TEORIA E PRATICA DELLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE. PROCEDURE DI SMALTIMENTO E PROGETTAZIONE
Autore: Carlo Sigmund
Editore: Dario Flaccovio Editore s.r.l.

SOMMARIO

1 - LE ACQUE REFLUE
Premessa
Inquinamento delle acque e caratteristiche di qualità
Introduzione
Caratteristiche fisiche
Caratteristiche biologiche
Caratteristiche chimiche
Tipologia delle acque reflue
Premessa
Le acque di pioggia
Le acque di tempo asciutto
Le acque di rifiuto industriali
Controlli sulle acque reflue
Dati fondamentali di un refluo
Carico idraulico
Carico organico
Carico dei solidi sospesi
Controllo dei valori assunti per i dati fondamentali
Principali aspetti chimici, biologici e organolettici delle acque reflue
Premessa
Aspetto e odore
Caratteristiche biologiche
Particolari caratteristiche chimiche: detersivi, oli e grassi
I metalli pesanti nelle acque reflue
Caratteristiche idrauliche dei liquami in funzione del tempo e
del tipo di fognatura
Premessa
La previsione della popolazione allacciata alla fognatura
La variazione nel tempo della portata nera nella fognatura separata
La portata nera e la portata di pioggia nella fognatura mista
Trattamento idraulico delle acque di piena
Premessa
La definizione di acque di prima pioggia
Determinazione della massima portata delle acque meteoriche
Trattamento delle acque di prima pioggia
Convogliamento delle acque di scarico
Sistemi di raccolta delle acque piovane
Sistema di raccolta delle acque nere
Particolari sui pozzetti di ispezione
Allacciamenti alle utenze
Caratteristiche fondamentali dei condotti e dei giunti
Sollecitazioni sui condotti interrati delle fognature
Normativa sulla verifica statica delle tubazioni interrate

2 - PARAMETRI FONDAMENTALI DI PROGETTO
Abitante equivalente
Tempo di detenzione idraulica
Temperatura
Rendimento depurativo
Tenore di acqua in un fango
Contenuto di solidi nel fango
Concentrazione del fango nella miscela aerata
Concentrazione del fango di ricircolo
Età del fango
Concentrazione del fango nei digestori
Fattore di carico organico
Fattore di carico volumetrico
Fattore di carico volumetrico di solidi sospesi
Concentrazione di ossigeno disciolto e aerazione meccanica
Fabbisogno di ossigeno per la depurazione
Quantitativi minimi specifici di ossigenazione nella miscela aerata
Metodi disponibili per l'aerazione

3 - TRATTAMENTI MECCANICI: GRIGLIATURA, DISSABIATURA E DISOLEATURA
Il trattamento di grigliatura
Premessa
Geometria delle griglie utilizzate in depurazione
Quantità di materiale trattenuto in grigliatura
Criteri di dimensionamento delle griglie
Caratteristiche costruttive e tipologie delle griglie
Il trattamento di triturazione
Premessa
Inconvenienti della triturazione
Il trattamento di dissabbiatura
Premessa
Quantità di sabbie trattenute in dissabbiatura
Criteri di dimensionamento dei dissabbiatori
Caratteristiche costruttive e tipologie di particolari dissabbiatori
Il trattamento di disoleatura
Premessa
Geometria dei disoleatori
Trattamento di disoleatura combinato con altre fasi di trattamento
Quantità di oli e grassi eliminabile da un refluo
Criteri di dimensionamento dei disoleatori
Caratteristiche costruttive e tipologie di alcuni disoleatori

4 - LA STAZIONE DI SOLLEVAMENTO NEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE
Il sollevamento delle acque reflue tramite pompe
Premessa
Come agiscono le pompe centrifughe
Parametri di progetto caratterizzanti il funzionamento delle pompe centrifughe
Definizioni dei parametri di progetto
Come dimensionare una singola pompa nel caso di acque di scarico per piccole utenze (max 10 litri/s)
Come leggere correttamente la scheda tecnica di una pompa
Numero di pompe da utilizzare in vasca di aspirazione
Come dimensionare una stazione di sollevamento di un impianto di depurazione medio-grande che tratti anche acque meteoriche
Particolari disposizioni delle pompe in esercizio
Lo scarico di emergenza
Prevenzione dei vortici sulla bocca di aspirazione delle pompe
Equipaggiamento idraulico nelle stazioni di sollevamento con pompe
Premessa
Le valvole di ritegno
Saracinesche di intercettazione
Giunti di smontaggio e dilatazione
Valvole di flussaggio
Sfiati e scarichi
Il fenomeno del colpo d'ariete nelle stazioni di pompaggio
Premessa
Le oscillazioni elastiche del colpo d'ariete
Valori ammissibili per colpo d'ariete
Limiti di validità delle equazioni del colpo d'ariete
Il sollevamento delle acque reflue tramite coclee
Premessa
Portata e prevalenza di una coclea
Potenza assorbita da una coclea
Il pompaggio dei fanghi
Premessa
Nozioni fondamentali della classificazione reologica
Pompaggio di fanghi su lunghe tratte o in condizioni complesse con fanghi densi
Particolarità impiantistiche in una linea di pompaggio del fango

