Guida completa: Costruzione di un impianto di trattamento delle acque reflue - Fasi chiave e attrezzature

Grazie ai progressi delle infrastrutture tecnologiche, oggi gli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) mitigano le minacce alla sicurezza dell'uomo e all'inquinamento ambientale. Le acque reflue municipali, industriali e domestiche vengono trattate e depurate prima di essere scaricate nei corpi idrici. La necessità di impianti di depurazione è in crescita in tutti i paesi. La costruzione di nuovi impianti di depurazione affidabili comprende le fasi del progetto: pianificazione, che si suddivide nelle discipline di progettazione, costruzione, selezione delle attrezzature, supervisione, regolamentazione, conformità interdisciplinare, rispetto delle leggi e acquisizione dei permessi. Questo articolo illustra le fasi procedurali specifiche relative alla costruzione di impianti di trattamento.

Elementi essenziali di pianificazione e progettazione per la costruzione di un impianto di depurazione

Ogni progetto di successo inizia con una buona pianificazione e progettazione. Ciò è particolarmente vero per i progetti di costruzione di impianti di depurazione; la pianificazione serve come solida base per le fasi successive.

1. Studio di fattibilità e selezione del sito: È fondamentale verificare i requisiti del progetto, la portata, il tipo di terreno, l'area dei servizi, la qualità dell'acqua e la quantità di acque reflue in entrata, nonché le proiezioni future. Anche la forma del terreno, la geologia, la facilità di trasporto e l'alimentazione elettrica, la distanza dalle abitazioni e la vicinanza alle aree abitate devono essere prese in considerazione.
2. Progettazione del flusso di processo: Questa è la parte più critica della progettazione di un impianto di depurazione, poiché determina tutte le attività di costruzione successive. È necessario scegliere una miscela specifica di determinate tecniche in base alla qualità dell'acqua in ingresso, alla qualità dell'effluente trattato richiesta e ai fondi disponibili. A titolo esemplificativo, vi è un trattamento fisico primario; un trattamento biologico secondario che potrebbe essere un processo a fanghi attivi, SBR o MBR; e un trattamento terziario avanzato dell'acqua che comprende filtrazione, disinfezione, rimozione di fosforo e azoto. I processi scelti determineranno direttamente il tipo, le dimensioni, le attrezzature e la disposizione delle tubazioni delle strutture.
3. Layout generale e design della struttura: Sulla base del flusso del processo, progettare il layout generale dell'impianto. Seguire la sequenza di ogni unità di trattamento (vagli, camere di graniglia, chiarificatori primari, vasche biologiche, chiarificatori finali, sale soffianti). Tenere in considerazione la fluidità del flusso, i dislivelli, la riduzione della lunghezza delle tubazioni e la possibilità di espansione. Inoltre, completare la progettazione strutturale di ogni edificio.
4. Selezione delle apparecchiature e progettazione delle tubazioni: Elencare tutte le apparecchiature critiche in base al processo e al progetto strutturale. Inoltre, fornire un progetto completo per le tubazioni meccaniche, la strumentazione, i sistemi elettrici e i sistemi di controllo. Nella scelta delle apparecchiature, considerare l'efficienza minima, il consumo energetico, l'affidabilità, le migliori pratiche per la facilità di manutenzione e il costo complessivo.

Progettare è come creare un "progetto" per un edificio. La sua accuratezza, così come la qualità della costruzione, dipendono dalla precisione dei dettagli, che a loro volta influenzano il successo complessivo del progetto.

Tecnologie e processi chiave nel trattamento delle acque reflue

Il cuore di un impianto di depurazione è il processo di trattamento. È il "motore" che pulisce l'acqua. Le principali tecnologie e processi di trattamento includono:

