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DIMENSIONAMENTO E PRESCRIZIONI
PER GLI IMPIANTI DI DISOLEAZEONE
A SERVIZIO DELLE PLATEE
DI ATTIVITA’ DI ROTTAMAZIONE
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DIMENSIONAMENTO E PRESCRIZIONI
PER GLI IMPIANTI DI DISOLEAZEONE
A SERVIZIO DELLE PLATEE
DI ATTIVITA’ DI ROTTAMAZIONE
a cura di
Paolo Rossi
Si ringrazia per la collaborazione
I colleghi del Distretti Territoriali di Cesena e Forlì
Luglio 2002
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DIMENSIONAMENTO E PRESCRIZIONI PARTICOLARI PER GLI IMPIANTI DI
Premessa:
DISOLEAZEONE A SERVIZIO DELLE PLATEE DELLE ATTIVITA’ DI
ROTTAMAZIONE
Nel territorio della Provincia di Forlì-Cesena, in particolare nella zona del Rubicone
insistono molteplici attività di rottamazione tanto da costituire un polo di rilevante
importanza sia a livello regionale sia a livello nazionale. Tali attività hanno apportato e
apportano tuttora un consistente beneficio economico, ma al contempo il loro impatto
ambientale ha esaltato il problema dell’inquinamento causato dalla dispersione di oli
minerali sul suolo e nel reticolo scolante delle acque superficiali.
Un impianto di recupero e cernita di materiale ferroso proveniente da blocchi motori di
autoveicoli e autocarri consiste nell’accumulo di detti materiali che per norma devono
essere sottoposti a bonifica: detta bonifica consiste generalmente nella asportazione del
filtro e dell’olio contenuto all’interno del motore e dei reflui refrigeranti. Tali operazioni
comunque non consentono l’eliminazione totale delle sostanze oleose sopracitate pertanto
durante le lavorazioni, ma soprattutto durante eventi atmosferici piovosi, il dilavamento
dei cumuli e delle pavimentazioni provoca il trasporto degli oli nei corpi recettori.
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Gli impianti di rottamazione generalmente sono costituiti da una platea in cemento
impermeabile dotata di cordoli perimetrali di contenimento con pavimentazione declive
verso una griglia di raccolta delle acque meteoriche reflue provenienti dallo sgrondo dei
blocchi motore, tale sistema deve essere sempre collegato ad un impianto di disoleazione
Le operazioni di smontaggio dei motori normalmente vengono eseguite al coperto su
appositi banchi di lavoro e la raccolta degli oli pertanto avviene direttamente dal banco
stesso in fusti predisposti; perciò in riferimento a quanto sopra ci limiteremo al calcolo del
dimensionamento dell’impianto disoleatore a servizio della platea di stoccaggio.
Prima di entrare nello specifico del calcolo dell’impianto vediamo ora come deve essere
normalmente formato un impianto di trattamento degli oli per l’attività in oggetto:
I reflui di sgrondo o di dilavamento della platea vengono convogliati nella camera di
separazione entrando a tutti gli effetti nel depuratore. Nella Camera di separazione
avvengono i processi fisici di decantazione e flottazione; nella decantazione le sabbie e le
morchie e micro residui metallici si depositano sul fondo mentre le particelle oleose
durante la fase di flottazione risalgono in superficie, sul pelo dell’acqua, nel succitato vano
in condizioni normali avremo perciò tre strati, sul fondo le sabbie, al centro l’acqua e in
superficie l’olio.
CAMERA DI
SEPARAZIONE
VANO
RACCOLTA
OLIO
VANO
DI
FILTRAZIONE
VASCA DI STOCCAGGIO
TEMPORANEO OLI ESAUSTI
SCARICO FINALE
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In sezione avremo:
ENTRATA
Come indicato nello schema sopra riportato l’olio che galleggia nella vasca di separazione
entra nel serbatoio dell’olio ove viene stoccato fino al carico nella cisterna dello stoccaggio
temporaneo oppure aspirato direttamente nell’autocisterna del recupero degli oli esausti.
L’acqua passa invece attraverso dei filtri nel vano di filtrazione e di qui tramite un ulteriore
passaggio in filtri viene scaricata nel corpo recettore finale.
Le ditte produttrici di impianti di disoleazione ovviamente possono costruire impianti che
escono dallo schema succitato ad esempio si possono avere funzionalissimi impianti con
doppia camera di separazione oppure doppia camera di filtrazione.
CARATTERISTICHE AMBIENTALI PROPEDEUTICHE AL DIMENSIONAMENTO.
