovuto alla ritenzione parziale delle componenti particolate):
SST 75 g/m3
COD 300 g/m3
BOD5 150 g/m3
Calcolo Concentrazioni in Ingresso al Reattore Biologico
assunto Range
ΔSST 56% 50-60%
ΔCOD 28% 20-30%
ΔBOD5 23% 20-30%
Trascuro effetti su altri parametri (Azoto, Fosforo…)
Realizzo due linee e riporto i dati per ciascuna vasca.
Riepilogo dati di Progetto, che prevedono parametri aggiuntivi:
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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Q media 5200 mc/d Q di progetto di una linea
BOD5 150 g/mc Da Sedim I
COD 300 g/mc Da Sedim I
bCOD/BOD5 1,60 adim Assunto (Lezione sul BOD5)
sBOD5 70 g/mc Misurato
pBOD5 80 g/mc Calcolato (per differenza)
sCOD/COD 0,50 adim Misurato
TSS 75 g/mc Da Sedim I
VSS/TSS 0,84 adim Misurato
VSS 63 g/mc Calcolato
TKN 38 g/mc Dato
T 12 °C T di progetto
sCODpCODCOD
COD = bCOD + nbCOD
TSS = VSS + iTSS
bCOD = bsCOD + bpCOD
nbCOD = nbsCOD + nbpCOD
TSS = bVSS + nbVSS + iTSS
p: particolato; s: solubile b: biodegradabile; nb: non biodegradabile
FS = 1,50 adim
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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Calcolo tutte le frazioni del COD
bCOD 240= (150 1.6) g/m3
nbCOD 60 = (300-240) g/m3
pCOD 150 = (300 0.5) g/m3
sCOD 150 = (300 0.5) g/m3
nbsCOD = sCODe*
38 = (150-1.670) g/m3
bpCOD/pCOD0,85 =
(1.680/150)g/m3
nbVSS10.4 =((1-
0.84)63)g/m3
iTSS 11,3 = (75-63.7) g/m3 6.1555
pBOD
bpCOD
BOD
bCOD
sBOD
bsCOD
bsCODsCODsCODenbsCOD
bCODCODnbCOD
56.1 sBODsCODsCODe
VSSpCOD
bpCODbVSSVSSnbVSS
1
pCOD
pBOD
pCOD
bpCOD 56.1 VSSTSSiTSS
Hp:
Concentrazione iniziale di substrato So
•sCODe corrisponde in prima approssimazione al COD in uscita dall’impianto
•I valori di nbVSS e iTSS servono per il calcolo della produzione di fango
pCOD
bpCOD
VSS
bVSSE’ possibile
ipotizzare in prima approssimazione
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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bCOD rappresenta la concentrazione iniziale di substrato (S0)
nbsCOD corrisponde (come vedremo) in prima approssimazione al COD in uscita dall’impianto
nbVSS e iTSS servono per il calcolo della produzione di fango
• Valori Cinetiche Eterotrofi Reflui Civili
CoeffTipical
Value Unit Range Projet Value
μH,max 6,00 d-1 3,0-13,2 6,00 rateo max crescita
KS 20,00 gbCOD/m3 5,0-40,0 20,00 Velocità di dimezzamento
YH 0,40 gVSS/gbCOD 0,3-0,5 0,40 Coeff. Di resa
kdH 0,2 d-1 0,06-0,5 0,2 Coeff. Decadim Endogeno
fd 0,15 adim 0,08-0,20 0,15
Fraz. Di biomassa rimanente dalla lisi cellulare “cell debris”
)20(*)20()( TparamTparam
Correggo i parametri cinetici in funzione della Temperatura di progetto (12°C) tramite :
CoeffTipical
Value Unit Range Projet Value
valori θ (μH,max) 1,07 adim 1,03-1,08 1,07
valori θ (KS) 1,00 adim 1 1,00
valori θ (kdH) 1,04 adim 1,03-1,08 1,04
μH,max(T) 3,49 d-1
KS(T) 20,00 gbCOD/m3
KdH(T) 0,146 d-1
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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H sta per heterotrophic
• Valori Cinetiche Autotrofi Reflui Civili
rateo max crescita
Velocità di dimezzamento
Coeff. di resa
Coeff. Decadim Endogeno
CoeffTipical
Value Unit Range Project Value
μA,max 0,75 d-1 0,20-0,90 0,75
KN 0,74 gN-NH4+/m3 0,5-1,0 0,74
YN 0,17 gVSS/gN-NH4+ 0,17 0,17
KdA 0,08 d-1 0,05-0,15 0,08
KO,A 0,50 mgO2/L 0,40-0,60 0,50
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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• Per la correzione dovuta alla temperatura utilizzo valori di letteratura:
CoeffTipical Value Unit Range
Project Value
valori θ (μA,max) 1,07 adim 1,06-1,123 1,07
valori θ (KN) 1,053 adim 1,03-1,123 1,053
valori θ (kdA) 1,04 adim 1,03-1,08 1,04