• Trattamento fisico: Rimuove gli elementi galleggianti e i solidi di grandi dimensioni utilizzando vagli, camere di graniglia e chiarificatori primari.
• Trattamento biologico: Come suggerisce il nome, questo metodo impiega organismi microscopici per decomporre i materiali organici di scarto, che fungono da nutrimento per gli stessi. Viene spesso definito trattamento secondario. Esempi di trattamento biologico sono:
  • Processo a fanghi attivi: La tecnica biologica invecchiata, oggi prevalentemente utilizzata, consiste nel pompare aria in un serbatoio con microrganismi e rifiuti organici.
  • SBR (Sequencing Batch Reactor): È il metodo preferito in quanto conduce un ciclo di reazione, decantazione e drenaggio in sequenza che occupa meno spazio rispetto ai metodi tradizionali.
  • MBR (Bioreattore a membrana): Stabilisce una giunzione tra i processi biologici e gli ultrafiltri a membrana per separare l'acqua pura dalla miscela. Sebbene sia efficiente dal punto di vista dello spazio, i costi operativi sono relativamente più elevati rispetto ai sistemi in sospensione.
• Trattamento chimico: Utilizza una reazione specifica e mirata per rimuovere un determinato inquinante; ad esempio, il fosforo viene rimosso mediante decantazione chimica e ossidazione chimica. Ciò richiede apparecchiature di dosaggio e serbatoi di reazione per le sostanze chimiche.
• Trattamento avanzato: Viene utilizzato per elevare la qualità dell'acqua e utilizza la filtrazione (filtri a sabbia e a membrana) e la disinfezione (UV, ozono, cloro). Il trattamento avanzato richiede filtri e apparecchiature di disinfezione specializzati.
• Trattamento dei fanghi:Si tratta dell'ispessimento, della digestione e della disidratazione dei fanghi prodotti. Questo processo riduce e stabilizza il materiale, coinvolgendo ispessitori, digestori e sale e attrezzature per la disidratazione.

I processi scelti per il trattamento delle acque reflue in entrata dipendono dalla natura dei fanghi in entrata e dalla qualità dell'effluente finale desiderata. Le diverse scelte dei processi modificano in modo significativo non solo la quantità di opere strutturali e di raccordi da realizzare, ma anche la disposizione delle tubazioni e dei sistemi di controllo per l'idraulica del sistema. Pertanto, hanno un impatto diretto sulla complessità dei costi di costruzione.

Apparecchiature critiche per un funzionamento efficiente dell'impianto di depurazione

Un impianto di depurazione ha bisogno di diverse apparecchiature chiave per funzionare bene insieme. Sono come gli organi che fanno funzionare un corpo. Scegliere e installare bene le apparecchiature ha un impatto diretto sull'efficienza del trattamento e sulla stabilità del sistema. L'acquisto di apparecchiature di alta qualità che funzionano bene anche in condizioni difficili è importante per un funzionamento efficiente e a lungo termine dell'impianto di depurazione.

Tipo di apparecchiatura	Funzione principale	Focus Costruzione
Attrezzatura della stazione di pompaggio in ingresso	Solleva l'acqua in entrata per fornire la prevalenza necessaria	Selezionare il tipo giusto per la qualità/quantità dell'acqua, facile da posizionare per la manutenzione
Vagli e rimozione della graniglia	Rimuove dall'acqua i grandi oggetti galleggianti e la graniglia	Resistenza alla corrosione, posizione per una facile pulizia
Apparecchiature di aerazione (soffiatori, diffusori)	Fornisce ossigeno per il trattamento biologico, miscela il liquido	Uso dell'energia, controllo del rumore, ubicazione, sistema di tubazioni
Miscelatori	Mantiene la miscelazione uniforme, impedisce la decantazione	Resistenza alla corrosione, ubicazione, corrispondenza di potenza
Raschiatori per chiarificazione	Raccoglie e rimuove i fanghi dai serbatoi di decantazione	Funzionamento regolare, protezione dalla corrosione, installazione corretta
Apparecchiature di disidratazione dei fanghi (centrifughe, filtropresse)	Rimuove l'acqua dai fanghi, riducendone il volume	Capacità, spazio necessario, tubazioni collegate e alimentazione
Apparecchiature di dosaggio	Aggiunge con precisione sostanze chimiche (come coagulanti, disinfettanti)	Precisione di dosaggio, protezione dalla corrosione, sicurezza
Apparecchiature di filtraggio	Rimuove ulteriormente i solidi sospesi, migliorando la limpidezza dell'acqua	Precisione del filtro, sistema di controlavaggio, spazio necessario
Apparecchiature di disinfezione	Uccide i germi nocivi presenti nell'acqua	Sicurezza, efficacia, ubicazione, manutenzione

La scelta delle apparecchiature richiede di considerare la capacità di trattamento e il relativo consumo energetico, il livello di automazione, la manutenzione e l'affidabilità per uno specifico impianto di depurazione. Collaborare con fornitori di apparecchiature per impianti di depurazione affidabili che forniscono strumenti di alta qualità progettati per ambienti difficili è essenziale per ottimizzare le prestazioni dell'impianto a lungo termine.

