nuove acque spa ampliamento poggio... · avviene per gravità. dall’impianto di potabilizzazione...

Nuove Acque SpA Progetto di ampliamento del potabilizzatore di POGGIO CUCULO Relazione tecnica descrittiva

Relazione Tecnica Descrittiva Indice

1 PREMESSA ........................................................................................................ 12 CONSIDERAZIONI GENERALI ................................................................................. 2

2.1 BILANCIO DEI CONSUMI PER L’ ACQUEDOTTO DI AREZZO ................................................... 2 2.2 ADDUZIONI DI ACQUA GREZZA IN ARRIVO ALL’ IMPIANTO ................................................... 2

3 PARAMETRI DI DISEGNO ...................................................................................... 33.1 PORTATA NOMINALE DELLA NUOVA FILIERA DI AMPLIAMENTO ............................................... 3 3.2 CARATTERISTICHE DELL’ ACQUA GREZZA...................................................................... 3 3.3 CARATTERISTICHE DELL’ACQUA TRATTATA .................................................................... 4

4 IMPIANTO ESISTENTE .......................................................................................... 5

4.1 DESCRIZIONE DEL PROCESSO DI TRATTAMENTO.............................................................. 5 4.2 DESCRIZIONE DELLE UNITÀ OPERATRICI....................................................................... 7

4.2.1 Vasca di carico .......................................................................................... 7 4.2.2 Misura della portata in ingresso ................................................................... 7 4.2.3 Pretrattamento con ozono........................................................................... 7 4.2.4 By-pass trattamenti ................................................................................. 10 4.2.5 Correzione del pH e miscelazione reagenti................................................... 10 4.2.6 Ripartizione della portata.......................................................................... 12 4.2.7 Chiariflocculazione................................................................................... 12 4.2.8 Filtrazione su filtri a sabbia ....................................................................... 15 4.2.9 Post ozonizzazione................................................................................... 17 4.2.10 Filtrazione su carbone attivo ..................................................................... 17 4.2.11 Disinfezione finale e rilancio acqua trattata.................................................. 19 4.2.12 Equalizzazione e recupero acqua di lavaggio................................................ 19 4.2.13 Trattamento dei fanghi............................................................................. 19 4.2.14 Caricamento e stoccaggio dei reattivi chimici ............................................... 20 4.2.15 Disinfezione finale con biossido di cloro....................................................... 24 4.2.16 Strumentazione di controllo in ingresso ed in uscita...................................... 24

4.3 CAPACITÀ ATTUALE DI TRATTAMENTO DELL’ IMPIANTO..................................................... 26 5 FILIERA DI AMPLIAMENTO DELL’ IMPIANTO ............................................................ 27

5.1 CONSIDERAZIONI GENERALI .................................................................................. 27 5.2 CONCEZIONE SOLUZIONE PROGETTUALE ADOTTATA........................................................ 27 5.3 DESCRIZIONE DEL PROCESSO ................................................................................ 30

5.3.1 Alimentazione e misura di portata.............................................................. 30 5.3.2 Correzione del pH e dosaggio reagenti........................................................ 30 5.3.3 Chiarificazione ........................................................................................ 31 5.3.4 Filtrazione su sabbia ................................................................................ 31 5.3.5 Accumulo acqua trattata e rilancio alla distribuzione ..................................... 32 5.3.6 Trattamento fanghi.................................................................................. 32 5.3.7 Reattivi chimici ....................................................................................... 32 5.3.8 Impianto Elettrico e strumentazione........................................................... 32

6 OPERE DA REALIZZARE ...................................................................................... 33

i


Allegato 1 - Schema funzionale Impianto esistente

ii


1 PREMESSA

L’ impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo alimenta l’ acquedotto della città di Arezzo ed è entrato in funzione nel 1998.

L’ impianto opera il trattamento della risorsa grezza proveniente dall’invaso del Montedoglio, sul Fiume Tevere, gestito dal Ente Irriguo Umbro Toscano (EIUT)

L’adduzione dell’acqua grezza dal su detto invaso all’impianto di trattamento di Poggio Cuculo avviene per gravità.

Dall’impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo l’acqua viene sollevata fino al serbatoio principale dell’ acquedotto (serbatoio di Fortezza), situato sulla cima della collina dove è ubicato il centro storico di Arezzo.

Vista aerea dell’ impianto di Poggio Cuculo

L’ impianto si trova nella Frazione Patrignone del Comune di Arezzo (Ar), vedi Tavola G-01 Corografia.

La risorsa fornita dall’impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo è sufficiente a soddisfare la domanda attuale dell’acquedotto. Per far fronte alla richiesta futura e prevedere il collegamento all’acquedotto di Arezzo di alcuni acquedotti limitrofi che presentano particolari problematiche qualitative e/o quantitative si rende necessario il suo ampliamento.

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2 CONSIDERAZIONI GENERALI

2.1 BILANCIO DEI CONSUMI PER L’ ACQUEDOTTO DI AREZZO

La capacità futura di funzionamento dell’ impianto è stata analizzata considerando i seguenti elementi:

• Area servita attuale per l’ impianto La popolazione servita è la popolazione che corrisponde alla zona attuale di servizio dell’ impianto proiettata all’ anno 2030

• Nuove zone da collegare Sono le nuove zone che saranno servite dall’ impianto di Poggio Cuculo

• Zone che saranno scollegate per la messa in servizio del nuovo impianto di potabilizzazione di Capolona

Popolazione servita

Dotazione prevista Qmedio Cp Qmassima

(l/abxgiorno) (l/s) (l/s)1) Area di servizio attuale 77.098 347 310 1,2 372

2) Nuovi collegamenti

ViciomaggioBadia al PinoArea di servizio Badia al Pino, Austostrada A1TuoriPieve al ToppoTegoleto Spoiano

Alberghi e futuri insediamenti zona Battifolle 3Chiassa superiore 3San Zeno 5Carbonaia 5Garbasso et al. 5

3) DistacchiCapolona, Subbiano -5Giovi -5

400

17Collegamento Frazioni di Civitella

Qmedio: Portata media annua

Qmassimo: Portata media del giorno di massimo consumo

Sulla base dell’ analisi precedente si evince che la portata nominale dell’ impianto dovrà essere di 400 l/s.

2.2 ADDUZIONI DI ACQUA GREZZA IN ARRIVO ALL’ IMPIANTO

Attraverso le due condotte di alimentazione indipendenti che arrivano alla vasca d’ ingresso, l’ impianto ha la possibilità di funzionare sia con l’ acqua proveniente dall’ invaso di Montedoglio (fiume Tevere) che con quella del Fiume Arno.

Dalla data della sua messa in servizio, l’ impianto ha funzionato con l’ acqua di Montedoglio tranne che per brevi periodi di tempo.

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L’ impianto continuerà a funzionare in futuro utilizzando come fonte principale la risorsa che arriva dalla diga di Montedoglio.

L’ acqua proveniente dall’ Arno verrà considerata solo come risorsa alternativa nei seguenti casi:

• Utilizzo eventuale in caso di criticità nell’ alimentazione dalla fonte principale (problemi di qualità o difetto di alimentazione).

• Utilizzo continuo (periodo de alcune settimane/mesi) in caso di manutenzione programmata sulla rete di adduzione dalla fonte principale.

Nei presupposti di quanto sopra riportato, nel presente progetto di ampliamento dell’ impianto si sono pressi in considerazione come parametri di disegno i dati di qualità dell’ acqua grezza corrispondenti alla risorsa di Montedoglio.

Nella prospettiva dell’ utilizzo alternativo della risorsa del Fiume Arno va osservato che l’ attuale filiera di trattamento è stata concepita anche in previsione dell’utilizzo, come fonte di approvvigionamento, dell’acqua dell’Arno. Come tale, nei presupposti di condizioni d’alimentazione nei limiti della sua potenzialità massima, di possibili ottimizzazioni gestionali e opportune precauzioni, deve essere considerata in grado di trattare l’acqua del suddetto fiume.

In previsione del caso in cui le acque dell’ Arno siano utilizzate in corrispondenza con periodi di alta torbidità (> 100 NTU) Nuove Acque S.p.A ha provveduto recentemente alla costruzione di un sistema di pre sedimentazione presso l’ opera di presa del potabilizzatore dismesso di Buon Riposo.

3 PARAMETRI DI DISEGNO

3.1 PORTATA NOMINALE DELLA NUOVA FILIERA DI AMPLIAMENTO

Il processo di trattamento della nuova filiera è dimensionato sulle caratteristiche qualitative dell’acqua in ingresso riportate nel punto 3.2 e per la portata nominale di 40 l/s, come descritta nel prospetto seguente:

Regime di Impianto (l/s) Portata nominale Portata idraulica

max.

Portata filiera esistente Q1,n 360 Q1,max 400

Portata filiera di ampliamento Q2,n 40 Q1,max 50

Portata complessiva d’impianto

Qtot,n 400 Qtot,max 450

Le caratteristiche idrauliche delle opere elettromeccaniche, delle vasche e la stazione di sollevamento finale sono dimensionate cautelativamente per la portata idraulica massima Qtot,max = 450 l/s.