DO 2,00 gO2/mc
N 0,50 gN/mc
Assumo di progetto:
μA,max
(T) 0,44 d-1
KN(T) 0,49 gNH4-N/m3
kdA(T) 0,06 d-1
μA 0,12 d-1
AAON
MAXAA kd
KDO
DO
NK
N
,
,
N: valore finale imposto di N-NH4+ (è il primo stadio della nitrificazione
ad essere limitante; si considera la cinetica di saturazione del processo di ossidazione dell’ammoniaca)
H sta per autotrophic
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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1
1
max,
HH
H
kdSRT
SRTkdKS S
Hs
Hkd
SK
S
SRT
max,1
Considerando solo l’ossidazione della sostanza carboniosa:
Impongo il valore finale di COD pari a quello previsto dalla normativa (125mgCOD/L) a cui devo togliere il valore in uscita di COD non biodegradabile (nbsCOD=sCODe=38 mg/L); si tenga conto del fatto che il substrato S è infatti espresso come bCOD
Da tale formula di progetto possiamo ricavare l’età del fango che permette di ottenere il valore desiderato in uscita
Sostituendo le costanti cinetiche riferite alla temperatura di 12°C e il valore di substrato in uscita (87mg bCOD/L) si ottiene:
169.2146.08720
8749.31
dSRT
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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Considerando solo l’ossidazione della sostanza carboniosa:
Tale valore va moltiplicato per il fattore di sicurezza 1.5 per ottenere il valore di progetto
Tale valore va confrontato con il valore di età del fango minima:
Si ricava dunque un’età del fango pari a :
dSRT 37.0
dSRT 55.037.05.1
1
0
0max,min 1.3146.0
24020
24049.3/1
dkdSK
SSRT H
s
H
Da cui
dSRT 33.0min
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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Considerando anche l’ossidazione della sostanza azotata:
Per calcolare il valore di progetto si moltiplica per il fattore di sicurezza
Si noti come tale valore risulta superiore all’età del fango necessaria per l’ossidazione della sostanza carboniosa.
Con questa età del fango si calcola la concentrazione di sostanza carboniosa in uscita
dμ
SRTA
3.812.0
11
dSRT 45.123.85.1
l
mgbCOD
kdSRT
SRTkdKS
HH
Hs 38.11)146.049.3(45.12
)45.12146.01(20
1)(
)1(
max,
Tale valore risulta decisamente inferiore al limite imposto dalla normativaIl COD nell’effluente è quindi nbsCOD+bsCODe = 38 + 1.4 = 39.4 sCODe*
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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SRTkd
NOYQ
SRTkd
SRTSSYQkdf
SRTkd
SSYQP
A
xA
H
HHd
H
H
biox )(1
)(
1
)())((
1
)( 00
,
kggdd
mg
dm
kggdd
dm
gOd
md
kggdd
mg
dm
dkgVSSP bioX
1000*45,12106,01
4,3017,010400
1000*45,121146,01
45,126.23840,0104001146,015,0
1000*45,121146,01
6.23840,010400 3
3
32
3
3
3
,
A B C
Calcolo della produzione di fango
A: contributo della biomassa eterotrofaB: contributo dei residui cellulari (fd: frazione di biomassa che si ritrova sottoforma di residui cellulari e che deriva dal processo di decadimento endogeno)
C: contributo della biomassa autotrofa (si assume NOx=80%TKN; se anche si commette un errore è modestoperché la biomassa autotrofa nitrificante è una bassa percentuale dei VSS)
dkgVSSP biox /4793196352,
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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Calcolo della produzione di fango
I VSS di un reattore sono dati dalla somma della biomassa attiva, VSS non biodegradabili (nbVSS) presenti nell’influente (nbVSSin) e dai residui del decadimento cellulare (che sono anch’essi nbVSS). Per la produzione di fango giornaliera si fa generalmente riferimento ai solidi sospesi totali, comprensivi dei solidi sospesi volatili e dei solidi di natura inorganica (iTSS): quelli che provengono dall’influente iTSSin e quelli che costituiscono la biomassa.
