CAPITOLO 4
CARATTERISTICHE DELLE ACQUE IN ENTRATA
IntroduzioneL’impianto di post-trattamento creato grazie al progetto ARETUSA, avrà lo scopo di fornire acque per uso industriale alla Società Solvay.
In questo modo sarà possibile diminuire l’approvvigionamento della risorsa idrica direttamente dalla falda, dando la possibilità di attuare una vera e propria politica di sviluppo sostenibile, in modo che i bisogni industriali convivano con i fabbisogni delle popolazioni e dell’ambiente.
La struttura dovrà garantire l’uscita di un’acqua che risponda alle esigenze sia qualitative che quantitative. Ciò avverrà grazie ad una serie di trattamenti “spinti” dei reflui e ad un equalizzatore che consentirà una portata costante durante tutto l’anno.
4.1 Acque in ingresso nell’impianto
4.1.1 Portate
Si riportano nelle Tabelle 1 e 2 i dati relativi alle portate d’acqua provenienti rispettivamente dal depuratore di Rosignano e dal depuratore di Cecina e nelle Figure 15 e 16 gli andamenti nel tempo di tali portate.
Come si può notare, le portate presentano un’ampia variabilità, dovuta principalmente alla vocazione turistica del territorio che nel periodo estivo vede aumentare considerevolmente il numero dei residenti, oltre che ai fenomeni meteo-climatici, in oltre a Cecina le variazioni come le portate sono più ampie in quanto la cittadina può accogliere più turisti e numericamente più popolosa. Per questi motivi l’impianto di post-trattamento delle acque dai depuratori è stato sovradimensionato, così da essere estremamente flessibile anche in prospettiva di un futuro potenziamento del depuratore di Rosignano.
INVERNO ESTATE (ott-mag) (giu-set) ora m3/h m3/h 1 160 160 2 160 160 3 160 160 4 160 160 5 160 160 6 320 350 7 320 350 8 320 350 9 320 350 10 320 350 11 320 350 12 320 350 13 320 350 14 320 350 15 320 350 16 320 350 17 320 350 18 320 350 19 320 350 20 320 350 21 320 350 22 320 350 23 320 350 24 320 350
0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 INVERNO ESTATE
INVERNO ESTATE (ott-mag) (giu-set) ora m3/h m3/h 1 120 180 2 100 160 3 100 160 4 80 120 5 80 120 6 200 260 7 320 420 8 350 480 9 340 500 10 320 480 11 300 380 12 350 450 13 400 500 14 400 500 15 320 450 16 300 380 17 260 350 18 260 350 19 320 420 20 340 460 21 320 460 22 260 380 23 160 240 24 130 210
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 INVERNO ESTATE
4.1.2 Caratteristiche chimico-fisiche
Nelle Tabella 3 si riporta l’analisi chimico-fisica delle acque in uscita dai depuratori di Rosignano e Cecina con le specifiche richiesta dalla Società Solvay per un loro impiego nei cicli di raffreddamento.
Come si osserva, tali acque, seppure a norma per lo scarico a mare, non soddisfano le specifiche suddette, in special modo per quanto riguarda il carico organico, la durezza (legata alla presenza di calcio e magnesio), il contenuto di cloruri, di solidi sospesi e ammoniaca (questi dati sono riportati in rosso per favorirne il confronto).
Inoltre, l’acqua proveniente dal depuratore di Rosignano presenta un maggiore contenuto di azoto organico, di alcuni metalli e sali rispetto all’acqua del depuratore di Cecina. La qualità inferiore dell’acqua del depuratore di Rosignano nonché la sua maggiore variabilità qualitativa rispetto ai valori medi, ha spinto i progettisti a realizzare, presso il suddetto depuratore, un impianto pilota per testare ed ottimizzare il processo. In questo modo oltre ad avere una più ampia gamma di dati in sede di analisi, si ritiene che le prestazioni dell’impianto, con il miscelamento dell’acqua proveniente dal depuratore di Cecina (di migliore qualità e con minore variabilità di portata), possano eventualmente solo migliorare.