3.2 CARATTERISTICHE DELL’ ACQUA GREZZA

L’impianto sarà alimentato con acqua superficiale proveniente dall’ invaso di Montedoglio sul Fiume Tevere.

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Dall’ esame dei dati storici per il periodo 1999-2004 si desume che le principali caratteristiche di questa risorsa sono:

- pH 8,1 unità

- torbidità valore medio 3,5 NTU valore massimo 20 NTU;

- conducibilità valore medio 430 μS/cm valore massimo 491 μS/cm

- materia organica: UV valore medio 0.6 DO/m UV valore massimo 1 DO/m

- Sostanze ossidabili – Kubel

concentrazione media 1,5 mgO2/l concentrazione massima 7,2 mgO2/l

- durezza totale media 22-23 °F

- manganese (disciolto) concentrazione media < 20 μg/l concentrazione massima 180 μg/l

- ferro (disciolto) concentrazione media < 20 μg/l concentrazione massima 180 μg/l

- ammoniaca (come N-NH4+)

concentrazione media 0,08 mg/l concentrazione massima 0,26 mg/l

- nitriti (come N-NO2-)

concentrazione media 0,012 mg/l concentrazione massima 0,1 mg/l

- nitrati (come N-NO3-)

concentrazione media 4 mg/l concentrazione massima 5 mg/l

- alluminio concentrazione media < 20 μg/l concentrazione massima 180 μg/l

- cloruri concentrazione media 25 mg/l

- solfati concentrazione media 80 mg/l

- assenza di inquinamento agricolo tipo pesticidi, nitrati

- concentrazione molto bassa di micro-organismi.

3.3 CARATTERISTICHE DELL’ACQUA TRATTATA

L’acqua trattata in uscita dalla nuova linea dell’impianto avrà caratteristiche conformi al D.lgs 31/2001 e s.m.i., riguardante l’Attuazione della direttiva 98/83/CE relativa alla qualità delle acque destinate al consumo umano.

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Il processo di trattamento include una preozonizzazione, una correzione di pH che originariamente veniva effettuata con aggiunte di acido solforico (attualmente e dopo un periodo di sperimentazione sostituito con CO2 ) o soda caustica, e un dosaggio di policloruro d’alluminio (Alpoclar).

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L'impianto è articolato nelle seguenti fasi di trattamento:

4.1 DESCRIZIONE DEL PROCESSO DI TRATTAMENTO 4 IMPIANTO ESISTENTE

L’acqua coagulata alimenta la fase di chiarificazione che si compone di due decantatori di tipo “Accelator” (Turbofloc) e poi di una serie di tre filtri a sabbia.

- Salinità totale contenuta entro il valore massimo di 1.000 mg/l.

- Assenza di tendenza a sviluppo batterico

- Contenuto minimo di sostanze organiche

- Assenza di metalli pesanti

Così articolato l’impianto è in grado di produrre acqua con le seguenti caratteristiche:

Le acque di lavaggio dei filtri a sabbia e dei filtri a carbone attivo granulare sono rinviati in testa ad uno dei decantatori.

L’acqua chiarificata viene successivamente affinata con una postozonizzazione e filtrata da tre filtri a carbone attivo in grani. L’acqua trattata è disinfettata con biossido di cloro prima della spinta verso il serbatoio di Fortezza.

• Linea acqua

• Linea fanghi

I fanghi prodotti nell’impianto sono trattati con le seguenti fasi:

• Acque di lavaggio dei filtri

Le acque in ingresso all’impianto subiscono un trattamento suddiviso nelle seguenti fasi:

- trasporto dei fanghi ispessiti all’ impianto di depurazione del Casolino

- ispessimento fanghi

- rilancio dell’acqua in testa all’impianto

- equalizzazione dell’acqua dei controlavaggi in apposita vasca di contenimento

- rilancio acque potabilizzate

- controllo caratteristiche effluente

- disinfezione finale con biossido di cloro

- filtrazione su filtri a carbone attivo

- trattamento intermedio con ozono

- filtrazione su filtri a sabbia

- chiariflocculazione

- ripartizione della portata

- correzione del pH e miscelazione reagenti

- pretrattamento con ozono

- misura della portata influente

- vasca di carico e miscelazione acque

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Acid + PAC

Vasca di carico

Flashmixer

Filtri a sabbia Ozonation

Arno

Montedoglio

Filtrazione su CAG

Pre Ozonazione

Correzione Ph Dosaggio reattivi

Chiariflocculazione

By pass

Post

Ozonazione

Produzione ozono

Impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo

Schema di trattamento

Nuove A


4.2 DESCRIZIONE DELLE UNITÀ OPERATRICI

4.2.1 Vasca di carico Come accenato precedentemente, l’ impianto può essere alimentato: a) dall’invaso artificiale realizzato sul fiume Tevere in località Montedoglio b) dalla captazione diretta dal fiume Arno, con opera di presa localizzata in località Buon

Riposo, presso il vecchio di potabilizzazione.

Dalle due fonti di derivazione l’acqua viene addotta con due distinti collettori presso l’area dell’impianto in una vasca di carico, che permette o l’uso distinto di una delle acque o la miscelazione delle due acque da potabilizzare, che smorza il carico dinamico residuo delle acque provenienti dal fiume Arno ed infine permette un regolare inserimento delle pompe di carico della stazione di Buon riposo.

Volume vasca 115,5 m3

Tempo di ritenzione a 360 l/s 5,3 min

4.2.2 Misura della portata in ingresso La rilevazione della portata in ingresso, è costituita da un misuratore di tipo magnetico, posto sulla tubazione di collegamento tra la vasca di carico e la vasca di preozonizzazione.

La lettura della portata istantanea è possibile nella sala quadri elettrici, tramite display come pure la totalizzazione.

La produzione di ozono, e di biossido di cloro e la regolazione delle pompe dosatrici dei reattivi chimici è asservita alla misura di portata in ingresso.

IDENTIFICAZIONE DELLO STRUMENTO ISTALLATO:

Sigla dello strumento: FIT 001

Costruttore: KRONE

4.2.3 Pretrattamento con ozono

Vasca di Pre ozonazione

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A valle della misura della portata, esiste una vasca di predisinfezione con ozono.

La linea di produzione dell’ozono è così formata:

• Compressione dell’aria

• Refrigerazione dell’aria

• Essiccazione dell’aria

• Generazione dell’ozono

• Iniezione dell’ozono nell’acqua da trattare

• Recupero dell’ozono residuo

IDENTIFICAZIONE DELLE APPARECCHIATURE ISTALLATE

Unità: compressore produzione aria completo di raffreddatore

Sigla della apparecchiatura: C1.1

Costruttore: Ozono Elettronica

Caratteristiche dell’unità

- Compressore: Portata = 188 Nm3 Pressione = 7 bar

- Post raffreddatore: Liquido refrigerante = acqua Temperatura in/out = 15/25 °C Pressione di servizio = I bar Flusso volumetrico = 1 m3/h

Unità: Serbatoio aria compressa

Sigla della apparecchiatura: D1.1


Caratteristiche dell’unità: Volume = 2 m Pressione di progetto = 12 bar Temperatura di progetto = 50°C

Unità: Essiccatore aria

Sigla della apparecchiatura: H1.1


Caratteristiche dell’unità: Prodotto assorbente = setacci molecolari Pressione di progetto = 7 bar Temperatura di progetto = 35°C Tempo di funzionamento = 5 min Tempo di rigenerazione = 5 min

Unità: Generatore di ozono

Sigla della apparecchiatura: G1.1


Caratteristiche dell’unità: Gas di alimentazione = aria

Produzione di ozono: Produzione di progetto = 3,2 Kg/h Campo di regolazione = 10-100% Concentrazione di ozono = 1,6% P/P Concentrazione di ozono = 20 g/Nm3

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- Gas entrante: Gas di alimentazione = aria Pressione = 1,7 bar Temperatura di esercizio = 25°C

- Gas uscente: Temperatura di servizio = 45°C Portata 160 Nm3

- Generatore di ozono: Pressione di progetto = 2 bar Temperatura di progetto = 50°C Elementi produttivi = n. 91 Frequenza operativa = 800 Hz Frequenza operativa max. = 10 KV Potenza assorbita di progetto = 64 KW Energia specifica assorbita = 20 KWh/Kg O3

Potenza istallata = 110 KVA Assorbimento del carico = trifase

- Refrigerante: Liquido = acqua Temperatura in/out = 15/20°C Pressione operativa = 1 bar Portata di servizio = 10 m3/h

Unità: Sistema di distruzione ozono

Sigla della apparecchiatura:


Caratteristiche dell’unità

- Distruttore termico: Pressione del gas entrante = I bar Temperatura del gas entrante = 30°C Concentrazione dell’ozono entrante = 0,1% in peso Temperatura del gas uscente = 140°C Concentrazione = 1 ppm Portata di progetto = 160 Nm3/h Tipo di catalizzatore Si/Pd

La produzione di ozono, è direttamente proporzionale alla portata in ingresso, in quanto il segnale proveniente dal misuratore di portata influenza la produzione di ozono.