Garantire un controllo affidabile del flusso: valvole di alta qualità per gli impianti di trattamento delle acque reflue

In un impianto di trattamento delle acque reflue (WWTP), la complessa rete di tubazioni è controllata da valvole che fungono da "controllori del traffico". Esse gestiscono la direzione, il flusso e la pressione dei fluidi, tra cui acque reflue, fanghi, gas e sostanze chimiche. Ci sono molte fasi, come il controllo dell'afflusso di acqua, lo scarico dei fanghi, il controllo dei dosaggi chimici e gli interruttori delle apparecchiature, che richiedono un funzionamento preciso delle valvole. Funzioni come queste sono fondamentali per l'apparecchiatura in questione.

Liquidi corrosivi, solidi abrasivi e un'elevata umidità rendono l'ambiente esterno difficile. La necessità di valvole di alta qualità e su misura è fondamentale per garantire un funzionamento costante, evitare perdite nel sistema e nell'ambiente, ridurre al minimo la spesa per la manutenzione e la protezione. Avere valvole robuste, in questo caso, equivale a costruire uno "scheletro" per il progetto, migliorando l'affidabilità a lungo termine.

Il terribile ambiente degli impianti di depurazione potrebbe portare a un grave problema globale. La ricerca di fornitori di valvole professionali è estremamente urgente. In questo settore specifico, con oltre dieci anni di esperienza, VINCER si concentra sulle tecnologie delle valvole automatizzate. Le loro soluzioni su misura e le loro chiare proposte di valore per i progetti WWTP si distinguono:

1. Ricca esperienza nel settore e soluzioni personalizzate: VINCER conosce a fondo i problemi e le esigenze degli impianti di depurazione e delle industrie correlate (come la desalinizzazione dell'acqua di mare, la chimica, l'oil & gas). Ha esperienza di lavoro con clienti famosi (come Veolia). È in grado di verificare le esigenze specifiche del progetto in base a otto dimensioni: analisi del fluido, metodo di controllo, analisi della temperatura, requisiti del materiale, analisi della pressione del fluido, tempo di apertura/chiusura del fluido, determinazione dello standard di connessione, posizione e spazio di installazione. Ciò consente di fornire una selezione di valvole molto adatta e ottimizzata e soluzioni personalizzate. In questo modo, le prestazioni delle valvole soddisfano le esigenze dei processi complessi e riducono il rischio di problemi dovuti alla scelta della valvola sbagliata.
2. Prodotti di alta qualità e garanzia di affidabilità: Le valvole devono durare a lungo nel difficile ambiente degli impianti di depurazione. I prodotti VINCER utilizzano buone materie prime (come le guarnizioni di alta gamma importate). VINCER esegue rigorosi controlli di qualità in fabbrica e un secondo controllo. Forniscono rapporti sui materiali (MTC) e certificati di qualità. Dispongono inoltre di certificazioni importanti come CE, RoHS, SIL (Safety Integrity Level) e FDA (Food Grade). Soprattutto per le valvole automatiche, l'azienda si concentra sulle prestazioni e sull'affidabilità. Questo assicura che i loro prodotti funzionino in modo stabile e affidabile nei sistemi di automazione degli impianti di depurazione. Riduce le perdite e la necessità di frequenti riparazioni.
3. Eccellente rapporto costo-efficacia: I costi di costruzione degli impianti di depurazione sono un punto fondamentale per i proprietari. VINCER offre prezzi competitivi, garantendo al contempo prestazioni e affidabilità che soddisfano o sono migliori degli standard internazionali. Possono ridurre efficacemente i costi di acquisto delle valvole. Questo aiuta i progetti a ottimizzare l'investimento totale, mantenendo alta la qualità. Ciò significa che è possibile "risparmiare sui costi del progetto, 'fare di più con meno'".
4. Acquisto unico e servizio efficiente: VINCER offre molti tipi di valvole automatiche e articoli correlati (valvole elettriche, pneumatiche, di controllo, a sfera, a farfalla, a solenoide). Offre anche un servizio personalizzato. In questo modo i clienti possono acquistare tutto in un unico posto. Ciò semplifica la catena di fornitura e consente di risparmiare sui costi. Inoltre, le quotazioni rapide (entro 24/48 ore) e i tempi di consegna relativamente brevi (articoli standard 7-10 giorni, articoli personalizzati circa 30 giorni al massimo) contribuiscono a mantenere il progetto nei tempi previsti.
5. Assistenza tecnica professionale e servizio post-vendita: Il team di ingegneri professionisti di VINCER vi aiuta fin dall'inizio. Forniscono idee precise di selezione e disegni tecnici (2D/3D). In caso di problemi successivi, possono fornire analisi e soluzioni professionali e assistenza tecnica a distanza (magari anche in loco). In questo modo si assicura che le valvole siano supportate al meglio per tutta la loro vita.

