Hera ti insegna un mestiere a…scuola
Gruppo Hera e Istituto Tecnico Industriale Statale Nullo Baldini di Ravenna
Il percorso Acqua
Sessione 2 – Descrizione del processo di potabilizzazione e distribuzione
Marchi Luca
Sala
Telecontrollo Fluidi
Servizi Tecnici Operations
Tecnologie e Sviluppo
Direzione Generale Operations
Gruppo Hera
Ravenna - 15 Marzo 2013
AGENDA
IMPIANTO DI POTABILIZZAZIONE DI RAVENNA
– Fonti di approvvigionamento
– Descrizione del processo di potabilizzazione
LA RETE DI DISTRIBUZIONE ED I SOLLEVAMENTI
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IMPIANTO DI POTABILIZZAZIONE DI RAVENNA
FONTI DI APPROVIGIONAMENTO
Acqua grezza
• fiume Lamone (A3S)
• fiume Reno (A3)
• Canale Emiliano-Romagnolo (tramite fiume Lamone)
I fiumi Reno e Lamone vengono utilizzati prevalentemente in inverno e in
primavera, quando possono fornire acqua in quantità sufficiente.
In estate ed in autunno la portata del fiume Lamone viene integrata dal Canale
Emiliano Romagnolo, con effetti positivi anche a livello qualitativo.
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Diga
Volta Scirocco
CER
Fiume Reno
Pieve Cesato
Fiume Lamone
Canale Carrarino
Canaletta P.E.
Opera di presa
Ponte 100 metri
Pialassa
Canale Fossatone
Rete di distribuzione di:
Ravenna
Alfonsine
Fusignano
Cervia
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P.E.
NIP
IMPIANTO DI POTABILIZZAZIONE DI RAVENNA
DESCRIZIONE DEL PROCESSO DI POTABILIZZAZIONE
CER
FIUME
LAMONE
FIUME RENO
CANALETTA ENICHEM
Saturazione dell’acqua con O2
atmosferico ed ossidazione
parziale di alcune sostanze.
GRIGLIATURA
Rimozione di sostanze
facilmente volatili.
Biossido di cloro
CORREZIONE PH
FILTRAZIONE A SILICE
AERAZIONE E
PRECLORAZIONE
FILTRAZIONE SU CARBONE
ATTIVO GRANULARE
SEDIMENTAZIONE
OMOGENIZZAZIONE
Anidride Carbonica
Flocculante
Carbone Attivo in polvere
Ipoclorito di Sodio
CORREZIONE PH
CHIARIFLOCCULAZIONE E
ADSORBIMENTO CON
CARBONE ATTIVO
(idrossido di sodio)
DISINFEZIONE
(biossido di cloro)
STOCCAGGIO
CLORAZIONE A BREAKPOINT
RETE DI DISTRIBUZIONE
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Paratoie
• All’inizio dell’impianto di potabilizzazione sono presenti due paratoie (una
manuale e una motorizzata) che permettono di impedire l’ingresso dell’acqua
grezza nell’impianto qualora questa contenga elevati carichi di inquinanti e
nei periodi in cui si effettuano manutenzioni.
Opera di presa e grigliatura
• L’opera di presa è costituita da una canaletta a cielo aperto in cemento
armato, sezione a V, delle dimensioni di 2 m di larghezza, di 1.5 m di altezza
e di circa 20 m di lunghezza.
• L’impianto di grigliatura è munito di una griglia in acciaio inox a
funzionamento automatico che permette di eliminare i solidi grossolani come
stracci, pezzi di legno, frammenti di piante, carta, ecc.
• Il materiale viene rimosso automaticamente per mezzo di un pettine e viene
convogliato su un nastro trasportatore che scarica in un cassone. Il grigliato
viene portato e smaltito in discarica.
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Paratoie e opera di presa
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Grigliatura
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Aerazione
• Avviene in una vasca rettangolare interrata (a cielo aperto) in cemento
armato della superficie di 100 m2. Nella vasca e’ accessoriata di tubi per la
diffusione dell’aria insufflata da un ventilatore.