La progettazione di un impianto di disoleazione per le acque reflue provenienti dal
dilavamento e dallo sgrondo di pezzi meccanici, blocchi motori e altri rottami ferrosi
giacenti su aree impermeabilizzate scoperte, deve partire da una analisi delle precipitazioni
meteoriche.
CAMERA DEI GRASSI
VOLUME DI SEPARAZIONE
CAMERA DEI FANGHI
VANO
OLII
FILTRAZIONE
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L’evento meteorico condiziona totalmente l’impianto, infatti il battente di acqua da trattare
è in funzione dell’entità delle precipitazioni atmosferiche caratteristica della zona, in
quanto non è possibile limitarsi a considerare le sole acque di prima pioggia (5 mm) dal
momento che il dilavamento delle componenti meccaniche intrise d’olio, con il relativo
carico oleoso, non si esaurisce nell’arco di tempo previsto di 15 minuti, ma bensì si protrae
per tutto il tempo della precipitazione.
Per la stima dell’evento più gravoso per l’impianto in termini di carico idraulico,
bisogna tradurre le precipitazioni in deflussi, ponendo in conto l’effetto di mediazione del
bacino, ovvero la capacità della struttura di ritenzione ed attenuazione dell’evento
meteorico.
Per la determinazione dell’intensità di pioggia, in riferimento alla zona compresa
principalmente fra i comuni di Gambettola, Savignano, Gatteo, S.Mauro Pascoli ed in parte
Cesena, è stata utilizzata la curva di possibilità pluviometrica fornita dal Servizio
Meteorologico della Regione Emilia Romagna, con riferimento ad un tempo di ritorno di
2,33 anni, regolarizzando i dati pluviometrici secondo il modello statistico di Gumbel.
La legge che traduce matematicamente l’afflusso meteorico è espressa dalla seguente
relazione:
h(t)= 27.0* t 0.306 TR=2.33 anni
pertanto, ipotizzando una durata di precipitazione di 1 ora, si ottiene un’altezza di pioggia
pari a 38,73 mm. In relazione al calcolo precedente e a quanto trovato in biblografia e per
garantire un buon margine di sicurezza nel dimensionamento delle vasche di disoleazione
si tiene conto di un battente idraulico di 40 mm/ora.
Individuato l’apporto idrico pluviometrico, è necessario stimare quale frazione di esso
viene raccolta dall’impianto di trattamento degli oli di scarico: tale frazione è specificata
dal coefficiente di deflusso inteso come il rapporto fra il volume attraverso una
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determinata sezione in un intervallo di tempo definito ed il volume meteorico precipitato
nell’intervallo di tempo stesso.
Considerato che il coefficiente di deflusso assume diversi valori in funzione della capacità
di ritenzione idrica della superficie scolante, viene assunto un valore di 0,9 con riferimento
ad un area con pavimentazione in caldana cementizia liscia e pressoché impermeabile.
A tal punto per tradurre l’evento meteorico in deflusso e quindi la determinazione della
portata, è necessario stimare il coefficiente udometrico, definito come portata per ettaro,
con la seguente formula matematica:
dove:
Ø = coefficiente di deflusso (0,90)
J = altezza di precipitazione ( mm/ora) (40)
u = Ø. J. Cr
Cr = coefficiente di ritardo, funzione della intensità di deflusso e della tipologia di area scolante (tempo di
corrivazione), assunto pari a 0,67 per una intensità di pioggia oraria non superiore ai 50 mm ed una
pendenza media della platea e della rete di raccolta delle acque pari allo 0,5%.
In conclusione, considerando quanto suddetto il valore ottenuto del coefficiente
udometrico è di
CALCOLO DELLA PORTATA
67 l/sec.* ha.
A questo punto è possibile determinare la portata Q (l/sec.) che è data dall’area della
platea per il coefficiente udometrico, avremo pertanto per una platea di 100 mq.
100 x 67 /10.000* = 0,67 l/s
* 10.000 fattore di conversione per portare gli Ha in mq.
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Nella sottoriportata tabella ( tab. 1) vengono espresse le portate in relazione alle superficie
di platea.
Tab 1
Superficie ( mq.) Portata ( l/sec.)
100 0,67
200 1.34
300 2,01
400 2,68
500 3,35
Entriamo nello specifico del dimensionamento dell’impianto di disoleazione con il calcolo
del volume della vasca di sedimentazione o vasca di calma, tale volume è dato dalla
somma del volume di separazione + il volume della camera dei grassi + il volume della
camera dei fanghi.