L’ ozono prodotto oltre ad essere iniettato nella vasca di preozonizzazione, serve anche per il trattamento di postozonizzazione, descritto al punto XX.

Per regolare la distribuzione dell’ozono nelle vasche di pre e post ozonizzazione, sono stati predisposti n. 2 regolatori percentuali, uno per linea, in modo da regolare la ripartizione della portata di ozono.

Rimane inteso, che la variazione della portata dell’acqua in ingresso, determina la diminuzione della produzione di ozono, e di conseguenza la portata di ozono diminuirà in percentuale nei due punti di dosaggio.

La vasca di preozonizzazione è essenzialmente costituita da una zona di miscelazione e da una zona di contatto, con le seguenti caratteristiche geometriche-funzionali:

Lunghezza 9 m

Larghezza 5 m

Battente 3,8 m H2O

Volume 171 m3

Tempo di contatto a 360 l/s 7,9 min

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L’uscita dell’acqua sterilizzata avviene attraverso uno stramazzo.

La turbolenza generata dall’attraversamento dello stramazzo facilita lo strippaggio dell’ozono in eccesso, ancora presente nell’acqua, il quale viene eliminato in un distruttore termico.

Sul fondo della vasca, è stata prevista una valvola per consentire l’eventuale svuotamento del comparto.

All’uscita della vasca di preozonizzazione, è stato previsto ed installato un troppo pieno rigurgitato realizzato su tutta la larghezza della vasca, con le seguenti funzioni.

Troppo pieno di sicurezza per errate manovre delle valvole posizionate a valle della post ozonizzazione,

Troppo pieno per eliminare le eventuali formazioni di alghe dentro la vasca di pre ozonizzazione.

La pre e post ozonizzazione sono mantenute tutto l’anno. La preozonizzazione è generalmente messa in opera per migliorare le prestazioni della coagulazione soprattutto in presenza di alghe e per assicurare una disinfezione parziale in testa alla filiera. Quanto alla postozonizzazione, è applicata per il miglioramento delle qualità organolettiche (colore, sapore), la sua azione battericida e virulicida, l’ossidazione delle materie organiche e dei microinquinanti.

4.2.4 By-pass trattamenti L’impianto è stato progettato e costruito, prevedendo i seguenti by-pass:

- by-pass correzione del pH e miscelazione reagenti

- by-pass della chiariflocculazione. Il by-pass dei trattamenti precedentemente citati viene effettuato in funzione o delle caratteristiche dell’acqua in ingresso, o in casi particolari per la manutenzione straordinaria dei trattamenti precedentemente citati.

N.B.: Non sono presenti ulteriori by-pass che consentirebbero i lavori di manutenzione su altri comparti (esempio le vasche di ozonizzazione).

4.2.5 Correzione del pH e miscelazione reagenti In uscita dalla vasca di preozonizzazione, è stato previsto il trattamento di correzione del pH, e di miscelazione dei reagenti.

Il valore ottimale del pH di flocculazione è generalmente compreso tra 6.5 e 7.

A questi valori del pH si ha la massima eliminazione della torbidità dell’acqua da parte dei flocculanti attraverso la destabilizzazione, la complessazione e l’assorbimento sugli idrossidi metallici. Nell’unità di destabilizzazione successiva il pH dell’acqua grezza subisce una variazione a causa dell’aggiunta del flocculante inorganico (policloruro di alluminio).

Il controllo del pH ottimale per la destabilizzazione attraverso l’aggiunta dell’acido o della base avviene in automatico, se abilitato dall’operatore mediante la sonda di pH, posta immediatamente a valle di tale unità.

IDENTIFICAZIONE DELLO STRUMENTO INSTALLATO

Sigla dello strumento: FIT 001

Costruttore: LEN

Il pH dell’acqua grezza in arrivo all’impianto è compreso nell’intervallo tra 7.0 e 8,6 unità.

L’ottimizzazione del pH ed il mantenimento del valore ideale verrà effettuato con l’aggiunta di CO2 nell’acqua prima della destabilizzazione.

E’ stata prevista tuttavia anche la possibilità dell’aggiunta di un reattivo basico e precisamente l’NaOH.

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Nell’intero trattamento di potabilizzazione particolare importanza assumono i processi di destabilizzazione e di aggregazione delle particelle colloidali.

A detti processi, infatti, è demandato il compito della rimozione più o meno spinta dei solidi sospesi presenti nelle acque, principali responsabili della torbidità (particelle di diametro 0,1 - 0 micron) e del colore (particelle di diametro 50 – 10.000 Angstrom).

L’ottimizzazione di questa rimozione porta ad una contemporanea apprezzabile riduzione di alcuni inquinanti, del sapore, degli odori sgradevoli, della carica batterica e delle microalghe presenti. La destabilizzazione e l’aggregazione sono due processi che avvengono necessariamente in tempi successivi ed in condizioni differenti.

E’ indispensabile pertanto che questi processi siano effettuati in unità fisiche distinte nelle quali ottimizzare le condizioni operative (velocità di agitazione e tempo di permanenza).

La destabilizzazione, infatti, favorita da un’agitazione molto spinta, provoca un intimo contatto fra le particelle colloidali presenti nell’acqua ed il reattivo e la conseguente neutralizzazione delle cariche elettrostatiche superficiali delle particelle colloidali.

L’annullamento di queste forze di repulsione rende possibile la loro successiva agglomerazione nella fase di flocculazione e separazione per sedimentazione.

Come agente flocculante viene utilizzato il policloruro di alluminio (PAC) il cui campo ottimale di pH per l’utilizzo è compreso fra 6 e 9, ed in questo campo esplica un’azione flocculante più efficace degli altri reattivi normalmente usati, senza modificare sostanzialmente il pH dell’acqua.

E’ in ogni caso da tenere presente che le stesse attrezzature usate per il policloruro di alluminio, risultano idonee per l’eventuale utilizzo di altri flocculanti liquidi.

Quando necessario la soda e/o la CO2 possono venir dosati in automatico nella vasca di miscelazione, in relazione al valore del pH misurato nella vasca di flocculazione.

In testa alla vasca di miscelazione vengono ricircolate le acque provenienti dal controlavaggio filtri dopo l’equalizzazione.

La fase di miscelazione reagenti e correzione pH avviene in vasche di calcestruzzo armato, dotato di agitatori meccanici.

N.B. : Gli attacchi di ingresso/uscita della vasca sono da rivedere per ottenere una miscelazione più completa del reagente. Le attrezzature per lo stoccaggio ed il dosaggio dell’anidride carbonica sono già sufficientemente dimensionate per un eventuale potenziamento dell’impianto.

Dosaggio reattivi

Vasca di miscelazione

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Unità: agitatore per la correzione del pH Sigla dell’apparecchiatura: BM 002

Costruttore: Mariotti e Pecini

Unità: agitatore per la miscelazione dei reagenti Sigla della apparecchiatura: EM 003

Costruttore: Mariotti e Pecini

La vasca di miscelazione è essenzialmente costituita da una zona di miscelazione e da una zona di contatto, con le seguenti caratteristiche geometriche-funzionali:

Lunghezza 7,5 m

Larghezza 4,5 m

Battente 4,0 m H2O

Volume 135 m3

Tempo di contatto a 360 l/s 6,3 min

Sul fondo della vasca, è stata prevista una valvola per consentire l’eventuale svuotamento del comparto.

4.2.6 Ripartizione della portata A monte della chiariflocculazione, è stata prevista una ripartizione della portata in due linee equivalenti. La portata dell’acqua viene ripartita in due parti uguali per mezzo di stramazzi.

Le tubazioni di alimentazione dei chiariflocculatori sono intercettate con valvole per consentire l’eventuale disinserimento per le manutenzioni straordinarie.

4.2.7 Chiariflocculazione La sedimentazione avviene in due chiariflocculatori a ricircolo del fango.

Chiariflocculatore

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Chiariflocculatori

L’acqua proveniente dal ripartitore di portata è sottoposta al trattamento di chiariflocculazione, realizzata in singola apparecchiatura.

In questa sezione si completano le reazioni innescate a monte con l’aggiunta del flocculante.

Nei chiariflocculatori si hanno le seguenti fasi:

1. Flocculazione dei solidi sospesi;

2. Ricircolo della miscela acqua fanghi tramite una turbina;

3. Filtrazione dinamica dei solidi fini in sospensione e chiarificazione;

4. Primo addensamento dei fanghi.

La miscelazione acqua/reattivi è ottenuta con l’impiego di una turbina.

Questa operazione consente principalmente il contatto dell’acqua grezza con i fanghi già flocculati, aumentando il rendimento di flocculazione e riducendo, conseguentemente, il consumo di flocculante ed avviene nella parte centrale dell’unità di chiariflocculazione.

I solidi sospesi che si sono aggregati in fiocchi sono trasferiti nella zona di chiariflocculazione dove si separano e si depositano sul fondo del chiariflocculatore. Una particolarità notevolissima in quest’unità di trattamento è la formazione del letto fluido di filtrazione dei sospesi, costituito dai fanghi leggeri, che si instaura nella parte di fondo del compatto di chiarificazione.