Parametri Depuratore Rosignano Depuratore Cecina Specifica Richiesta pH 7 - 8 7 - 8 7 – 8 Materiali sedimentabili (cc/l) < 0,2 < 0,2
---Materiali sospesi totali (mg/l) Media 30 – 60
Max 100
Media 10 – 40
Max 100 < 10
Colore percepibile percepibile
---Materiali grossolani assenti assenti assenti
Odore Non causa molestie Non causa molestie assente Variazioni di temperatura 10 – 30°C 10 – 32°C 10 – 32°C
Temperatura Media 20°C
Max 27°C
Media 20°C
Max 27°C < 32°C
BOD (mg/l) Media 10 – 30 Media 10 – 30
---COD (mg/l) Media 15 – 70
Max 100
Media 10 – 50
Max 100 < 30
Idrocarburi totali (mg/l) < 1 < 1 < 1 Grassi e Olii (estratto etereo)
(mg/l) < 5 < 5 < 5 Tensioattivi tot. (mg/l) < 0,5 < 0,5 < 0,5 Pesticidi clorurati (mg/l) < 0,05 < 0,05 < 0,05 Pesticidi fosforati (mg/l) < 0,01 < 0,01 < 0,01 Pesticidi totali (mg/l) < 0,05 < 0,05 < 0,05 Aldrin (mg/l) < 0,01 < 0,01 < 0,01 Dieldrin (mg/l) < 0,01 < 0,01 < 0,01 Endrin (mg/l) < 0,002 < 0,002 < 0,002 Isodrin (mg/l) < 0,002 < 0,002 < 0,002
Saggi di tossicità n.d. n.d. Organismi
immobili ≤ 50%
Fenoli (mg/l) < 0,5 < 0,5 < 0,5
Solv. Organici Aromatici
(mg/l) < 0,2 < 0,2 < 0,2
Solv. Organici Azotati (mg/l) < 0,1 < 0,1 < 0,1
Solv. Clorurati (mg/l) < 1 < 1 < 1
Coli totali (ufc/100cc) > 20000 > 20000 < 250
Streptococchi tot. (ufc/100cc) > 2000 > 2000 < 20
---Parametri Depuratore Rosignano Depuratore Cecina Specifica Richiesta
Calcio (ppm Ca) Media 180
Max 220 Media 180 Max 200 ---Magnesio (ppm Mg) Media 50 Max 65 Media 25 Max 50 ---Cl (mg/l) Media 500 Max 800 Media 400 Max 700 < 200 Potassio (mg/l) Media 15 Max 20 Media 10 Max 15 ---Sodio (mg/l) Media 350 Max 600 Media 300 Max 450 ---Bicarbonato (ppm HCO3-) Media 450 Max 600 Media 350 Max 450
---Metalli e non (As + Cd + Cr + Cu
+ Hg + Ni + Pb + Se + Zn) (mg/l) < 3 < 3 < 3 Al (mg/l) < 1 < 1 < 1 As (mg/l) < 0,5 < 0,5 < 0,5 Ba (mg/l) < 20 < 20 < 20 B (mg/l) < 2 < 2 < 2 Cd (mg/l) < 0,02 < 0,02 < 0,02 Cr III (mg/l) < 2 < 2 < 2 Cr VI (mg/l) < 0,2 < 0,2 < 0,2 Fe (mg/l) < 2 < 2 < 2 Mn (mg/l) < 2 < 2 < 2 Hg (mg/l) < 0,001 < 0,001 < 0,001 Ni (mg/l) < 2 < 2 < 2 Pb (mg/l) < 0,2 < 0,2 < 0,2 Cu (mg/l) < 0,1 < 0,1 < 0,1 Se (mg/l) < 0,03 < 0,03 < 0,03 Sn (mg/l) < 10 < 10 < 10 Zn (mg/l) < 0,5 < 0,5 < 0,5 CN (mg/l) < 0,5 < 0,5 < 0,5
Cl2 (mg/l) n.d. n.d. < 0,2 NH4+ (mg/l)
Media 30 Max 60 Media < 10 Max
15 < 10 NO2- - N (mg/l) Media 0,05 Max 0,6 Media 0,2 Max 0,6 < 0,6 NO3- - N(mg/l) Media 1 – 5 Max 20 Media 5 – 15 Max 20 < 20 TKN (mgN/l)† Media 30 Max 70 Media 10 Max 20
---Salinità Totale (somma degli anioni o dei cationi) (ppm
CaCO3) Media 1300 Max 2000 Media 1000 Max 1500 < 700 SO4 (mg/l) Media 200 Max 300 Media 75 Max 125 < 250
Durezza totale (ppm CaCO3) Media 600 Max 750 Media 500 Max 650 < 400
Conducibilità (S/cm) Media 1300 Max 2200
Media 1300 Max
1600 < 1500
n.d. : non determinato
†TKN: Total Kjedal Nitrogen (Azoto totale determinato secondo il metodo Kjedal).
Tabella 3-Analisi delle acque in uscita dei depuratori di Rosignano e Cecina e specifiche dell’acqua richiesta
4.1.3 Acqua in uscita dall’impianto
L’impianto di post-trattamento ARETUSA sarà in grado di trattare tutta la portata proveniente dai depuratori di Rosignano e Cecina e dovrà fornire alla Società Solvay acqua con caratteristiche chimico-fisiche idonee per essere utilizzata nei circuiti di raffreddamento e con una portata oraria costante.
L’impianto di trattamento dovrà quindi farsi carico dell’equalizzazione delle portate; a tal scopo è prevista una vasca di accumulo iniziale.
L’acqua prodotta sarà inoltre consegnata all’utilizzatore con una pressione residua minima di 5 bar, per consentire di sopperire alle perdite di carico presenti nella condotta di adduzione all’utilizzatore finale ed ai relativi circuiti di distribuzione.
Occorre puntualizzare che i parametri riguardanti la salinità non potranno essere migliorati mediante l’impianto ARETUSA in quanto una riduzione della salinità è possibile soltanto in impianti che utilizzano la tecnologia ad osmosi inversa. Questa ultima è stata presa in considerazione nel corso della progettazione iniziale ma, dopo un’accurata valutazione dei costi di investimento e soprattutto dei costi di esercizio, si è deciso di non adottare questa soluzione e di valutare la possibilità di utilizzare l’acqua proveniente dai depuratori senza intervenire sulla salinità.
Ad ulteriore garanzia che l’acqua prodotta dall’impianto ARETUSA potesse rispondere alle esigenze dell’utilizzatore finale, pur non garantendo le specifiche richieste per l’acqua di raffreddamento in termini di salinità (caratteristiche previste prescindendo dalla reale qualità dell’acqua dei depuratori), si sono effettuate una serie di sperimentazioni con l’acqua prodotta dall’impianto pilota. In particolare tale acqua è stata inviata in un altro impianto pilota dove sono state
stata destinata.
Si ricorda inoltre che il progetto prevedeva solamente la possibilità di ridurre le concentrazioni dei solidi sospesi, dei tensioattivi, del COD e il contenuto batterico, mentre non si prevedeva di intervenire sui parametri relativi all’azoto. A seguito della sperimentazione si è invece verificato di poter intervenire sulle concentrazioni di ammoniaca andando ad operare una parziale nitrificazione.