CALCOLO DELL’IMPIANTO
Passando ora al dimensionamento dei volumi della succitata prima camera
dobbiamo soffermarci un attimo sulle differenti densità che possono avere le sostanze
oleose; infatti come documentato dalla ricerca la differente densità dell’inquinante oleoso
influenza notevolmente il tempo di separazione delle due fasi liquide in miscela. Nella
tabella 2 sono riportati i valori del tempo di separazione in funzione delle specifiche
densità di olio.
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Densità olio
(g/cm 3 )
Tab 2*
Tempo di
separazione ts
(min.)
Fino a 0,85 16,6
Tra 0,85 e 0,90 33,3
Tra 0,90 e 0,95 50
* Fattore di densità Fd secondo DIN 1999 2° parte par. 2
CALCOLO DEL VOLUME DI SEPARAZIONE
Il volume di separazione è in funzione della portata di punta ed il tempo di stazionamento
(ts) necessario è dato dalla seguente seguente formula:
Ove :
Q = portata in l/sec.
Vs(l) = ts x Q
ts = tempo di separazione (sec.) e viene assunto nel nostro caso 50 (min) con una
densità dell’olio compresa tra 0,90 e 0,95 (g/cmc.)
Avremo perciò per una platea di 100 mq. una portata di 0,67 l/s un volume di
separazione:
Vs = 0,67/1000*x 50x 60* = 2,01 mc.
• I valori 1000 e 60 sono fattori di conversione per uniformare le unita di misura
Nella tab 3 sono riportati i volumi del vano di sedimentazione in relazione all’estensione di
alcune platee
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Tab 3
Superficie ( mq.) Portata ( l/sec) Volume di
CALCOLO DEL COMPARTO DEI GRASSI
separazione(mc)
100 0,67 2,01
200 1.34 4,02
300 2,01 6,03
400 2,68 8,04
500 3,35 10,05
600 4,02 12,06
700 4,69 14,07
Il volume della camera dei grassi è in funzione della quantità di sostanza oleosa da
asportare e non della portata di punta come per il calcolo del volume di sedimentazione.
Normalmente per determinare il volume dei grassi si calcola per la particolarità della
struttura un quantitativo di circa 40* litri di grasso per l/sec. di portata pertanto
applicando la seguente formula si avrà il volume dei grassi:
Vg =200 x Q*
*( Tratto da “La depurazione delle Fognature” Cap. 2° Par. 3.5.2. – separatori statici di oli e grassi,
Dimensionamenti)
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Da una ricerca eseguita è emerso che a grandi linee esiste un rapporto fra i mq. di
superficie di platea e i volumi di olio esausto recuperati in un anno. Da tale ricerca si può
determinare che una platea di circa 100 mq. produce circa 10 ql. di olio all’anno.
Ora se si ipotizza di eseguire almeno 4 asportazioni all’anno dalla camera dei grassi nel
serbatoio dell’olio, e si determina a priori un peso specifico dell’olio pari a 950 kg/mc.
avremo che il volume dei grassi sarà determinato dalla seguente espressione:
Dove:
950 Kg./mc peso specifico dell’olio
AREA x 10
Vgrassi = ------------------- / 4
950
10 sono i ql di olio prodotti in un anno ogni 100 mq, di platea
4 sono le trasfusioni eseguite in 1 anno
Applicando la formula per una platea di 100 mq avremo un volume di 0,26 mc
Si riporiano in tabella n° 4 i volumi della camera dei grassi per alcune superfici di platea.
TAB 4
Superficie ( mq.) Portata ( l/sec) Volume di
separazione(mc)
Camera dei
grassi (mc.)
100 0,67 2,01 0,26
200 1.34 4,02 0,53
300 2,01 6,03 0,79
400 2,68 8,04 1,02
500 3,35 10,05 1,32
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CALCOLO DEL VOLUME DEI FANGHI
Per il dimensionamento del volume del separatore dei fanghi, è necessario tener conto del
possibile carico fangoso che accompagna le acque reflue in entrata all’impianto; a tal
proposito si riportano in tabella 5 le aree e le tipologie di lavorazione con il relativo
parametro.