La funzione di questa massa fluida è quella di trattenere particelle che per le loro caratteristiche fisiche tendono a sfuggire nel settore di chiariflocculazione.

Questa parte realizza quindi il trattamento finale sull’acqua che è appunto quello di chiarificazione che avviene in particolari condizioni di velocità ascensionale e di tempo di ritenzione. L’acqua trattata si raccoglie superiormente in una canala circolare e da questa tramite opportuna condotta passa alla fase successiva di trattamento.

I fanghi più pesanti si raccolgono in opportune trramogge poste sul fondo del chiariflocculatore.

Caratteristiche dei chiariflocculatori:

I chiariflocculatori sono realizzati con opera esterna in cls armato, e con parti interne in acciaio al carbonio con le seguenti caratteristiche:

- Unità n. 2

- Diametro interno m 19

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- Superficie unitaria m2 277,8

- Superficie totale m2 555,6

- Velocità ascensionale a 360 l/s m/h 2,60


Unità: chiariflocculatori

Sigla dell’apparecchiatura: CF 004 - CF 005

Costruttore: FISIA

Caratteristiche motorizzazione della turbina: VAR-SPE Motoriduttori

Sfioro acqua chiarificata

Lo sfioro dell’acqua chiarificata avviene a mezzo d canalette radiali.

Le canalette si raccordano tutte ad un anello dal quale si dirama la tubazione di scarico dell’acqua trattata.

Scarico dei fanghi

Nelle tabelle di programmazione di scarico fanghi in progetto era previsto un contenuto di solidi sospesi (compreso il flocculante) di 30 mg/l max, pertanto alla portata media di 300 l/s la produzione di solidi al 100% era calcolata in 32,4 Kg/h cui corrisponde alla concentrazione in materia secca dello 0,6% una portata idraulica di scarico di circa 2,5 m3/h per ogni chiariflocculatore, e complessivamente di circa 5 m3/h per tutta la sezione di chiarificazione, ossia 120 m3/h al giorno.

Il diametro dei tubi per lo scarico dei fanghi è di 100 mm per cui ad una velocità di flusso di 1,3 m/s si ha lo scarico in circa 4 minuti ogni ora, ossia 2 minuti ogni 30 primi.

2

4

38,3

76,6 Portata (l/s) di due scarichi

provenienti da 2 chiariflocculatori

Portata (l/s) dello scarico dei fanghi dal chiariflocculatore

N° di scarichi per chiariflocculatori

N° di scarichi totali

Portata (l/s) di due scarichi provenienti da un solo

chiariflocculatore

Tabella portata scarico fanghi

Il fango evacuato raggiunge il pozzetto di raccolta fanghi, da cui viene inviato al trattamento di ispessimento fanghi, a mezzo di due elettropompe centrifughe sommerse (una di riserva).

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Unità: Elettropompe centrifughe sommerse

Sigla delle apparecchiature: SP 006-SP 007

Costruttore: ABS Pompe

2

11

16

Pompe sollevamento fanghi

N° di pompe

Portata con 1 pompa (l/s)

Portata con 2 pompe (l/s)

Tabella caratteristiche pompe sollevamento fanghi

N.B.: Il sistema di estrazione dei fanghi dei decantatori in realtà non permette di trattare un’acqua con torbidità superiore a 100 NTU poiché la portata di estrazione è insufficiente ed il letto di fango tende a risalire. Inoltre occorre valutare la possibilità di rinviare in testa ai due chiariflocculatori le acque di controlavaggio dei filtri a sabbia per consentire il mantenimento di un letto di fanghi anche in condizioni di bassa torbidità e quindi di basso dosaggio di coagulante.

4.2.8 Filtrazione su filtri a sabbia

L’acqua proveniente dalla fase di chiarificazione, viene sottoposta al processo di filtrazione a gravità su letti in sabbia quarzifera.

I filtri sono costruiti in cemento armato con le seguenti caratteristiche:

Filtri n° 3

Lunghezza unitaria m 8,1

Larghezza unitaria m 6,1

Superficie unitaria m2 49,4

Superficie totale m2 148,2

Altezza letto filtrante m 1,6

Velocità di filtrazione a 360 l/s m/h 8,7

Stoccaggio acqua per i controlavaggi dei filtri

L’acqua proveniente dai filtri a sabbia, viene addotta in una vasca di contenimento, dove non subisce nessun tipo do trattamento.

Il solo scopo di detta vasca è di avere un volume di acqua utile per eseguire i controlavaggi dei filtri a sabbia e a carbone.

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La vasca di stoccaggio è realizzata in calcestruzzo armato, con le seguenti caratteristiche:

- Lunghezza m 10,8

- Larghezza m 10

- Battente m H2O 5,5

- Volume m3 594

Filtri a sabbia

Le caratteristiche delle pompe di lavaggio sono riportate nella sottostante tabella:

Pompe di acqua lavaggio filtri a sabbia e carbone

N° di pompe 2

Portata con 1 pompa (l/s) 243

Portata con 2 pompe (l/s) 448

Tabella delle caratteristiche delle pompe per il controlavaggio

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Descrizione del lavaggio:

Il lavaggio dei filtri a sabbia prevede 5 fasi:

• nella prima fase si ha la chiusura della valvola di ingresso dell’acqua nel filtro mentre l’acqua presente all’interno viene filtrata e finisce nella vasca post ozonizzazione (questa fase dura circa 9’20”):

• nella seconda fase che dura circa 1 minuto si ha il lavaggio con aria del filtro a sabbia • nella terza fase si ha il lavaggio misto aria-acqua, in questa fase si ha il funzionamento

di una solo pompa e la durata della fase permette all’acqua di arrivare a 10 cm dallo stramazzo:

• nella quarta fase si ha il lavaggio solo con acqua, in questo caso sono accese tutte e due la pompe di spinta dell’acqua ed è spenta la pompa dell’aria. Il filtro stramazza sulla canala laterale e l’acqua di lavaggio finisce nella vasca di raccolta dell’acqua di lavaggio (durata del lavaggio solo con acqua di circa 9’20”):

• l’ultima fase che dura solo 35 “ il filtro inizia l’esercizio ma l’acqua filtrata finisce nella vasca di raccolta dell’acqua di lavaggio

l’esercizio riprende dopo 21’40” dall’inizio del lavaggio.

Le acque di lavaggio sono raccolte nella vasca di raccolta descritta precedentemente.

4.2.9 Post ozonizzazione L’acqua proveniente dalla vasca di stoccaggio, viene trattata con ozono in modo da utilizzare in modo ottimale tutte le proprietà dell’ozono stesso.

Nella preozonizzazione, l’ozono viene usato per abbattere eventuali formazioni di alghe, e per altri procedimenti come spiegato al punto 4.2.3. In questa fase intermedia di trattamento, l’ozono viene usato per permettere l’aggressione delle residue sostanze organiche e la disinfezione protettiva del carbone attivo, della fase di trattamento successivo.

La vasca di trattamento intermedio con ozono è realizzata in calcestruzzo armato, con le seguenti caratteristiche:

Lunghezza m 10,5

Larghezza m 3

Battente m H2O 5,2

Volume m3 163,8

Tempo di contatto a 360 l/s min 7,6

4.2.10 Filtrazione su carbone attivo I filtri cono costruiti in cemento armato con le seguenti caratteristiche:

Filtri n. 3

Lunghezza unitaria m 8,1

Larghezza unitaria m 6,1

Superficie unitaria m2 49,41

Superficie totale m2 148,23

Altezza letto filtrante m 2,3

Volume unitario letto di carbone m3 113,6

Volume totale letto di carbone m3 340,9

Velocità di filtrazione a 360 l/s m/h 8,7

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Filtri a Carbone Attivo Granulare

Descrizione del lavaggio:

Il lavaggio dei filtri a carbone prevede 6 fasi:

• nella prima fase si ha la chiusura della valvola di ingresso dell’acqua nel filtro mentre

l’acqua presente all’interno viene filtrata e finisce nella vasca post ozonizzazione (questa fase dura circa 6’):

• nella seconda fase che dura circa 5’30” si ha il lavaggio con aria del filtro a carbone: • nella terza fase che ha la dura di 5’ 30” i carboni all’interno del filtro vengono lasciati

decantare: • nella quarta fase si ha il lavaggio solo con acqua, in questo caso è accesa solo una

pompa di spinta dell’acqua ed è spenta la pompa dell’aria. Il filtro stramazza sulla canala laterale e l’acqua di lavaggio finisce nella vasca di raccolta dell’acqua di lavaggio (durata del lavaggio solo con acqua di circa 22’10”):

• nella quinta fase che dura 5’50” si ha un fase di pre-esercizio che serve per stabilizzare i carboni e per lavare la canala centrale. L’acqua filtrata finisce nella vasca di raccolta dell’acqua di lavaggio:

• la sesta fase prevede il drenaggio dell’acqua per circa 4’40” che finisce nella vasca di raccolta dell’acqua di lavaggio:

• l’esercizio riprende dopo 49’40” dall’inizio del lavaggio. Osservazioni:

I lavaggi dei filtri si differenziano per il numero delle fasi e per il metodo di lavaggio.

