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Esempio di calcolo per il dimensionamento.

Impianto a Fanghi Attivi ad Ossidazione Totale.

L’impianto di depurazione a Fanghi Attivi è studiato con ciclo ossidativo cosiddetto “ad aerazione estesa” o ugualmente definito ad “ossidazione totale”, cioè con digestione aerobica dei fanghi ottenuta contemporaneamente alla depurazione dei liquami nella stessa fase di ossidazione grazie al mantenimento di un basso carico dei fanghi attivi.

Tale processo epurativo si presenta, per la potenzialità dell’impianto, come il sistema che consente di raggiungere un elevato rendimento di abbattimento con la massima semplicità di esercizio possibile.

RIFERIMENTO NORMATIVO PER IMPIANTO BIOLOGICO DI DEPURAZIONE A FANGHI ATTIVI
D.Lgs.152/06 allegato 5 Tabella 3 per scarico dell’effluente trattato in acque superficiali.

PARAMETRI DI CALCOLO PER DEPURATORE A FANGHI ATTIVI
Tipo di liquame domestico
Abitanti equivalenti stimati (A.E.) 150
Dotazione idrica per abitante equivalente 200 litri/Ab. x giorno
Coefficiente di afflusso alla fognatura 100%
Portata giornaliera 30 m3/giorno
Carico organico 60 gr BOD5/Ab x giorno
Carico organico giornaliero 9 kg BOD5/giorno
Inquinamento specifico 300 mg/litro
Tipo di fognatura separata

CALCOLO DELLA CAPACITÀ DELLA VASCA DI OSSIDAZIONE

I liquami in arrivo all’impianto di depurazione, dopo essere stati “pre-trattati” nella vasca Imhoff, proseguono verso la vasca di ossidazione dove avviene la loro depurazione con un processo di tipo aerobico attivato insufflando aria all’interno della massa liquida.

Nel dimensionamento ci si basa sui parametri tipici degli impianti ad aerazione prolungata e riferendosi al numero degli abitanti equivalenti di progetto, pari ad esempio a 150 abitanti equivalenti AE.

Si assume un carico del fango:

Si assume che in vasca di aerazione ci sia una concentrazione di sostanza attiva pari a:

Il carico organico volumetrico è:

Il volume della vasca di ossidazione risulta essere:

Il flusso d’aria uscente dai diffusori, posizionati in prossimità del fondo della vasca di ossidazione, produce un movimento di miscelazione liquame-fanghi così intensivo da assicurare un apporto ottimale di ossigeno e nel contempo impedire il deposito dei fanghi nella vasca.

CALCOLO DELL’OSSIGENO NECESSARIO PER IL DEPURATORE A FANGHI ATTIVI

Il fabbisogno di ossigeno è espresso dalla formula:


dove a’, b’ sono delle costanti con:


Per la scelta delle apparecchiature di aerazione è necessario rapportare quest’ultimo valore alle condizioni standard di prova assumendo:

PARAMETRI
fattore di scambio miscela-aria: 0,85
temperatura media di esercizio 20 °C
ossigeno disciolto in vasca (Ce) 1,5 ppm
contenuto di saturazione a 20 °C (C*ls) 9,2 ppm
coeff. correttivo pressione (α) 0.95

Tenuto conto del fatto che 1 m3 di aria contiene 280 gO2, la quantità di aria da fornire all’impianto risulta essere pari a:

SEZIONE RICIRCOLO FANGHI PER DEPURAZIONE A FANGHI ATTIVI

I fanghi attivi, separati e raccolti sul fondo della vasca di sedimentazione, vengono sollevati e riciclati alla vasca di ossidazione e/o all’accumulo iniziale, mentre una parte di essi, quelli di supero, provenienti dalla loro crescita biologica, vengono fatti decantare nella vasca Imhoff o nella vasca di ispessimento fanghi, dalla quale vengono periodicamente estratti tramite servizio di autospurgo.

Affinché il processo possa svilupparsi occorre garantire nella vasca di ossidazione una concentrazione ottimale di fango attivo ottenibile prelevando il fango che si accumula sul fondo della vasca di sedimentazione e convogliandolo (fango di ricircolo) in continuo tramite air-lift (pompa idro-pneumatica) o elettropompa sommergibile, alla vasca di ossidazione.

Assumendo una concentrazione dei fanghi di ricircolo pari a 10

Il rapporto di ricircolo viene calcolato come:

Quindi, assumendo un rapporto di ricircolo pari al 100%, la portata da ricircolare risulta essere:

SEDIMENTAZIONE FINALE PER IMPIANTO A FANGHI ATTIVI

Dall’ossidazione la miscela liquame-fango passa alla sedimentazione finale dove, in virtù dello stato di quiete in cui si trovano, i fanghi attivi si separano decantando sul fondo, mentre le acque chiarificate e depurate vengono sfiorate ed inviate alla disinfezione finale.

La particolarità del funzionamento del sedimentatore secondario consiste nel fenomeno di continuo appesantimento dei fanghi che si verifica nel movimento iniziale diretto verso il basso e raggiungendo il massimo nella zona sottostante al deflettore, ricca di particelle fini in sospensione.

In tale zona l’appesantimento è provocato dall’inversione di flusso da discendente ad ascendente dalla differenza di densità tra il liquame in arrivo e la massa di fango, sicché il fango tende a depositarsi sul fondo della tramoggia.

Il dimensionamento è basato sulla velocità di percorrenza del sedimentatore che è fissata pari a:

La superficie utile del sedimentatore risulta quindi:

Assumendo un tempo di detenzione in vasca (td) di 3 h il volume diventa:

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