Tab 5*
Valore Descrizione processo Parametro
Minimo
Medio
Massimo
* Tratto da DIN 1999 2° parte
- Acque di processo con minime quantità di fango
- Aree di raccolta acque piovane in cui non risultano
apporti importanti di polveri e fango provocato dal
traffico automobilistico (area di sosta autocisterne)
- Distributori di carburanti lavaggio manuale di
autoveicoli, lavaggio di pezzi meccanici
- Aree di lavaggio Autopulman, autobus, ecc
- Acque di scarico officine e piccoli autolavaggi
- Imprese di approvvigionamento combustibili ,
officine in genere
- Aree di lavaggio macchine da cantiere, impianti di
costruzione, macchine movimento terra
-Grandi impianti di lavaggio automatico
Impianti e imprese di autodemolizione
Tenendo presente che il bacino d’utenza dei disoleatori ivi dimensionati si riferisce ad aree
per lo stoccaggio di rottami di blocchi motori di qualsiasi auto mezzo e quindi si
presuppone un apporto consistente di carico fangoso nelle acque reflue, per il
dimensionamento del volume della camera per la raccolta dei fanghi si prende a priori il
parametro 300 per cui il succitato volume si ricava dalla seguente formula:
Vf = 300 x portata Q. (l/s)
100
200
300
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Quindi, sempre ritornando alla nostra platea di mq. 100 con una portata di 0,67 l/s.
avremo:
Vf = 300 x 0,67/1000 = 0,20 mc.
• Il valore 1000 è un fattore di conversione per uniformare le unita di misura
Come per i volumi precedenti riportiamo i volumi dei fanghi per le diverse superfici di
platea.
Tab. 6
Superficie ( mq.) Portata ( L/S) Volume di
separazione(mc)
Camera dei
grassi (mc.)
Camera dei
fanghi (mc.)
100 0,67 2,01 0,26 O,20
200 1.34 4,02 0,53 0,40
300 2,01 6,03 0,79 0,60
400 2,68 8,04 1,05 0,80
500 3,35 10,05 1,32 1,00
600 4,02 12,06 1,58 1,20
700 4,69 14,07 1,84 1,40
A questo punto si è in grado di calcolare il disoleatore il quale volume sarà dato dalla
somma dei tre volumi sopracitati;
VANO DEGLI OLIi
Vtot = Vs + Vg +Vf
Veniamo ora al vano degli olii o al serbatoio degli olii, in detto vano vengono confluiti gli
olii dalla camera dei grassi perciò gia separati dall’acqua e da altre sostanze solide.
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Come per la camera dei grassi i volumi sono stati desunti da esperienze e valutazione
eseguite direttamente in cantiere considerando gli apporti medi in attività esistenti di
rottamazione.
Pertanto stimando uno svuotamento minimo ogni 6 mesi del vano degli olii con travaso
degli stessi nella cisterna di deposito temporaneo* detto vano degli olii dovrà essere
dimensionato in ragione di mc. 0,60 ogni 100 mq di platea.
Il passaggio dell’olio dai due comparti dell’impianto può avvenire in diversi modi secondo
le esigenze costruttive delle ditte produttrici. Normalmente detto passaggio può avvenire
mediante l’attivazione di una valvola manuale, oppure automaticamente mediante una
elettrovalvola collegata ad un sensore, oppure per sfioro.
Ovviamente ogni singolo sistema di convogliamento dell’olio nel serbatoio deve essere
dotato di sistema di allarme particolare che avvisi il conduttore dell’impianto quando la
sostanza oleosa raggiungono livelli di guardia nel disoleatore.
Il vano degli olii deve contenere emulsione oleosa pertanto le caratteristiche tecniche
costruttive devono garantire costantemente il contenimento di detti liquidi pertanto le
pareti del vano devono essere trattate con materiali(resine epossidiche, vetroresina,
acciaio, ecc. ) che garantiscano nel tempo l’impermeabilità
* Il deposito temporaneo è lo stoccaggio dei rifiuti prodotti in loco prima dello dello smaltimento
ALLARMI.
Per quanto riguarda i sistemi di allarme non si vuole entrare nello specifico in quanto in
commercio esistono sistemi di vario tipo perciò si rimanda al costruttore dell’impianto di
disoleazione la scelta del sistema più funzionale.
L’unica prescrizione però che si ritiene indispensabile per quanto riguarda il sistema
d’allarme è relativo al posizionamento di idonea apparecchiatura che segnali sia
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acusticamente sia visivamente la presenza di sostanza oleosa non emulsionata all’entrata
del comparto di filtrazione.
Alcuni tipi di sensori per l’olio.
Altri sistemi d’allarme per ottimizzare la manutenzione all’impianto, possono essere
installati nel passaggio dell’olio dal vano dei grassi al serbatoio dell’olio a seconda del
sistema adottato, come specificato nel paragrafo precedente.