Infatti mentre per i filtri a sabbia le fasi sono 5 per il lavaggio dei filtri a carbone le fasi sono 6, inoltre i filtri a carbone non hanno la fase di lavaggio aria-acqua perché i carboni presenti all’interno lavorano con il principio dell’adsorbimento quindi un lavaggio energetico arrotonderebbe la forma irregolare del granello di carbone eliminando il potere adsorbente.

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4.2.11 Disinfezione finale e rilancio acqua trattata L’acqua filtrata viene inviata alla vasca di accumulo per il rilancio finale.

All’ingresso della vasca viene dosato il biossido di cloro per la disinfèzione finale delle acque e la protezione delle stesse in rete.

Il sollevamento delle acque potabilizzate è realizzato mediante n.2 (1+1R) elettropompe centrifughe ad asse verticale da 330 l/s e 250 KW installati ciascuna e da una pompa ad asse orizzontale da 100 l/s.

La vasca di rilancio è realizzata in calcestruzzo armato con le seguenti caratteristiche:

- Volume m3 80

N.B.: Nella vasca di sollevamento finale dovrà essere prevista un’uscita a gravità per poter by-passare l’impianto di sollevamento ed alimentare a gravità parte della rete bassa di Arezzo così da poter dedicare il serbatoio Fortezza per il centro storico e garantire maggiore autonomia in caso di emergenza.

Nel progetto di ampliamento dell’ impianto è previsto un nuovo sollevamento autonomo per la capacità di 450 l/s che sostituirà quello attuale.

4.2.12 Equalizzazione e recupero acqua di lavaggio Le acque provenienti dai controlavaggi dei filtri a sabbia e a carbone, vengono immesse in vasca di raccolta, al fine di poterle riutilizzare, mediante pompaggio costante delle acque stesse dopo aver eliminato, tramite il trattamento fanghi le impurità presenti. La vasca d’equalizzazione è realizzata in calcestruzzo armato con le seguenti caratteristiche:

- Lunghezza m 9

- Larghezza m 5

- Battente m H2O 4

- Volume m3 180

4.2.13 Trattamento dei fanghi

ISPESSIMENTO

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Con la fase d’ispessimento, i fanghi provenienti sia dai chiariflocculatori che dalle acque provenienti dai controlavaggi dei filtri, subiscono un trattamento d’ispessimento in modo da separare le acque limpide dai fanghi presenti.

La linea di trattamento dei fanghi si articola nelle seguenti fasi di trattamento:

• Ispessimento

• Trasporto dei fanghi ispessiti verso l’ impianto di depurazione del Casolino

Mediamente si realizza un viaggio ogni 15 giorni, nei periodi d’ alta torbidità 2-3 viaggi al

giorno

Con la fase d’ispessimento, i fanghi provenienti sia dai chiariflocculatori che dalle acque provenienti dai controlavaggi dei filtri, subiscono un trattamento d’ispessimento in modo da separare le acque limpide dai fanghi presenti.

Nel progetto era previsto che i fanghi depositati sul fondo della vasca d’ispessimento venissero poi, tramite opportune pompe, immessi in una filtropressa per la loro disidratazione.

I pannelli di fango filtropressato sarebbero stati accumulati in appositi contenitori pronti per essere trasportati in opportune discariche.

Dalle tabelle di programmazione della filtropressa di progetto si evince che era prevista alla portata media di 300 l/s e con 30 ppm di SST (compreso il flocculante) l’esecuzione di una pressata al giorno con una produzione di 2 m3 di pannello per un peso complessivo di 2.400 Kg.

N.B.: Fatto salvo per i picchi di torbidità dovuti a manovre errate del gestore dell’adduzione da Montedoglio e fatto salvo l’utilizzo dell’acqua dell’Arno, con il dosaggio ottimale di PAC sull’acqua grezza di Montedoglio l’impianto attualmente produce mediamente 50-60 m3 di fanghi; la qualità di quest’ultima permette di effettuare dosaggi di PAC inferiori a quelli ricavabili dalle prove di Jar Test consentendo così di ridurre del 50% la produzione media mensile (15-20 m3/mese). Finora i fanghi ispessiti sono sempre stati trasportati mediante autobotte all’impianto di depurazione del Casolino (mediamente un viaggio ogni 15 giorni, nei periodi d’alta torbidità 2 –3 viaggi al giorno); la filtropressa non è mai stata utilizzata, ne ormai potrebbe esserlo senza opportune modifiche; in caso di un potenziamento dell’impianto dovrà esserne valutata l’adeguatezza e/o l’eventuale sostituzione.

4.2.14 Caricamento e stoccaggio dei reattivi chimici Lo stoccaggio dei rettivi chimici è stato oggetto di recente ristrutturazione, nella quale sono stati migliorati gli standard di sicurezza, il sistema di caricamento reagenti, ed il sistema di dosaggio. In figura 1 sono mostrate le postazioni per il caricamento dei reagenti, dotate di tettoie di protezione per evitare che l’irraggiamento solare provochi il prematuro deterioramento delle materie plastiche impiegate nella realizzazione degli impianti e per evitarne l’esposizione alla pioggia battente. Ogni punto di carico è dotato di impianto di test di compatibilità dei reagenti, atto a stabilire la non reattività fra reagente precedentemente introdotto e quello che si va ad introdurre.

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Fig.1 - Postazioni di caricamento

Le attrezzature relative all’impianto di test sono alloggiate in vasca di contenimento in moplen, dotata di sensore di livello di sicurezza. Il travaso dei reagenti dalla autocisterna al serbatoio di stoccaggio avverrà per gravità nel caso dell’acido cloridrico e del clorito di sodio, ad opera di una elettropompa per il policloruro di alluminio. L’automatismo è gestito da dispositivo elettronico a PLC, le fasi di controllo non sono by-passabili dall’operatore se non attraverso chiave hardware di cui è responsabile il capo impianto. Nei pressi dei posti di caricamento, in posizione riparata, sono installati: n° 1 doccia antinfortunistica con lavaocchi (quella attuale sarà ripristinata e lasciata al suo posto). n° 1 o più rubinetti con acqua corrente dotati di portagomma ed almeno 2 m di tubo flessibile; Per ovviare ad eventuali momentanee indisponibilità di DPI al personale presente, nei pressi dei punti di carico dei reagenti saranno disponibili: n° 1 armadietto con n° 2 maschere facciali e filtri universali; n° 1 armadietto contenente almeno 2 paia di guanti antiacido, occhiali, tute in cartene antiacido. In figura 2 è mostrato l’interno del locale di alloggiamento dei serbatoi di stoccaggio dei reagenti , su solai in c.a. e coperti di mattonelle in gres; i solai sono posti sopra a vasche di sicurezza anch’esse rivestite di mattonelle di gres.

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Fig.2 – locale dei serbatoi di stoccaggio

Il serbatoio di stoccaggio dell’acido cloridrico è dotato di dispositivo di lavaggio dei fumi emessi, soprattutto, durante le operazioni di carico, detto dispositivo ha un’efficienza tale da limitare la concentrazione dell’acido nel gas emesso, a meno di 10 ppm. La torre di lavaggio dei fumi è alloggiata all’esterno dei locali, nei pressi delle postazioni di carico dell’Acido cloridrico e del Clorito di sodio, sotto alla tettoia protettiva. La misura del livello nei serbatoi dei reagenti è fatta con l’impiego di apparecchiature non a contatto con i reagenti, operanti ad ultrasuoni o a radar elettromagnetico, installati alla sommità dei serbatoi dei reagenti su appositi attacchi flangiati. Per la misura del livello del serbatoio dell’acido cloridrico è impiegato un trasduttore operante con il principio del radar, per evitare l’influenza dei vapori dell’acido sulla misura. I misuratori sono dotati di sensore locale e di visualizzatore remoto tarato in litri, con trasmissione di segnale 4÷20 mA relativo alla misura effettuata e soglie digitale di troppo pieno, utilizzati per allarme e/o interruzione del funzionamento delle relative pompe di carico. In figura 3 si vedono, in posizione accessibile agli operatori, le attrezzature per la gestione dei reagenti e le pompe dosatrici.

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Fig.3 – alloggiamento pompe dosatrici

Il locale reagenti è separato dal locale quadri elettrici, per limitare la possibilità di danneggiamento delle attrezzature elettriche da parte delle esalazioni che dovessero provenire dagli impianti. Esso inoltre è dotato di due ventole che estraggono l’aria dal suo interno. I quadri elettrici gestiscono il carico dei reagenti, i comandi principali relativi al funzionamento: inizio procedura carico e tacitazione allarmi, e sono installati in modo da essere manovrabili senza dover aprire la portella di protezione del quadro. Il locale che alloggia i due generatori di biossido di cloro a servizio dell’impianto di potabilizzazione di Poggio Cuculo è adiacente al locale quadri elettrici dell’edificio dei reagenti. Esso è dotato di sensore di cloro in aria esistente (Cloralert prodotto dalla Fischer e Porter Italiana, adesso Severn Trent Italiana).