• L’ossigeno contenuto nell’aria insufflata satura l’acqua presente nella vasca
di aerazione e ciò facilita l’allontanamento delle sostanze volatili indesiderate
presenti nell’acqua.
• L’acqua satura di ossigeno inibisce i processi anaerobici che possono
svilupparsi in seguito; i batteri anaerobi in carenza di ossigeno producono i
solfuri, metaboliti dannosi alla potabilizzazione.
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Vasca di aerazione
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Dosaggio reagenti
In uscita dalla fase di aerazione si dosano, in caso di necessità, i seguenti
reagenti:
• biossido di cloro, effettua una prima blanda sterilizzazione dell’acqua in
presenza di elevati quantitativi di inquinanti per limitare la proliferazione di
alghe e flora batterica nelle fasi successive.
• Acido cloridrico, si usa per diminuire il pH fino a valori ottimali in maniera
da limitare il discioglimento dell’alluminio dosato nella successiva fase di
chiariflocculazione. La solubilità dell’alluminio in acqua dipende infatti
fortemente dal pH. Se il pH esce dall’intervallo 7.3–7.6, la solubilità cresce
rapidamente. Attualmente tale processo è sostituto dal dosaggio di anidride
carbonica a monte della chariflocculazione.
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Sedimentazione e Omogeneizzazione
• La sezione di sedimentazione è costituita da 4 vasche interrate (a cielo
aperto) in cemento armato. La bassa velocità dell’acqua consente la
sedimentazione delle sabbie e delle argille presenti .
• L’operazione di omogenizzazione permette il mescolamento dell’acqua con i
reagenti che possono essere dosati.
• Le vasche di sedimentazione venivano utilizzate come vasche di
preclorazione. In testa all’impianto venivano dosati ipoclorito di sodio e
acido cloridrico, attualmente dosati in una vasca dopo la chiariflocculazione.
La clorazione a Break Point è stata spostata dopo la chiariflocculazione per
limitare lo sviluppo di trialometani.
Pompe e vasca di rilancio
• All’uscita della vasca di sedimentazione ed omogenizzazione sono presenti 5
pompe che sollevano l’acqua grezza e la inviano ai chiariflocculatori.
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Dosaggio Anidride Carbonica
• Su una delle condotte di rilancio dal primo sollevamento ai chiariflocculatori
viene effettuato il dosaggio di anidride carbonica.
• Questa viene fornita già allo stato gassoso dal contiguo impianto di
produzione e viene dosata mediante un sistema di immissione con canna di
iniezione all’interno della condotta in modo da facilitarne la solubilizzazione.
• A valle del dosaggio, lungo la condotta, è installata una stazione per il
monitoraggio e la misura del pH (deve diminuire sino a valori prossimi a 7.4
in maniera di limitare il discioglimento dell’alluminio dosato per effettuare il
processo di chiariflocculazione).
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Chiariflocculazione
• Avviene in 4 chiariflocculatori tipo accelator della capacità di
– n° 1 da m3 1520 (250 l/s)
– n° 3 da m3 2700 (350 l/s) ciascuno
realizzati con struttura in cemento armato.
La chiariflocculazione comprende le fasi di coagulazione, flocculazione e
sedimentazione.
• Se i materiali in sospensione sono di tipo colloidale, la modesta velocità
ascensionale dell’acqua non è sufficiente a farli sedimentare, a causa delle piccole
dimensioni delle particelle e della spontanea agitazione delle stesse, connessa con
la repulsione reciproca sotto l’influenza delle cariche elettriche superficiali. La
sedimentazione dei colloidi può avvenire soltanto a seguito della destabilizzazione
delle cariche elettriche (coagulazione). Questo effetto si ottiene aggiungendo
all’acqua polidrossiclorosolfato di alluminio ad alta basicità, un agente
flocculante che favorisce l’aggregazione delle particelle in fiocchi. La formazione
di questi fiocchi è detta flocculazione.
• Il fango prodotto viene allontanato dall’impianto attraverso un sollevato che lo
invia all’impianto di depurazione di Ravenna città.