Qui il coefficiente 0.85 indica che la biomassa (che è particolato) è formata al 15% da composti inorganici. Come avevamo visto invece fd indica una frazione (sempre del 15%) di VSS che originariamente costituiscono la biomassa attiva e che nel processo di decadimento diventano nbVSS.
Si avrà dunque:
dkgTSSP TSSx /3.7891000
3.1110400
1000
4.1010400
85.0
479,
ininbiox
TSSx iTSSQnbVSSQP
P 85.0,
,
Sostituendo i valori
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Fissata l’età del fango (12.45 d) abbiamo ricavato la produzione di biomassa attiva eterotrofa XH (352 Kg VSS/d) e di solidi sospesi totali (789.3 KgTSS/d)
E’ possibile calcolare la massa di TSS che devo tenere dentro i reattori biologici:
Massa TSS = 12.45 d 789.3 KgTSS/d = 9827 Kg TSS
Impongo MLTSS = 4 Kg/m3
Range 2-6 Kg/m3
Quindi possiamo ricavare il volume dei reattori
V = 9827 KgTSS/ 4 Kg TSS m3 = 2456 m3
HRT = V/Q = 2456 m3 / (10400 m3/d) = 5.7 h
E il tempo di ritenzione idraulica:
4. Reattore Biologico ossidazione-nitrificazione;
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La concentrazione di biomassa eterotrofa è data da
Avendo fissato la concentrazione dei solidi in vasca pari a MLTSS = 4 gTSS/L si ottiene:
)1(
)( 0
SRTkHRT
SSYSRTX
dH
XH = 1.780 gVSS/L
Ipotizzando un’altezza liquida pari a 4 metri, la superficie sarà pari a:
2617mH
VS
Per ogni linea si prevedono due vasche di ossidazione di superficie pari a 308 m2
La frazione di biomassa eterotrofa attiva rispetto ai solidi totali risulta pari al 44%
5. Richiesta di Ossigeno
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
)(33,442,1)( ,2NOxQPSSoQR bioXO
hkgOkg
gm
gd
m
dkg
kgg
mg
dm
hkgORO /8.188
24
1000
4,301040033,4479*42,1
1000
6.23810400
2
3
3
3
3
22
Richiesta per il bCOD
Richiesta per l’Azoto
Equivalente in ossigeno dei fanghi prodotti
Calcolo della richiesta di ossigeno (calcolata per una linea di trattamento)
Tale valore rappresenta il valore di ossigeno da trasferire in vasca di ossidazione
Calcolo del Volume del Sedimentatore Secondario
I parametri di interesse ai fini del dimensionamento della sedimentazione secondaria sono:
1) Velocità ascensionale o Carico Idraulico Superficiale (CIS)
2) Il carico dei solidi
3) Il tempo di detenzione
4) Il carico allo stramazzo
1) Faccio il dimensionamento iniziando dal CIS, sia per la portata media che per quella di punta, e poi adotto le dimensioni maggiori:
7. Sedimentatore Secondario
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
Assumo i seguenti valori :
Range
CISmax 2,2 mc/mq*h a Q max 2--2,50 m/h
CIS 1,1 mc/mq*h a Q media 0,7--1,4 m/h
Xr 9000 gSST/mc Solidi Ricircolo
Fanghi
1.124
15600
CIS
QA
Calcolo l'area richiesta per la sedimentazione.