Fig.4 – locale di produzione del Biossido di Cloro

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4.2.15 Disinfezione finale con biossido di cloro A fianco del locale reattivi è stato realizzato un apposito edificio con lo scopo di ospitare il generatore di biossido di cloro.

II biossido di cloro si ottiene per reazione fra una soluzione di clorito di sodio ed una di acido cloridrico miscelati direttamente in giuste proporzioni in un flusso di acqua e quindi il generatore di biossido di cloro, oltre ad avere il compito di miscelare i prodotti, ha anche il compito di inviare il prodotto all’utilizzo.

Le sicurezze previste per il comparto sono cosi composte:

• Edificio separato dal resto dell’impianto

• Strumento rilevatore di fughe di biossido di cloro o di cloro gas con segnalazione di allarme

• Abbattimento dell’eventuale cloro presente nel locale mediante acqua spruzzata da appositi spruzzatori dislocati nell’edificio e comandato dal rilevatore descritto precedentemente.

• Ventilazione forzata automatica a due livelli di intervento e precisamente :

- 1° livello: comandato dall’apertura della porta di accesso al locale

- 2° livello: comandato dal rilevatore di cloro gas.

N.B.: Sull’impianto sono presenti due (uno di riserva) generatori di biossido da 2.000 g/h cad.; il dosaggio di biossido ottimale per garantire la copertura in rete è pari a 0,9 – 1,0 ppm, quindi la richiesta alla portata media di 300 l/s risulta essere di circa 1.300 g/h. I generatori sono in grado di soddisfare le esigenze anche alle portate previste per il futuro.

4.2.16 Strumentazione di controllo in ingresso ed in uscita Le acque in ingresso ed in uscita dell’impianto, sono costantemente controllate nei suoi parametri principali, e precisamente:

• portata (ingresso)

• pH

• Torbidità

• Conducibilità

• Cloro residuo (per le acque in uscita)

Con riferimento agli schemi allegati si riporta l’elenco degli strumenti installati:

1. 2 SC100 (1 in laboratorio ed uno vasca miscelazione)

2. 1 Torbidimetro Solitax (ingresso)

3. 1 Torbidimetro 1720E (uscita)

4. 2 Torbidimetri 1720E (ingresso ed uscita filtri)

5. 2 Ph-metri (ingresso ed uscita)

6. 1 Ph-metro (vasca miscelazione)

7. SC 1000 con Dispaly (laboratorio)

8. SC 1000 senza Display (installato ai filtri)

9. 2 sonde redox (uscita pre O3 ed uscita post O3)

10. 1 conducimetrio (ingresso impianto)

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4.3 CAPACITÀ ATTUALE DI TRATTAMENTO DELL’ IMPIANTO

L’ impianto di Poggio Cuculo attualmente funziona con portate che variano tra 300 e 360 l/s.

Si annotano i seguenti regimi di funzionamento osservati nella gestione operativa dell’ impianto:

- Portata max. accelator per torbidità ≤ 20 NTU 360 l/s

- Portata max. accelator per torbidità tra 20 e 100 NTU 300 l/s

- Portata max. prodotta per torbidità < 10 NTU 400 l/s

Considerando che:

- Con la torbidità in ingresso non si superano (per oltre il 98 % del tempo) i 20 NTU

- alla portata di 360 l/s corrisponde una velocità di 2,6 m/h sui decantatori, valore prossimo al massimo ammissibile di 3 m/h.

- alla portata di 360 l/s corrisponde una velocità di 8,7 m/h sui filtri a sabbia, valore prossimo al massimo ammissibile di 10 m/h.

si determina che la capacità nominale di trattamento dell’ impianto è di 360 m/h.

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Relazione tecnica descrittiva

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Nella pagina successiva si riporta uno schema rappresentativo della configurazione finale dell’impianto costituito da due filiere di trattamento, di cui un’esistente e l’altra di nuova costruzione.

La nuova filiera di trattamento prevederà sostanzialmente:

Per il potenziamento del potabilizzatore della città d’Arezzo si è fatto riferimento ai seguenti dati:

5.2 CONCEZIONE SOLUZIONE PROGETTUALE ADOTTATA

Come detto in premessa, il progetto prevede la realizzazione di una nuova linea di trattamento delle acque provenienti dall’ invaso di Montedoglio sul Fiume Tevere per una capacità di produzione di 40 l/s.

5.1 CONSIDERAZIONI GENERALI

5 FILIERA DI AMPLIAMENTO DELL’ IMPIANTO

Nuove A

Contestualmente alle opere di ampliamento sono inclusi nel presente progetto interventi di miglioramento di alcune sezioni dell’ impianto esistente, in particolare:

A richiesta di Nuove Acque S.p.A il progetto di ampliamento è stato sviluppato seguendo la stessa tipologia generale di processo dell’ impianto esistente, cioè chiaiflocculazione più filtrazione a sabbia.

cque SpA Progetto di ampliamento del potabilizzatore di POGGIO CUCULO

• Vasca di pre ozonizzazione

o Sostituzione degli ugelli

o Sostituzione delle tubazioni ammalorate

o Impermeabilizzazione della vasca, poiché si sono riscontrate fughe di ozono

o Realizzazione di una linea di by pass per consentire la manutenzione

• Sostituzione delle pompe di estrazione dei fanghi dai chiariflocculatori esistenti

• Nuovo sollevamento in uscita dall’ impianto di 450 l/s, mediante l’ installazione di 6 pompe ( 5 + 1 di riserva) da 90 l/s ciascuna.

• Realizzazione di una linea di bu pass dell’ impianto di sollevamento finale per poter alimentare a gravità parte della rete bassa della Città di Arezzo.

- capacità complessiva dell’ impianto dopo la realizzazione della nuova linea di trattamento: 400 l/s

- portata massima della linea esistente per il trattamento dell’acqua dell’invaso del Montedoglio: 360 l/s

- capacità della nuova linea di trattamento: 40 l/s - caratteristiche delle acque da trattare come indicato nel punto 3.2 della presente

relazione generale.

- il dosaggio reattivi : correzione pH e coagulante - la chiarificazione - la filtrazione su sabbia

cque SpA Progetto di ampliamento del potabilizzatore di POGGIO CUCULO

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Relazione tecnica descrittiva

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Vasca di carico

Flashmixer

Filtri a sabbia OzonationArno*

Montedoglio

Filtrazione su CAGPre

Ozonazione

Cor rezione PhDosaggio reattivi

Chiar iflocculazione

By passPost

Ozonazione

Produzione ozono

Nuovoaccumuloacqua trattat a

Filtr azione su sabbia

Correzione PhDosaggioCoagulante

Flashmixer

Al l’accumulo

Acque da l

lavaggioAlla linea fanghi

es is tente

Alla Distr ibuz ione

SerbatoioFortezza

N uova linea di trattamen toacqu e invaso Motedoglio

40 l /s

Linea Esist ent e360 l/s

(*em ergenza)

By pass

MisQ

Retedistribuzione

Bassa diArezzo

NuovoBy pass

Chiarifilocculazione

Accumulo finale esistente

Nuovastazione di

sollevamento

Stoccag gio acq ua p er lavagg io fil tri esistenti

Progetto di ampliamento impianto di potabilizzazione Poggio Cuculo Schema semplificato di processo

Nuove A


In regime normale di funzionamento l’acqua da trattare nella nuova linea sarà derivata in uscita dall’esistente sezione di pre ossidazione con ozono, che verrà dotata di un nuovo by pass. Per la correzione del pH verrà utilizzata CO2 , preferita dopo sperimentazione, all’acido solforico. Il serbatoio e l’erogatore esistenti sono sufficienti per la nuova capacità di trattamento.

Alla fase di miscelazione farà seguito una sezione di chiarificazione

Le nuove sezioni saranno dotate di by pass per consentirne la manutenzione. Le acque chiarificate saranno poi avviate, tramite pompaggio alla successiva sezione di filtrazione su sabbia in pressione. Concluso il ciclo di trattamento l’acqua sarà avviata ad una vasca di accumulo, quale stoccaggio delle acque necessarie al lavaggio dei nuovi filtri a sabbia. Da tale vasca, per troppo pieno, l’acqua trattata nella nuova filiera sarà avviata, come in precedenza detto, alla vasca di stoccaggio dell’acqua in uscita dagli esistenti filtri a sabbia esistenti,dalla quale perverranno all’esistente vasca attiva di pre ozonizzazione. A servizio della nuova sezione di filtrazione su sabbia è necessario predisporre una vasca di raccolta delle acque derivanti dal controlavaggio dei filtri, che potranno essere in seguito risollevate con bassa portata costante in testa alla filiera di trattamento. La nuova linea sarà dotata di misura della portata in ingresso e in uscita e di tutta la strumentazione di regolazione e controllo dei parametri più significativi da rilevare per una più efficace ed agevole gestione. Sarà inoltre prevista la realizzazione di un nuovo sollevamento al serbatoio Fortezza da 450 l/s, mediante l’installazione di 6 pompe, di cui una di riserva, e una dotata di inverter, da 90 l/s ciascuna, in sostituzione delle due esistenti In tal modo si conferirà al sistema di sollevamento maggiori flessibilità e rendimento. Contestualmente all’installazione della nuova stazione di sollevamento finale sarà realizzata una nuova vasca di stoccaggio avente un volume utile di 400 m3. Tale vasca troverà collocazione al confine di proprietà in una zona prossima alla vasca di sollevamento esistente. Per quanto riguarda i fanghi prodotti dall’impianto, attualmente sono avviati tramite autobotte all’impianto di depurazione del Casolino. Analogamente si procederà con i fanghi prodotti dalla nuova linea di trattamento, che peraltro produrrà fanghi della stessa tipologia di quelli generati dalla filiera già in funzione.