Pertanto, durante la progettazione e la costruzione di un impianto di trattamento delle acque reflue, è necessario scegliere fornitori come VINCER, che offrono una visione professionale, esperienza e valvole automatiche di qualità con un eccellente supporto in termini di prezzi. Tali fornitori garantiscono il successo del progetto e l'affidabilità delle operazioni in futuro.

Come orientarsi tra i costi di costruzione di un impianto di trattamento delle acque reflue

La costruzione di un impianto di trattamento delle acque reflue (WWTP) comporta spese ingenti. L'accuratezza della stima dei costi e una gestione efficace dei costi sono essenziali per portare a termine con successo il progetto. Ciò include la considerazione dei costi di manutenzione futuri.

Le componenti principali della costruzione comprendono: Le prime attività di pre-costruzione (studio di fattibilità, progettazione, sondaggio del sito e acquisizione del terreno), le opere civili (costruzione di strutture ed edifici, installazione di strade e condutture), l'acquisto di attrezzature e i costi di installazione (apparecchiature di trattamento, pompe, soffianti, valvole, strumenti elettrici e di controllo), l'installazione di tubature, sistemi elettrici e di controllo, la gestione e la supervisione del progetto (compresi gli imprevisti non fatturabili) e le modifiche non fatturabili e gli imprevisti dovuti agli extra.

Numerosi fattori (capacità di trattamento, grado di sofisticazione del processo, attrezzature selezionate, prezzi correnti di mercato dei materiali e della manodopera, sito, vincoli legali, calendario) influenzano l'accuratezza della stima dei costi. Un buon controllo dei costi del progetto si ottiene apportando miglioramenti durante la fase di pianificazione. I risparmi sui costi derivano dalla riduzione negoziata (contrattuale) dei prezzi dei materiali forniti e dei servizi di costruzione. Una gestione efficiente evita i "do over" di costruzione ed elimina il lavoro (e i materiali) ridondanti e gli sprechi. I fornitori di attrezzature chiave affidabili, con prezzi favorevoli e una solida reputazione, sono direttamente a vantaggio del budget del progetto.

Le migliori pratiche nella gestione della costruzione di un impianto di depurazione

Una buona gestione dei lavori di costruzione è come il "direttore d'orchestra" che assicura che un progetto di impianto di depurazione finisca in tempo, con la giusta qualità e in sicurezza. Un aspetto fondamentale è l'approccio del team di progetto.

• Organizzazione e comunicazione chiare del progetto: Stabilite modi chiari per far dialogare e lavorare insieme il proprietario, i progettisti, i costruttori e i supervisori. Un approccio collaborativo tra tutte le parti è fondamentale.
• Piano di costruzione dettagliato e controllo dei tempi: Preparate un piano di lavoro che possa essere seguito. Controllatelo e modificatelo spesso. Individuare e risolvere i problemi che rallentano il lavoro.
• Gestione e controllo della qualità rigorosi: Istituire un buon sistema di gestione della qualità. Controllare rigorosamente i materiali, i lavori di costruzione e i pezzi finiti. Assicuratevi che la qualità del lavoro sia conforme alle esigenze e agli standard del progetto.
• Una solida gestione della sicurezza: I cantieri presentano dei rischi (lavorare in alto, scavare, sollevare oggetti pesanti, sostanze chimiche). Le regole per la sicurezza devono essere chiare. Fornire la formazione e l'attrezzatura necessaria per la sicurezza. Assicurarsi che le persone siano al sicuro.
• Gestione efficace di fornitori e subappaltatori: Scegliere subappaltatori e fornitori esperti e qualificati. Gestire efficacemente i contratti. Assicurarsi che i prodotti e i servizi siano forniti tempestivamente e nel rispetto delle scadenze. Per gli specialisti di pompe, apparecchiature di aerazione e impianti di trattamento delle acque con valvole, scegliete partner industriali per i componenti principali. Scegliete quelli noti per l'eccellenza del servizio e l'affidabilità. Ad esempio, scegliete fornitori specializzati in sistemi di controllo automatizzati dei fluidi. In questo modo si evitano potenziali rischi durante la selezione e l'installazione delle apparecchiature e si mantiene l'affidabilità dei sistemi principali.
• Gestione del cambiamento: Durante il progetto, i progetti possono richiedere modifiche o aggiustamenti del sito. È necessario un processo chiaro per gestire le modifiche. Verificate l'impatto delle modifiche sul progetto e decidete rapidamente.

