AREA PROGETTO DEPURATORE DI LAVENO Liceo scientifico indirizzo biologico classe 5B a.s. 2013-2014.

Presentazione sul tema: "AREA PROGETTO DEPURATORE DI LAVENO Liceo scientifico indirizzo biologico classe 5B a.s. 2013-2014."— Transcript della presentazione:

1 AREA PROGETTO DEPURATORE DI LAVENO Liceo scientifico indirizzo biologico classe 5B a.s. 2013-2014

2

3 Acque Reflue Sono le acque la cui qualità è stata minata dalle attività umane (come le attività agricole, domestiche o industriali). Vengono definite anche come acque di scarico, e si distinguono per la contaminazione da sostanze organiche e inorganiche pericolose.

4 Acque reflue Acque reflue domestiche: prodotte da attività umane ed espulse da edifici come scuole, case, alberghi ecc. Acque reflue industriali: prodotte da attività di produzione di beni, e vengono catalogate in pericolose e non pericolose. Acque reflue urbane: insieme di acque domestiche, industriali e di quelle dette “di ruscellamento”.

5 Protezione e gestione delle acque (direttiva quadro sulle acque) L'Unione europea (UE) ha definito un quadro comunitario per la protezione e la gestione dell’acqua. Gli Stati membri devono identificare e analizzare le acque europee, classificate per bacino e per distretto idrografico di appartenenza e, successivamente, adottare piani di gestione e programmi di misure adattati a ciascun corpo idrico. DIRETTIVA QUADRO DELLE ACQUE Direttiva 2000/60/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 23 ottobre 2000, che istituisce un quadro per l'azione comunitaria in materia di acque. Essa è nota anche come Direttiva Quadro sulle Acque (WFD).2000/60/CE IN ITALIA Le indicazioni della direttiva della CE sono state recepite dalla legislazione italiana in più atti e in particolare nei D.Lgs 152/2006 e 219/2010 e nel D.M.260/2010. Il territorio italiano è stato suddiviso in 8 distretti idrografici. Rientrano nei piani di gestione i PIANI DI TUTELA DELLE ACQUE (D.Lgs 152/1999).

6 Distretti idrografici del territorio Italiano

7 Sostanze presenti nelle acque reflue:  Sostanze galleggianti (oli, grassi, schiume…)  Sali disciolti (Ca 2+, Na +, Mg +, HCO 3 -, CO 3 2-, NO 3 -, NO 2 -, SO 4 2-, PO 4 3-, Cl - )  Metalli pesanti (Ni, Pb, Cd, Zn, Cu…..)  Elevato carico di sostanze organiche, non più ossidabili con i processi di autodepurazione a causa di una quantità insufficiente di ossigeno  Materiali biologici : - microrganismi (in particolare quelli patogeni); - organismi animali e vegetali  Gas (CO 2, O 2 …)

8 B.G.

9 SCHEMA A BLOCCHI DEI PRINCIPALI TRATTAMENTI PER LA DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE

10 Planimetria del depuratore di Laveno Ossidazione Griglia grossolana dissabbiatori denitrificazione sedimentazione Clorazione Pozzetto sollevamento fanghi di riciclo ispessitori Disidratazione meccanica dei fanghi

11 Impianto di depurazione- Laveno Mombello Entrata in funzione: 1997 Proprietà: società per il risanamento e la salvaguardia dei bacini della sponda orientale del Verbano S.p.A. Comuni serviti: Laveno Mombello, Cittiglio, Brenta e Gemonio Potenzialità: 30000 abitanti equivalenti Portata media in ingresso: 12500 metri cubi/giorno Carico medio trattato: 1600 Kg COD/giorno Fango smaltito: 637.900 Kg/anno

12 pH Temperatura Residuo fisso Conducibilità elettrica BOD, COD Durezza(Ca 2 ⁺ e Mg 2 ⁺) Cloruri Metalli pesanti(Pb, Zn, Hg, Cd…….) NO₂⁻, NO₃⁻, SO₄ 2 ⁻ e PO₄ 3 ⁻ Solidi sospesi totali (SST) Gas disciolti

13 I PARAMETRI DA CONTROLLARE NELLE ACQUE REFLUE  BOD  COD

14  E’ la richiesta biochimica di ossigeno, nota anche come BOD o BOD 5 (acronimo dell'inglese Biochemical Oxygen Demand) e si definisce come la quantità di O 2 che viene utilizzata in 5 giorni dai microorganismi aerobi (inoculati o già presenti in soluzione da analizzare) per decomporre (ossidare) le sostanze organiche presenti in un litro d'acqua.  Il BOD è quindi una misura indiretta del contenuto di materia organica biodegradabile presente in un campione d'acqua o soluzione acquosa ed è uno dei parametri più in uso per stimare il carico inquinante delle acque reflue.