Pertanto se è stata scelta come soluzione di immissione quella per sfioro, l’installazione di
un sensore nel serbatoio dell’olio segnalerà quando detto serbatoio è pieno e deve essere
vuotato. Oppure se viene individuato come sistema quello con l’apertura di una valvola da
azionarsi manualmente ad opera del gestore dell’impianto dovrà essere installato un
sensore nella camera di calma all’altezza del pelo libero massimo della camera dei grassi
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che segnali che il livello dell’olio separato ha raggiunto la sua massima altezza ; sempre
nello stesso sistema dovrà essere installato il sensore se viene adottato il passaggio con
elettrovalvola detto sensore aprirà automaticamente la valvola ogni qual volta viene
raggiunto il livello di guardia.
VANO DI FILTRAZIONE
Veniamo ora all’altra uscita dal disoleatore, la prima, ampiamente descritta sopra, è quella
dell’olio.
Quella che sarà trattata ora è relativa all’uscita dal disoleatore dell’acqua depurata, che
però prima dell’uscita deve essere sottoposta ad adeguato trattamento di filtrazione.
I sistemi di filtrazione e il vano di filtrazione restano a discrezione della ditta costruttrice
dell’impianto e per tali sistemi non si ritiene opportuno esprimere particolari prescrizioni.
Ci si vuole invece soffermare sul tipo particolare di filtro da adottare in quanto l’esperienza
sul controllo di detti impianti ha evidenziato l’efficienza e la migliore manutenzione di
alcuni tipi di filtri rispetto ad altri.
In particolare si esprimono delle perplessità sui filtri a carboni attivi in quanto è di difficile
individuazione da parte del gestore dell’impianto il tempo di efficienza dei filtri, inoltre tali
filtri comportano alti costi di manutenzione in particolare per la rigenerazione, e per
ottimizzare la filtrazione devono lavorare con getto in pressione.
Altro tipo di filtro da sconsigliare sono i filtri a sabbia o a quarzite per la complessità della
manutenzione e per l’onerosità sostituzione.
Vengono invece considerati funzionali i filtri a coalescenza,(vedi foto). In commercio se ne
possono trovare di diversi tipi e possono essere inseriti in svariati sistemi nell’impianto di
filtrazione. La manutenzione di detti filtri comporta un sistema di pulizia estremamente
semplice in quanto i lavaggi, che normalmente devono essere eseguiti sulla platea in testa
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dell’impianto, sono estremamente facili e non necessitano di strumenti particolari.
Alcuni campioni di filtri a coalescenza
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ELEMENTI PER IL DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO.
Riassumendo quanto sopra si può stabilire a priori che i requisiti per il calcolo di un
impianto di disoleazione a servizio di una platea per il deposito di blocchi motori sono i
seguenti:
Altezza pioggia max evento 40 mm/mq
Coefficiente udrometrico 67 l/secxHa
Velocita asensionale olio 0,5 m/ora
Densità 0lio 0,90-0,95 g/cmc
Tempo di separazione 50 min
Produzione olio media 0,01 mc/mq anno
Coefficiente per apporto fango 300
Pulizia totale 1 volta anno
Immissione dalla camera grassi al
Serbatoio dell’olio 4 volte anno
Svuotamento serbatoio olio 2 volte anno
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ESEMPIO DI CALCOLO
Considerata conclusa la parte descrittiva dell’impianto si riporta di seguito un esempio di
calcolo di un disoleatore a servizio di una platea di stoccaggio di motori di autoveicoli
bonificati. Come esempio si considera una olatea di mq. 325.
• Calcolo della portata
325 x 67/10.000 = 2,18
• Calcolo vano separazione
2,18/1000 x 50 x60 =
Calcolo vano dei grassi
325 x 10 / 950 / 4 =
• Calcolo vano dei fanghi
300 x 2,18/1.000 =
VOLUME TOTALE 6,54 + 0,85 + 0,65 = mc. 8,04
• Calcolo serbatoio olio
325 x 0,60 / 100 = mc. 1,95
A questo punto il calcolo dell’impianto di disoleazione a servizio ad una platea di mq. 325
si può considerare completo.
6,54 mc.
0,85 mc.
0,65 mc.
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BIBLIOGRAFIA
Masotti L. Depurazione delle acque tecniche ed impianti per il trattamento delle acque di
rifiuto
Edit. Calderini 1987
E. De Fraja Frangipane, R.Vismara, Tecnologie depurative dei piccoli impianti di
depurazione – Ingegneria ambientale, Quaderni, n° 20 1994
E. De Fraja Frangipane, G. Pastorelli, Piccoli impianti di depurazione Manuale di
progettazione Ediit. C.I.P.A. S.r.l. 1997
L. Da Deppo, C. Datei; Fognature Edit. Libreria Cortina Padova 1997
F. Durante, La depurazione delle acque di fognatura Edit. Hoepli 1992
20