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Chiariflocculazione e dosaggio di carbone attivo
• In questa fase se il carico degli inquinanti è elevato (micro e meso molecole
organiche, tensioattivi, pesticidi, trialometani) si dosa un certo quantitativo di
carbone attivo in polvere che attraverso un processo di adsorbimento
permette l’estrazione di molecole organiche di una certa dimensione.
• L’adsorbimento a carbone attivo viene successivamente ripreso all’interno
dell’impianto di potabilizzazione.
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Chiariflocculazione
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Impianto stoccaggio e dosaggio Carbone Attivo in Polvere
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Clorazione a Break Point
• Questa parte dell’impianto è costituita da una vasca a cielo aperto (sezione ad
“L”) in cemento armato sopraelevata, dotata di agitatori, di capacità di 3850 mc.
• La clorazione a break point è un metodo di sterilizzazione che permette la
completa ossidazione dell’ammoniaca e delle sostanze organiche presente
nell’acqua a cloroammine per reazione con una quantità controllata di ipoclorito
di sodio. Il mantenimento di un valore di cloro residuo libero pari all’ 80% del
cloro residuo totale è sufficiente a garantire l’assoluta sterilizzazione dell’acqua.
• Dal punto di vista sanitario lo svantaggio principale della clorazione risiede nella
presenza nelle acque superficiali di sostanza organica con la quale l’ipoclorito di
sodio tende a reagire formando composti organoalogenati come i trialometani
(THM cloroformio, bromodiclorometano, dibromoclorometano e bromoformio),
considerati potenzialmente cancerogeni dall' Organizzazione Mondiale della
Sanità. E’ quindi importante ridurre i tempi di contatto tra sostanza organica e
ipoclorito per ridurre la formazione di THM i quali vengono successivamente
adsorbiti sui filtri a carbone.
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Vasca per Clorazione a Break Point
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Filtri a Silice
• Le apparecchiature di filtrazione vengono utilizzate per migliorare la qualità
dell’acqua eliminando tutti i solidi sospesi fini le cui caratteristiche e
dimensioni ne hanno impedito la separazione nelle fasi precedenti.
• La sezione di filtrazione è costituita da due batterie rispettivamente di 10 e
8 filtri (vasche a cielo aperto in cemento armato, altezza dal piano di
campagna di 4 m, sezione di ciascuna vasca 40 m2, spessore del letto
filtrante, costituito da silice a granulometria costante, è di circa 80 cm). Sul
fondo delle singole vasche sono presenti lastre in cemento armato munite di
fori con ugelli per la raccolta dell’acqua filtrata.
• Periodicamente il filtro deve essere lavato per rimuovere i solidi in esso
trattenuti; ciò viene realizzato per mezzo di un controlavaggio, insufflando
aria al di sotto del letto filtrante per 5 minuti e immettendo successivamente
acqua.
• Nelle sabbie silicee utilizzate, la dimensione dei granuli è di circa 0.85 mm e
il coefficiente di uniformità delle particelle è circa 1,4 .
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• La portata specifica di esercizio dei filtri dipende fortemente dalle
caratteristiche dell’acqua da trattare e da quelle del filtro; per i filtri a silice la
portata di progetto è circa 50 l / s per filtro.
• Nel corso del ciclo di trattamento di filtrazione si produce un accumulo di
sedimento sul letto filtrante; questo causa un aumento della perdita di carico
e una conseguente riduzione della portata d’acqua filtrata sullo specifico
filtro.
• L’intervallo di tempo intercorrente tra due controlavaggi successivi dipende
notevolmente dalle condizioni di esercizio, in genere è compreso tra 24 e 75
ore.
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Filtri a Silice
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•
•
•
•
•
Filtri a Carboni Attivi Granulari
La sezione di filtrazione a carbone attivo comprende 5 batterie ognuna delle
quali è costituita da 5 unità filtranti. Le batterie n° 1, 2, 3, 4 sono costituite da
unità a forma cilindrica posizionate con asse orizzontale, mentre le batterie n° 5
e 6 da unità filtranti con asse verticale.
L’altezza del letto filtrante è così distribuita:
- batteria n° 1
m 1 (attualmente fuori servizio);
- batteria n° 2, 3 e 4
m 2;
- batteria n° 5 e 6
m 3;
L’intero volume della massa filtrante è circa 850 m3.