Qab 46800 mc/d 1950 mc/h
Qmedia 15600 mc/d 650 mc/h
A 886,4 mq a Q max
A 590,91 mq a Q media
A 886 mqAssunta di
progetto
2.224
46800
max
CIS
QabA
7. Sedimentatore Secondario
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
2) Verifico l'apporto di solidi
Data la formula:
Dove X = 4kg/mc ; Qr=Portata di ricircolo
da cui:
A
MLTSSQrQPss
)(
)49(
4650
MLTSSMLTSSr
MLTSSQQr
MLTSSrQrMLTSSQrQ )(
Qr 520 mc/h
Pss 5.3 kg/mq*h a Q media 3--7 kg/mq*h Nel Range
Pss max 11.1 kg/mq*h a Q max < 9 kg/mq*h
Non Accettabi
le
7. Sedimentatore Secondario
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
210989
4)520650()(m
P
MLTSSQrQA
ss
Fisso Pssmax pari a 9kgTSS/m2h e calcolo la superficie
Considero 3 sedimentatori ciascuno con superficie pari a 366 m2
Il raggio sarà dato da:
mR 11366
Si considerano dunque tre sedimentatori di superficie pari a 366 m2 e diametro pari a 22 m che tratteranno ciacsuno una portata media pari a 5200mc/d e una portata massima pari a 15600 mc/d
3329431098 mHAV
3) Verifica del tempo medio di residenza Idraulica
Definita la superficie, il tempo di residenza è legato all'altezza d'acqua.
Assumo Range
H 3 mAltezza d'Acqua
2,5--6 m
Calcolo
V384
3 mc totale
θh 2,8 h Ok 2,5--3 h
θhmin 1.3 h Ok> 50 min
hQQ
V
rH 3.1
5201950
3294
maxmin
7. Sedimentatore Secondario
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
Lst
QCst
hQQ
V
rH 8.2
520650
3294
4) Verifica carico allo stramazzo
Per ciascuna delle tre vasche si ha che:
R=11m
la lunghezza di stramazzo che per le vasche circolari è pari alla circonferenza sarà data da:
Lst=70m
Per cui:
Cst=74.3 m3/md <125 m3/md
Cstmax=22.9 m3/md <250 m3/md
8. Disinfezione Finale
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
Scelte di progetto:
Range Progetto
Concentrazione
2-10 mg/l
7mg/
l
Tempo Contatto (T)
5-30 min
15 min(a
Qmax)
Prodotto: Acido peracetico
• elevata capacità di inattivazione batterica ;• residui tossici pressochè assenti;
Ipotizzo da letteratura una concentrazione ed un tempo di contatto di progetto:
n.b. sono necessari test sul refluo specifico per determinare al meglio i valori ottimali
Dimensionamento di una vasca di disinfezione che garantisca tale tempo di contatto:Impongo delle proporzioni geometriche idonee per un Plug-Flow Reactor (θh = V/Q), in modo da garantire un tempo di contatto costante.
L/b 40/1
L/h 40/1(Da letteratura)
L = lunghezza del percorso che deve compiere l'acqua;b = larghezza di un setto;h = altezza liquida dell'acqua;
l
Acido peracetico
b
3Q
3Q
Scelgo di realizzare due linee parallele:
Qmed1560
0mc/d
Qa9360
0mc/d
Ammessa all'impianto
n°linee
2
Qpr4680
0mc/d
Di progetto per una linea
Qpr 32,5 mc/min
8. Disinfezione Finale
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
Siano:L = lunghezza del percorso che deve compiere l'acqua;b = larghezza di un setto;h = altezza liquida dell'acqua;l = lunghezza di una vasca;n = numero setti di una vasca;
Scelgo il N° di setti per una linea:
n = 8
Errore 2 Linee
hb
Qv
0
Verifica velocità orizzontale a Q media:
Range
Vo 2,0 m/min 2-4,5
m/min
8. Disinfezione Finale
Università degli Studi di Università degli Studi di FirenzeFirenze
Dipartimento Ingegneria Civile
V 488 mc
L 92,1 m
l 10,2 m
b 2,3 m
h 2,3 m
TQV pr *
40*40**
3LhbLV
1
n
Ll
(Per il calcolo di "h" e "b" sfrutto L/b e L/h)
Calcolo il volume necessario e poi, date le proporzioni imposte, calcolo le altre dimensioni:
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