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5.3 DESCRIZIONE DEL PROCESSO

Si riporta nel seguito una descrizione delle singole sezioni di trattamento che compongono la filiera della nuova linea prevista per il potenziamento dell’impianto in oggetto.

5.3.1 Alimentazione e misura di portata L’alimentazione della nuova linea di trattamento avverrà derivando una quota parte di portata, pari a 40 l/s, in uscita dall’esistente vasca di pre ossidazione con ozono.

Sarà inoltre prevista la realizzazione di un nuovo by pass della pre ossidazione e una misura della portata di alimentazione ai nuovi trattamenti.

5.3.2 Correzione del pH e dosaggio reagenti A valle della pre ossidazione esistente, analogamente a quanto avviene attualmente anche per la portata da trattare nella nuova linea sarà prevista una correzione del pH, e il dosaggio dei reagenti necessari per il processo.

Ai giusti valori del pH si ha la massima eliminazione della torbidità dell’acqua da parte dei flocculanti attraverso la destabilizzazione, la complessazione e l’assorbimento sugli idrossidi metallici. Nell’unità di destabilizzazione successiva il pH dell’acqua grezza subisce una variazione a causa dell’aggiunta del flocculante inorganico.

Il controllo del pH ottimale per la destabilizzazione attraverso l’aggiunta dell’acido o della base avverrà in automatico, se abilitato dall’operatore mediante la sonda di pH, posta immediatamente a valle di tale unità.

Il pH dell’acqua grezza in arrivo all’impianto dovrebbe essere compreso nell’intervallo tra 7.5 e 10.0 unità.

L’ottimizzazione del pH ed il mantenimento del valore ideale verrà effettuato con l’aggiunta di CO2 nell’acqua prima della destabilizzazione, in accordo quanto attualmente previsto sulla linea esistente a seguito di prolungata sperimentazione, considerato anche che le attrezzature per lo stoccaggio ed il dosaggio dell’anidride carbonica sono già sufficientemente dimensionate per il previsto potenziamento dell’impianto.

Se necessario sarà tuttavia possibile anche l’aggiunta di un reattivo basico e precisamente l’NaOH.

Nell’intero trattamento di potabilizzazione particolare importanza assumono i processi di destabilizzazione e di aggregazione delle particelle colloidali

A detti processi infatti è demandato il compito della rimozione più o meno spinta dei solidi sospesi presenti nelle acque, principali responsabili della torbidità (particelle di diametro 0,1 - 0 micron) e del colore (particelle di diametro 50 – 10.000 Angstrom).

L’ottimizzazione di questa rimozione porta ad una contemporanea apprezzabile riduzione di alcuni inquinanti, del sapore, degli odori sgradevoli, della carica batterica e delle microalghe presenti. La destabilizzazione e l’aggregazione sono due processi che avvengono necessariamente in tempi successivi ed in condizioni differenti.

La destabilizzazione, infatti, favorita da un’agitazione molto spinta, provoca un intimo contatto fra le particelle colloidali presenti nell’acqua ed il reattivo e la conseguente neutralizzazione delle cariche elettrostatiche superficiali delle particelle colloidali.

L’annullamento di queste forze di repulsione rende possibile la loro successiva agglomerazione nella fase di flocculazione e separazione

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L’aggregazione, favorita da una agitazione lenta, opera il riavvicinamento delle particelle destabilizzate per permettere ad esse:

o di riunirsi in aggregati di maggiori dimensioni,

o di essere adsorbite sui flocculi costituiti dagli idrossidi o idropolimeri degli elettroliti aggiunti nell’acqua,

l’adsorbimento dei coaguli di idrossido poco solubili sulle stesse particelle, e conseguentemente la successiva separazione dall’acqua.

Come agente flocculante in accordo con l’attuale gestione potrà essere utilizzato il policloruro di alluminio (PAC) il cui campo ottimale di pH per l’utilizzo è compreso fra 6 e 9, ed in questo campo esplica un’azione flocculante più efficace degli altri reattivi normalmente usati, senza modificare sostanzialmente il pH dell’acqua.

Va in ogni caso tenuto presente che le stesse attrezzature usate per il policloruro d’alluminio, sono idonee per l’eventuale utilizzo di altri flocculanti liquidi.

Quando necessario la soda e/o la CO2 possono essere dosati in automatico nella vasca di miscelazione, in relazione al valore del pH misurato nella vasca di flocculazione.

In testa alla vasca di miscelazione potranno essere ricircolate la quota parte delle acque provenienti dal controlavaggio dei nuovi filtri .

La fase di miscelazione reagenti e correzione pH avviene in una vasca di calcestruzzo armato, dotata di agitatori meccanici.

5.3.3 Chiarificazione Per questa fase di trattamento viene adottato un chiariflocculatore di tipologia analoga agli esistenti., ovvero a ricircolo del fango.

In tale apparecchiatura la sospensione è fatta ricircolare in una zona di reazione primaria, dove si miscela con l’acqua grezza da trattare e i reattivi. La sospensione passa poi in una zona di reazione secondaria ed infine nella zona di concentrazione, e da qui ancora alla primaria.

Lo spurgo del fango avviene chiudendo i preposti organi di intercettazione, che impediscono il ritorno del fango dalla zona di concentrazione a quella di reazione. Il fango invece di ricircolare, si deposita sul fondo della tramoggia da dove, aprendo delle valvole di spurgo fuoriesce per gravità verso un pozzetto di raccolta.

Le acque chiarificate sono raccolte superiormente con canalette radiali.

Il diametro del chiariflocculatore sarà di 10 m.

5.3.4 Filtrazione su sabbia In considerazione delle potenzialità delle sezioni esistenti e sempre facendo riferimento all’attuale impianto sia per le possibili condizioni d’alimentazione sia per la filiera di trattamento, per la nuova linea si prevede, a valle della chiarificazione una sezione di filtrazione su sabbia.

Tenuto conto dell’entità della portata da trattare nella nuova linea (40 l/s), si ritiene più idoneo e conveniente l’utilizzo di filtri chiusi in pressione.

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5.3.5 Accumulo acqua trattata e rilancio alla distribuzione Per lo stoccaggio dell’acqua prodotta dall’impianto nel suo complesso (nuova e vecchia linea) sarà prevista la realizzazione di una nuova vasca di stoccaggio di appropriato volume, alla quale verrà associata una nuova stazione di rilancio al serbatoio Fortezza

Sarà inoltre prevista a servizio della nuova linea uno stoccaggio di acqua in uscita dai filtri a sabbia di volume sufficiente a garantire l’acqua per il loro lavaggio.

La portata d’acqua trattata potrà essere misurata in uscita con idoneo misuratore di portata con registrazione in sala controllo.

La regolazione della portata si effettuerà mediante opportuna valvola automatica.

5.3.6 Trattamento fanghi Per i fanghi prodotti dalla nuova linea si è adottato in linea di principio quanto è previsto per quelli prodotti dalla linea esistente, ovvero un ispessimento e il trasferimento tramite automezzi all’impianto di depurazione acque reflue del Casolino per essere ulteriormente trattati.

5.3.7 Reattivi chimici Nella nuova linea di trattamento saranno utilizzati gli stessi reattivi chimici attualmente adottati per quella già in funzione.

Per lo stoccaggio saranno utilizzate le strutture esistenti, mentre per il dosaggio saranno previste nuove linee e nuove pompe adeguate alla potenzialità della nuova filiera di processo.

5.3.8 Impianto Elettrico e strumentazione Dal nuovo quadro QBT si procederà ad alimentare tutte le utenze che costituiscono l’intervento di adeguamento d’impianto. La logica di funzionamento automatico dell’impianto sarà gestita e supervisionata da un PLC installato nel quadro QSI-PLC a cui perverranno tutti i segnali necessari ed in particolare:

- le caratteristiche dell’acqua trattata e da trattare rilevata dalla strumentazione di processo prevista a progetto;

- le condizioni di stato / allarme di tutte le utenze; Tramite apposito pannello “Touch Screen” l’operatore potrà visualizzare, con l’ausilio di pagine video dedicate alle singole sezioni dell’impianto tutte le misure, gli stati e gli allarmi insorti e decidere le azioni più adeguate. Il PLC sarà predisposto per essere interconnesso con l’unità centrale di gestione e supervisione generale dell’impianto Saranno previsti gli interruttori necessari per l’alimentazione della sezione motori e della sezione S.A., così come indicato nella documentazione progettuale allegata. E’ previsto anche l’ampliamento degli impianti di servizio, in particolare verranno realizzati: - impianto prese F.M., - impianto d’illuminazione esterna, i quali verranno derivati dal quadro di distribuzione dell’illuminazione esistente esistente.