15  In chimica, COD è l'acronimo di Chemical Oxygen Demand  Il suo valore, espresso in milligrammi di ossigeno per litro (mgO 2 /l), rappresenta la quantità di ossigeno necessaria per la completa ossidazione per via chimica dei composti organici ed inorganici presenti in un campione di acqua.  Insieme al BOD rappresenta uno dei parametri comunemente utilizzati per la misura indiretta del tenore di sostanze organiche presenti in un'acqua.

16 Rimozione degli inquinanti ovvero di quelle sostanze contenute nelle acque e che scaricate nell’ambiente danno origine a conseguenze altamente indesiderate.

17 PRINCIPALI PROCESSI DEI REFLUI Possiamo suddividerli in 3 categorie: Trattamenti di tipo fisico ( primari) Trattamenti di tipo biologico (secondari) Trattamenti di tipo chimico (terziari)

18 Trattamenti primari In tutti i processi naturali o artificiali di depurazione, prima di sottoporre i liquami ai veri e propri processi di depurazione risulta sempre opportuno provvedere a dei trattamenti preliminari aventi lo scopo di eliminare parti grossolane abrasive,oleose etc, che non possono essere ammesse ai trattamenti successivi: GRIGLIATURA DISSABBIATURA DISOLEATURA Segue la SEDIMENTAZIONE PRIMARIA

19 La grigliatura delle acque reflue è uno dei trattamenti meccanici preliminari a cui vengono sottoposte le acque di scarico all’ingresso dell’ impianto di depurazione per rimuovere e ridurre materiali sospesi e galleggianti, al fine di evitare danneggiamenti alle sezioni di impiantosuccessive, ad esempio nelle pompe utilizzate per sollevare e spostare il liquido, e ridurre l’accumulo di solidi nelle tubazioni.

20 Dissabbiatura – Disoleatura Rimuovere i solidi inerti (normalmente più pesanti e grossolani degli organici), che darebbero inconvenienti (es. usura parti meccaniche) gli oli e grassi, che diminuiscono l’efficienza di ossigenazione del liquame e che causano l’accumulo di schiume. I grassi emulsionati sospinti verso l'estremità della vasca, vengono eliminati manualmente (piccoli impianti) o con dispositivi meccanici, scaricandoli ad intervalli in apposito pozzetto di raccolta. Con la disoleazione il liquame subisce anche una pre-aerazione.

21 Rimuove per la gravità le particelle in sospensione con diametro superiore a 100 micron. Si verifica in vasche rettangolari o circolari a fondo inclinato con zone di calma che permettono il deposito sul fondo delle particelle. I fanghi primari che si formano vengono inviati alle fasi successive.

22 VASCHE DI SEDIMENTAZIONE Vasca di sedimentazione rettangolare Vasca di sedimentazione circolare

23 TRATTAMENTI SECONDARI Il depuratore di Laveno è un impianto a fanghi attivi, presenta quindi delle vasche per i processi di ossidazione biologica attuati da microrganismi. I microrganismi dei fanghi attivi si possono dividere in due gruppi principali: i decompositori ( batteri, funghi, protozoi) sono responsabili della degradazione delle sostanze inquinanti nei reflui ; I batteri possono essere agglomerati in fiocchi di fango oppure liberi nel liquido interflocculare. I consumatori ( protozoi, metazoi rizopodi ) costituiscono la microfauna del fango attivo e si nutrono di batteri e altri microrganismi.

24 COME SI FORMA IL FIOCCO Fase di aggregazione I batteri metabolizzano le biomolecole Vivace ossigenazione e accrescimento della biomassa Autossidazione cellulare e morte di molte cellule

25 PROBLEMI DEI FIOCCHI Rigonfiamenti dei fiocchi Crescita dispersa Fiocchi troppo piccoli molto piccoli Formazione di schiume biologiche ( batteri filamentosi ) che impediscono i processi chimici di ossidazione biologica

26 ABBATTIMENTO DELL’AZOTO TOTALE L’azoto nelle acque di scarico può essere presente in diverse forme: Azoto organico Azoto ammoniacale Azoto nitroso Azoto nitrico L’eliminazione dei composti azotati dai reflui avviene mediante una serie di reazioni ad opera di microrganismi che formano i fanghi attivi ; tali reazione avvengono in vasche di denitrificazione. Nel depuratore di Laveno abbiamo 3 vasche di ossidazione e 3 di denitrificazione

27

28 Nitrificazione: respirazione aerobica La nitrificazione avviene principalmente nelle vasche di aereazione in presenza di ossigeno e consiste nell’ossidazione biologica dello ione ammonio NH₄⁺a NO⁻₂ e di NO₂⁻ a NO₃⁻. 1. si ha nitrosazione ad opera di Nitrosomonas sp. che può ossidare l’ammonio a nitrito NH₄⁺ + 3/2O₂  NO₂⁻ + 2H⁺ + H₂O 2. Segue la nitrificazione ad opera di Nitrobacter sp. che ossida il nitrito a nitrato NO₂⁻ +1/2O₂  NO₃⁻ La velocità di nitrificazione dipende dall’ossigeno sciolto.La temperatura ottimale della nitrificazione varia tra 25-32°C. Segue la denitrificazione.