Sfruttando le proprietà adsorbenti del carbone attivo viene effettuata la
rimozione della sostanza organica presente nell’acqua.
Il carbone attivo è infatti caratterizzato da una elevata area superficiale per unità
di peso (dell’ordine dei 1000 m2 g-1); da ciò la sua notevole capacità di
adsorbimento, in particolare nei confronti di sostanze organiche ad elevato
peso molecolare e di natura non polare e nei confronti dei THM che si formano
durante la clorazione per reazione della sostanza organica con ipoclorito di
sodio.
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• La presenza di torbidità o di solidi in sospensione nell’acqua da
potabilizzare riduce la capacità di adsorbimento del carbone in quanto,
provocando una parziale occlusione della struttura porosa, diminuisce la
superficie disponibile per l’adsorbimento. E’ quindi necessario inviare al
trattamento su carbone un’acqua preventivamente chiariflocculata e fitrata.
• E’ necessario effettuare una estrazione delle sostanze che per adsorbimento
sono rimaste incorporate nei granuli del carbone.
• Per ottenere questi risultati si effettua un controlavaggio del filtro ogni 15 –
30 giorni. Si procede con un controlavaggio a vapore facendo passare
vapore a 120° C per 8 – 12 ore all’interno del letto filtrante per ottenere
un’estrazione per strippaggio delle sostanze bassobollenti, si sospende il
trattamento e si lascia raffreddare il filtro, si effettua un altro controlavaggio
con acqua e si rimette il filtro in attività.
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• Nelle particelle di carbone si accumulano sostanze inquinanti che non
vengono estratte durante il controlavaggio a vapore. Se il carbone, saturo di
questi inquinanti, riduce troppo il suo effetto filtrante e deve essere rigenerato
con un opportuno trattamento termico.
• La rigenerazione del carbone viene eseguita ogni 12 - 18 mesi presso
aziende specializzate .
Il carbone viene inserito in forni che raggiungono una temperatura di circa
800° C e in cui c’è assenza di ossigeno per evitare la combustione del
carbone stesso. In queste condizioni si decompongono tutte le molecole
organiche, liberando i granuli di carbone.
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Filtri a Carboni Attivi Granulari
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Dosaggio Soda Caustica e Biossido di Cloro
• L’acqua all’uscita dei filtri a carbone deve essere mantenuta incrostante per
evitare che corroda le tubature della rete di distribuzione, in parte
realizzate in cemento amianto. Bisogna quindi portare il pH al di sopra del
pH di saturazione aggiungendo idrossido di sodio.
•
L’acqua è stata completamente liberata dagli agenti inquinanti però è priva
di disinfettante. Occorre quindi dosare biossido di cloro in concentrazione
di 0.12 – 0.20 ppm che limita lo sviluppo in rete di microrganismi patogeni.
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Stoccaggi
• L’acqua prodotta dall’impianto viene stoccata in 3 vasche chiuse, alte 5 m,
costruite in cemento armato, 2 x 6000 m3 e 1x10000 m3.
• Queste 3 vasche vengono utilizzate in parallelo, riuscendo così a
compensare i picchi di consumo che si verificano e garantendo
l’approvvigionamento di acqua potabile in caso di brevi interruzioni del
funzionamento dell’impianto.
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Stoccaggi
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Stazione di sollevamento finale
• A valle delle vasche di stoccaggio è presente la stazione di sollevamento che
consente l’invio dell’acqua trattata alla rete di distribuzione, mediante 4
condotte:
• rete sud
• rete nord
• centrale cittadina di via Antica Popilia
• rete industriale.
La pressione di alimentazione delle varie reti varia da 3 a 8 bar.
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Stazione di sollevamento finale
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LA RETE DI DISTRIBUZIONE ED I SOLLEVAMENTI
La rete di distribuzione del comune di Ravenna viene alimentata da due diverse fonti
di approvvigionamento entrambe di Romagna Acque – Società delle Fonti Spa: a
nord del centro abitato è dislocato l’impianto di potabilizzazione delle acque dei
fiumi Reno e Lamone mentre a sud viene fornita acqua al punto di consegna in
località Mirabilandia.