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6 OPERE DA REALIZZARE I lavori in appalto comprenderanno la realizzazione di opere in cemento armato (vasche interrate, platee di fondazione ed edifici di alloggiamento delle opere impiantistiche); la fornitura ed installazione delle dotazioni elettromeccaniche, idrauliche ed elettriche funzionali al processo di potabilizzazione; l’esecuzione delle linee idrauliche ed elettriche di collegamento all’impianto esistente.

Gli interventi per la realizzazione della nuova linea di trattamento comprenderanno anche tutte quelle opere, sia civili che elettromeccaniche, necessarie all’implementazione dei collegamenti idraulici, e delle reti servizi da approntare per il suo funzionamento, quali:

- rete fognatura interna; - rete illuminazione esterna aree interessate dalle opere della nuova filiera di

trattamento; - linee di collegamento tra i vari manufatti.

Saranno inoltre previsti tutti i necessari ripristini e le occorrenti sistemazioni esterne in accordo con le attuali impostazioni e tipologie di materiali.

Durante l’esecuzione dei lavori non verrà interrotta la produzione dell’impianto esistente, che alimenta la rete del capoluogo Arezzo. Particolare attenzione ed efficienza andrà pertanto posta nell’esecuzione di tutte le lavorazioni ed in particolare di quelle di esecuzione delle opere di allaccio e reingresso della nuova filiera su quella esistente, concordandolo attentamente con la D.L. e la Direzione Operativa di Nuove Acque, che gestisce la produzione sulla filiera già attiva. La nuova filiera di trattamento avrà la possibilità di derivare la portata di alimento a monte e/o a valle della esistente vasca di preozonazione, ed il trattamento verrà realizzato dallo stadio di flocculazione-chiarificazione con tecnologia ‘Accelator’ e dal successivo stadio di filtrazione su sabbia; l’acqua così trattata rientrerà nella filiera esistente a monte della vasca di postozonazione e dei filtri a carbone esistenti. Le opere necessarie sono costituite da:

n.1 miscelatore, manufatto in c.a. di dosaggio reagenti e miscelazione, in ingresso all’Accelator ;

n.1 chiarificatore ‘Accelator ‘, manufatto in c.a. del diametro di circa 10 mt. e profondità interrata di circa 3.4 mt. ;

n.4 filtri a sabbia in acciaio, del diametro di 2500 mm ed altezza cilindrica 3000 mm ; vasche in c.a. di raccolta e rilancio delle acque per la filtrazione su sabbia ; pompe a servizio della filiera di ampliamento; quadri elettrici locali e sistema PLC di automazione e controllo della nuova filiera.

La nuova stazione di sollevamento, che andrà a sostituire l’esistente, sarà alloggiata in una nuova struttura in c.a. dotata di una vasca di carico interrata di circa 440 mc da realizzarsi in comunicazione con la vasca dell’attuale sollevamento; la nuova struttura sarà dotata di un edificio, soprastante la vasca di carico, dove troveranno alloggiamento 6 pompe di sollevamento ed il relativo carroponte necessario alla loro manutenzione/movimentazione. Le opere necessarie sono costituite da:

n. 1 edificio in c.a. per il sollevamento, delle dimensioni in pianta dell’edificio 8.30 x 12 mt., altezza fuori terra, in gronda 4.15 mt.;

n. 6 pompe aventi portata 300-400 mc/ora prevalenza 40-50 mca; n. 1 carroponte per la movimentazione delle pompe; dispositivi per la protezione dal colpo d’ariete; tronchetti di raccordo ed organi idraulici di collegamento.

Saranno poi da realizzare i collegamenti all’impianto esistente, di derivazione e

reingresso da e verso la filiera esistente e di connessione con le dotazioni dell’impianto esistente:

tubazioni, organi idraulici, relativi pozzetti, demolizioni e ripristini, per la derivazione della portata della nuova filiera e realizzazione di by-pass dalla vasca di preozonazione esistente;

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tubazioni, organi idraulici, relativi pozzetti, demolizioni e ripristini, per l’immissione dell’acqua trattata dalla nuova filiera nella vasca di raccolta a monte della vasca esistente di post-ozonazione;

tubazioni, organi idraulici, relativi pozzetti, demolizioni e ripristini, per lo smaltimento dei fanghi prodotti nell’ispessitore esistente;

tubazioni, strumenti, demolizioni e ripristini, per la realizzazione della linea di dosaggio reagenti a partire dagli stoccaggi esistenti;

tubazioni, organi idraulici, relativi pozzetti, demolizioni e ripristini, per il collegamento della vasca di carico del nuovo sollevamento all’esistente vasca di raccolta presso il sollevamento attuale.

collegamento linea aria compressa esistente delocalizzazione tratto della rete di drenaggio dell’impianto presso il nuovo

sollevamento (circa 15 mt.); collegamento scarichi e caditoie alla rete di drenaggio.

Le opere di miglioria da realizzare in più stretta aderenza all’impianto esistente sono costituite da:

· realizzazione di un edificio di ampliamento del locale quadri di potenza, delle dimensioni in pianta di circa 5.5 x 1.7 mt.;

· realizzazione del by-pass della vasca di preozonazione; · verniciatura e ripristino della seconda vasca di post-ozonazione.

Al termine dell’intervento andrà realizzata anche la sistemazione a verde delle aree circostanti il nuovo impianto . Per quanto riguarda l’impianto elettrico e la strumentazione, le opere da realizzare sono costituite dalla fornitura ed installazione del nuovo quadro QBT, dalle relative linee di alimentazione derivate dal quadro generale BT esistente, opportunamente adeguato allo scopo direttamente dalla Committenza. Restano quindi escluse dall’appalto le opere di impiantistica elettrica relative alla fornitura ed installazione dei quadri di potenza presso il locale di ampliamento dei quadri esistenti ed il quadro di collegamento ai gruppi elettrogeni. Tale realizzazione sarà sviluppata in proprio dalla committente Nuove Acque SpA, per via della sua critica interrelazione con l’impianto esistente.

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Allegato 1

Impianto esistente Schema funzionale

t parz. (h) t tot. (h)l/s mc/h L (m) 2500,0 V (m3) 115,5 L (m) 9 L (m) 7,5 n° 2

360 1296 B (m) 3,3 Ttr (min) 5,3 B (m) 5 B (m) 4,5 V (m3) 679,9

h (m) (mq) 0,6 S (mq) 45 h (m) 4

paccelator(mq) 277,8

l/s mc/h S (mq) 2,0 h (m) 3,8 V (m3) 135 S1 (mq) 24,60 0 V (m3) 4875,0 V (m3) 171 Ttr (min) 6,3 S2 (mq) 253,2

Ttr (min) 225,7 3,8 3,8 Ttr (min) 7,9 Ttr (min) 63,0l/s mc/h va (cm/s) 18,5 va (cm/s) 0,80 vf (m/h) 2,6

360 1296L (m) 2500D (mm) 800 n° 3 L (m) 10,8 n° 3 V (m3) 80V (m3) 5024,0 A (m) 8,1 B (m) 10 A (m) 8,1 Ttr (min) 3,7Ttr (min) 232,6 3,9 7,6 B (m) 6,1 S (mq) 108 B (m) 6,1va (cm/s) 17,9 S (mq) 49,4 h (m) 5,5 S (mq) 49,41

S tot (mq) 148,2 V (m3) 594 S tot (mq) 148,23V (m3) 13500 h (m) 1,6 Ttr (min) 27,5 h (m) 2,3Ttr (min) 625 V (m3) 79,1 va (cm/s) 1,3 V (m3) 113,6

Vtot (m3) 237,2 Vtot (m3) 340,9L (m) 5000 Ttr (min) 3,7 L (m) 10,5 Ttr (min) 15,8Deq (mm) 734 vf (m/h) 8,7 B (m) 3 vf (m/h) 8,7V (m3) 2114,6173 S (mq) 31,5Ttr (min) 97,8989491 1,6 9,3 h (m) 5,2va (cm/s) 21,2804463 V (m3) 163,8

Ttr (min) 7,6va (cm/s) 1,1

Lago 1

7: Vasca post O3Lago 1 - Poggio Cuculo

9: Vasca rilancio

Portata accelator

Ponte Canale - Disconn.

Disconn. - Lago 1

1: Vasca ingresso 4: Accelator

5: Filtri a sabbia 8: Filtri a carbone6: Vasca lavaggio (*)

Impianto di Potabilizzazione Poggio Cuculo - Schema funzionale

volumi e superfici per la determinazione di: tempo di trasferimento (Ttr), velocità di attraversamento (va) e velocità di filtrazione (vf)

Portata ingresso

Portata by-pass

2: Vasca pre O3 3: Vasca miscelazione

1 2 34

5

6 7

8

9

S1

S2

nuove acque spa ampliamento poggio... · avviene per gravità. dall’impianto di potabilizzazione...

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