Tendenze future e innovazioni nella costruzione degli impianti di depurazione

La costruzione di impianti di depurazione ha la tendenza ad essere più intelligente e sostenibile.

• Automazione e tecnologia intelligente: Utilizza sistemi di controllo sofisticati, sensori avanzati e moderne tecnologie dei dati. Ciò consente la diagnostica a distanza e l'ottimizzazione dei processi, oltre a migliorare l'operatività individuando i problemi da risolvere. L'efficienza operativa aumenta e i costi di manodopera si riducono.
• Modularità e prefabbricazione: Utilizzare attrezzature più modulari e parti prodotte in fabbrica. In questo modo il lavoro in cantiere è più rapido e semplice.
• Recupero delle risorse e autosufficienza energetica: Progettare impianti che recuperano acqua, energia (biogas per l'alimentazione) e altri preziosi nutrienti dalle acque reflue. In questo modo si riducono le spese di approvvigionamento e si ottimizza il capex, riutilizzando le risorse per ridurre l'energia necessaria al funzionamento dell'impianto.
• Gemello digitale e tecnologia BIM: Implementare il BIM (Building Information Modeling) per la progettazione e la gestione della costruzione. Successivamente, generare una copia digitale dell'impianto di depurazione. Questo aiuta la gestione del progetto durante il ciclo di vita.

Queste nuove idee non solo migliorano il funzionamento degli impianti di depurazione, ma richiedono anche nuove competenze da parte di progettisti e costruttori per le costruzioni future.

Garantire la conformità e la sostenibilità degli impianti di depurazione

Il rispetto della legge è alla base della costruzione di un impianto di trattamento delle acque reflue. Esistono leggi relative allo scarico, alla costruzione e alla sicurezza dell'acqua che devono essere rispettate a tutti e tre i livelli di governo: nazionale, locale e regionale. L'Agenzia per la protezione dell'ambiente gestisce molte di queste leggi. Tutti i permessi e le autorizzazioni pertinenti devono essere acquisiti prima di iniziare qualsiasi lavoro. Ciò significa che, per evitare problemi, è necessario garantire la piena conformità durante le fasi di progettazione e costruzione, dopo aver effettuato controlli approfonditi durante le prime fasi del progetto. La conformità contribuisce a salvaguardare la salute umana e la salute pubblica.

In un'azienda, la sostenibilità è definita come l'equilibrio tra le esigenze del presente e le implicazioni future sull'ambiente, la società e l'economia. Ciò comprende lavori di costruzione come l'edilizia responsabile e la mitigazione dei danni durante la fase di costruzione. Include anche la progettazione di processi di trattamento a basso consumo energetico. Inoltre, comprende la pianificazione delle operazioni e della manutenzione in considerazione della domanda a lungo termine, dei tempi di manutenzione e dei requisiti di aggiornamento futuri. Un impianto di trattamento delle acque reflue che supporta la sostenibilità va oltre le eccezionali prestazioni di depurazione dell'acqua; dimostra una saggia governance aziendale o comunale che migliora l'immagine del marchio.

Conclusione

La progettazione e la costruzione di un impianto di trattamento delle acque reflue è il culmine di diversi processi distinti, che vanno da un quadro di base e un progetto di massima alla gestione delle attrezzature di costruzione e delle tendenze futuristiche speculative del settore edile. Ogni fase è necessaria. Funzionando efficacemente come una macchina sofisticata, l'esecuzione precisa e prolungata dell'interazione sinergica e dell'esecuzione senza soluzione di continuità tra i vari componenti è fondamentale per garantire il successo duraturo del progetto dell'impianto di depurazione. Il funzionamento ottimale di questi "reni della vita" che sostengono l'equilibrio dinamico della Terra si ottiene grazie a team di progettazione ben selezionati, fornitori di apparecchiature chiave affidabili, project manager dedicati e una rigorosa aderenza ai piani meticolosamente delineati. Un funzionamento regolare garantisce l'efficienza a lungo termine, favorendo l'aumento del valore e dei benefici per la società e l'ecosistema.