5 - LA SEDIMENTAZIONE
Il trattamento di sedimentazione
Premessa
Equazioni fondamentali della sedimentazione di particelle discrete
I test di sedimentazione negli impianti di depurazione
La sedimentazione di particelle discrete: il rendimento di un sedimentatore primario o di un dissabbiatore tramite test in laboratorio
La sedimentazione di particelle fioccose non ostacolate: calcolo dei parametri di progetto di un sedimentatore primario e della percentuale di rimozione dei solidi sospesi tramite test in laboratorio
La sedimentazione a zona: calcolo dei parametri di progetto di un sedimentatore secondario tramite test in laboratorio
La sedimentazione a zona: calcolo dei parametri di progetto per un sedimentatore secondario tramite la teoria del flusso solido
La sedimentazione a zona: stima dell'altezza utile necessaria per un sedimentatore secondario
Criteri pratici di dimensionamento di vasche di sedimentazione
Premessa
Procedura di dimensionamento di un sedimentatore primario
Procedura di dimensionamento di un sedimentatore secondario
Caratteristiche costruttive delle vasche di sedimentazione
Premessa
Tipologie di sedimentatori e relativi elementi costruttivi

6 - I DISPOSITIVI DI AERAZIONE
L'aerazione negli impianti
Premessa
Tipologie di sistemi di aerazione
Dimensionamento delle tubazioni di mandata per il circuito di insufflazione dell'aria
Alcune tipologie di diffusori
Metodologie di rilevazione delle quantità di ossigeno trasferito nelle prove in acqua pulita

7 - SCHEMI TIPICI DI IMPIANTI DI DEPURAZIONE
Tipici Layout di impianti a fanghi attivi
Premessa
Il trattamento biologico-ossidativo negli impianti a fanghi attivi
Rendimenti depurativi degli impianti a fanghi attivi
Impianto a fanghi attivi a schema classico
Impianto a fanghi attivi a schema semplificato
Impianto a fanghi attivi ad aerazione prolungata
Impianto a fanghi attivi a contatto-stabilizzazione
Layout di impianti per la rimozione dei composti azotati
Premessa
Impianto a fanghi attivi con nitrificazione-denitrificazione
Impianto a fanghi attivi con denitrificazione-nitrificazione
Osservazioni ulteriori sugli impianti a fanghi attivi
Lay-out di impianti a filtri percolatori
Rendimenti depurativi degli impianti a filtri percolatori
Impianti a contattori biologici rotanti
Le fosse Imhoff
Premessa
Dati fondamentali per il dimensionamento e la costruzione di una fossa Imhoff
I pozzi disperdenti
Premessa
Dati fondamentali per il dimensionamento e la costruzione di un pozzo di dispersione
La subirrigazione
Premessa
Dati fondamentali per il dimensionamento e la costruzione di una trincea di subirrigazione
La subirrigazione drenata

8 - IMPIANTI DI TRATTAMENTO CON TECNOLOGIE DI DEPURAZIONE DI TIPO NATURALE
La fitodepurazione
La fitodepurazione in Europa e in Italia: origini e situazione attuale
Inserimento della fitodepurazione nel contesto normativo attuale
Tipologie impiantistiche
Meccanismi di rimozione degli inquinanti e ruolo delle specie vegetali
Altre funzioni delle specie vegetali
Il dimensionamento degli impianti a flusso subsuperficiale (SFS)
Schemi d'impianto
Applicabilità
Aspetti progettuali
Realizzazione e caratteristiche costruttive
Costi

9 - TRATTAMENTI CHIMICI DELLE ACQUE E DEI FANGHI
Trattamenti chimici dei reflui
Premessa
La clorazione
L'ozonizzazione
La defosfatizzazione
La produzione di fango di supero con i trattamenti chimici
Eliminazione chimica dell'azoto per strippaggio mediante aria
Clorazione al punto di scissione (break point)
Declorazione
Lo scambio ionico
Trattamenti chimici dei fanghi
Premessa
Il condizionamento chimico
La stabilizzazione chimica

10 - TRATTAMENTI MECCANICI DEI FANGHI
Disidratazione dei fanghi
Premessa
L'essiccamento naturale: letti di essiccamento
Disidratazione mediante filtrazione a vuoto
Disidratazione mediante filtropresse
Disidratazione con nastropresse
Disidratazione con centrifughe

11 - I DIGESTORI
Stabilizzazione biologica del fango
Premessa
I digestori aerobici
I digestori anaerobici
Alcuni parametri di progetto dei digestori anaerobici
Il fattore di carico volumetrico dei solidi
Potenza di miscelazione nei digestori anaerobici
Produzione di gas biologico
Elementi costruttivi dei digestori

12 - L'IDRAULICA NEGLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE
Il profilo idraulico dell'impianto
Premessa
Richiamo delle principali formule idrauliche utilizzabili

APPENDICI
Procedura di calcolo utile: interpolazione lineare
Unità di misura e conversioni
Proprietà fisiche dei gas riscontrabili nelle acque reflue. Densità dell'aria
Solubilità dell'ossigeno gassoso nell'acqua pulita in funzione di T°C e di P (mm Hg)
Valori del rendimento R* di ossigenazione nella miscela aerata
Proprietà fisiche dell'aria secca per temperature crescenti
Valori dei coefficienti di scabrezza e di resistenza
Caratteristiche fisiche dell'aria e di alcuni fluidi
Proprietà fisiche dell'acqua pura. Calcolo della viscosità cinematica
Perdite di carico nelle tubazioni. Equazione di Moody
Abaco per il calcolo del coefficiente Cd di riempimento per condotti interrati
Progetto canalizzazioni con l'abaco di Bazin
Tabelle per il calcolo delle perdite di carico per tubazioni in pressione
Valutazione della distanza tra gli appoggi per tubazioni sospese riempite di liquido
Le equazioni fondamentali della meccanica dei fluidi e dell'idraulica
La meccanica negli impianti di depurazione: macchine operatrici centrifughe
Dimensioni della vasca di aspirazione in funzione della portata della singola pompa
Portate critiche per fanghi densi (non newtoniani) per differenti condotte circolari
Perdite di carico per differenti condotte circolari trasportanti fanghi densi