29

30 Processo anammox  Negli ultimi anni sono stati scoperti dei batteri che sono in grado di attuare un particolare processo di denitrificazione.  Questi batteri svolgono la reazione in un particolare comparto del citoplasma detto anammoxoma.  La reazione chimica consiste nell’ossidazione dello ione ammonio, utilizzando come ossidante i nitriti. NH 4 + NO2 = N2 + 2H2O

31 SDIMENTAZIONE SECONDARIA  La separazione dei fanghi attivi dalle acque avviene per sedimentazione in una vasca circolare come quelloa di sedimentazione primaria.  La differenza tra sedimentazione primaria e secondaria è che nella primaria sedimentano i solidi che non sono trattenuti dalle fasi precedenti, mentre la secondaria serve per separare il fango attivato dopo il processo di ossidazione biologica.

32 SEDIMENTAZIONE SECONDARIA Una parte di fanghi vengono riutilizzati nella vasca di ossidazione biologica. I fanghi di supero, che vengono trattati per lo smaltimento in discarica o il riutilizzo in agricoltura. Il liquame depurato subisce trattamenti terziari

33 TRATTAMENTI TERZIARI I trattamenti terziari consistono nella rimozione degli inquinanti (sostanze disciolte,microrganismi ecc) mediante l’utilizzo di opportuni reagenti chimici. Vengono effettuati sull’effluente proveniente da trattamenti secondari.

34 ESEMPI DI TRATTAMENTI TERZIARI ADDOLCIMENTO COL METODO CALCE/SODA O CON FOSFATO DI SODIO UTILIZZO DI CARBONE ATTIVO DEFOSFATAZIONE CON CLORURO FERRICO DISINFEZIONE CON IPOCLORITO DI SODIO

35 TRATTAMENTI TERZIARI I trattamenti terziari presenti nell’impianto di depurazione l avenese sono:  DEFOSFATAZIONE  CLORAZIONE

36 DEFOSFATAZIONE Impianto di Cerro di Laveno (Va) Il processo di defosfatazione consiste nella rimozione del fosforo inorganico sotto forma di fosfati (PO 4 -3 ), formatosi in seguito all’ossidazione batterica, tramite precipitazione chimica. Rientra in una delle applicazioni della chiari- flocculazione. Attraverso l'utilizzo di cloruro ferrico (o ferroso) FeCl 3 ∙ 6H 2 O si formano “fiocchi” contenenti fosfato di ferro insolubile in ambiente acquoso. L’aggiunta del flocculante, nell’impianto, avviene direttamente nella vasca di areazione mentre la rimozione dei fosfati avviene nella sedimentazione finale.

37

38 Torrente Boesio L’effluente depurato viene versato nel Torrente Boesio che sfocia nel Lago Maggiore

39 Caratteristiche idrogeologiche del Torrente Boesio Il torrente Boesio nasce a Cuvio, attraversa parte del territorio della Valcuvia e sfocia nel lago Maggiore nel comune di Laveno, sviluppando una lunghezza di 13 km. La piana della Valcuvia, percorsa dal torrente Boesio da est a ovest, si apre progressivamente in prossimità di Cittiglio. La temperatura medie annuali si aggira attorno ai 12°C, con minime invernali al di sotto degli 0°C e massive estive superiori ai 27°C.

40 Lago Maggiore

41 41 TRATTAMENTO DEI FANGHI Il fango di supero è materiale altamente putrescibile e va trattato in più stadi. Ispessimento Stabilizzazione Postispessimento Disidratazione Smaltimento Finale in Discarica Smaltimento Finale in Discarica Condizionamento Chimico Condizionamento Chimico

42 LINEA FANGHI Il quantitativo totale dei fanghi primari e secondari viene inviato all’ispessitore al fine di ridurre la portata volumetrica da trattare nelle fasi successive. I fanghi ispessiti, prima di essere inviati ai letti di essiccamento, sono sottoposti al trattamento di digestione anaerobica. Esso consiste nel distruggere, per via anaerobica, le sostanze organiche contenute nei fanghi, in modo che il fango digerito non sia più soggetto a fermentazione acida e quindi a sviluppo di odori sgradevoli.

43 LINEA FANGHI  I fanghi dopo la digestione vengono gettati nei letti di essiccamento.  Questi hanno la funzione di far asciugare il fango dagli ultimi liquidi che vi sono.  Segue lo smaltimento in discarica.

44 Stima dei costi d’esercizio La depurazione delle acque reflue a Laveno ha i seguenti costi: 140.000 euro ca. energia elettrica 60.000 euro ca. smaltimento fanghi 10.000 euro ca. analisi di controllo 10.000 euro ca. reagenti di processo + costo Personale (3 addetti)