Il layout idrico si configura composto da un anello esterno alimentato principalmente
dal NIP e secondariamente dall’acquedotto della Romagna.
Attraverso tre diverse linee di adduzione, gestite da Hera, viene infatti fornita acqua
dal NIP alle località costiere e dell’entroterra poste a nord di Ravenna (Marina
Romea, Porto Corsini, CasalBorsetti, Sant’Alberto e Mezzano) ai lidi sud (Marina di
Ravenna, Lido Adriano, Punta Marina, Lido di Classe e Lido di Savio) ed al centro
cittadino.
Tramite l’anello esterno collegato al potabilizzatore e mediante la fornitura di
Romagna Acque – Società delle Fonti Spa è inoltre possibile alimentare le reti di
distribuzione delle diverse località del forese (San Pietro in Vincoli, Roncalceci e
Piangipane) dislocate a sud-ovest del territorio comunale.
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Il sistema è inoltre interconnesso alle reti acquedottistiche dei comuni
limitrofi di Fusignano, Alfonsine, Russi, Bagnacavallo e Cervia.
La configurazione idrica presenta inoltre un secondo anello che garantisce la
fornitura idropotabile all’interno del centro abitato di Ravenna. Questo è
connesso al sistema generale attraverso due centrali di sollevamento dislocate
rispettivamente a nord (c/o via Sant’Alberto) e sud (c/o via Fusconi) del centro
abitato.
Nel dettaglio i nodi principali, gestiti da Hera, che permettono l’equilibrio
distributivo durante il periodo diurno e che garantiscono accumuli nelle ore
notturne, atti a garantire il compenso delle richieste giornaliere, sono i seguenti:
Sollevamento di Via Fusconi (collegato al nodo di Via della Sacca, luogo in cui
convergono le condotte idriche provenienti dal punto di consegna di Romagna
Acque – Società delle Fonti Spa e dal potabilizzatore NIP, garantisce il corretto
approvvigionamento del centro della città di Ravenna permettendo il compenso
dei volumi idrici nel periodo diurno),
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Sollevamento di Via Sant’Alberto (collegato alla centrale di potabilizzazione
permette di gestire i compensi diurni mediante vasche di accumulo e di garantire
la corretta pressione di esercizio della rete del centro di Ravenna e dell’anello
esterno del comune al quale è collegato tra le frazioni di Piangipane e San
Michele),
Sollevamento Lido Adriano (permette la corretta distribuzione nelle località di
Lido Adriano e Lido di Dante),
Sollevamento Lido di Savio (permette la corretta distribuzione e la gestione dei
compensi a lido di Savio, lido di Classe e Savio),
Pensile di Marina Romea alimentato dalle pompe litorali Nord ubicate al
N.I.P.(permette la corretta distribuzione e la gestione dei compensi nelle zone
costiere e nell’entroterra a nord di Ravenna).
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Altri nodi fondamentali per garantire portate e pressioni sufficienti per la
corretta e funzionale distribuzione sono i seguenti:
Centrale di spinta di Porto Fuori – rilancio Lido Adriano (garantisce il
corretto approvvigionamento alla centrale di sollevamento di Lido Adriano) non
telecontrollata,
Centrale di spinta di Via Standiana (garantisce il corretto approvvigionamento
di acqua nell’entroterra forese),
Centrale di spinta di Piangipane – Sant’Egidio (garantisce il corretto
approvvigionamento di acqua nell’entroterra a nord di Ravenna e verso la rete di
Alfonsine, Fusignano e Bagnacavallo),
Centrale di spinta di Lido di Savio (garantisce il corretto afflusso alla centrale
di sollevamento di Lido di Savio qualora, nel solo caso di emergenza idrica,
l’approvvigionamento venga effettuato mediante la condotta proveniente dal
NIP anziché attraverso lo stacco sull’adduttrice di Romagna Acque) non
telecontrollata,
Nodo di Via della Sacca (fondamentale per la gestione dei flussi di
approvvigionamento verso il centro di Ravenna provenienti dall’acquedotto di
Romagna e dal potabilizzatore NIP).
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Grazie per l’attenzione
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