Indicazioni per il dimensionamento di piccoli e medi impianti di sollevamento fognario

Per determinare il volume utile del pozzetto di raccolta, le caratteristiche delle pompe e della tubazione di mandata, gli elementi da valutare sono:

1. La portata nell'ora di punta
2. La possibilità di maggiori afflussi di origine meteorica
3. Il dislivello geodetico da superare
4. La lunghezza della tubazione di mandata
5. La velocità di scorrimento nella tubazione di mandata
6. Il tempo di sedimentazione del liquame
7. La frequenza degli avviamenti delle pompe
8. La eventualità di brevi interruzione della energia elettrica

1. Portata nell'ora di punta
La portata delle acque nere viene calcolata con riferimento alla dotazione idrica che, secondo le più recenti previsioni del P.R.G. degli acquedotti, si può considerare di 350 litri/giorno/abitante.
esempio:
- abitanti serviti: n. 250
- dotazione idrica: 350 l/giorno/abit. = 0,24 l/min/abit.
- coefficiente di maggiorazione per ora di punta: 2,5
- coefficiente di riduzione per perdite: 0,80

portata massima in arrivo alla vasca di accumulo:
250x0,24x2,5x0,8 = 120 l/min = 2,00 l/s

2. Possibilità di maggiori afflussi di origine meteorica
Anche se non dovrebbero confluire nelle fognature per acque nere, eventuali maggiori afflussi di origine meteorica possono essere smaltiti sia dal maggior dimensionamento di ogni singola pompa rispetto alla portata prevedibile nel funzionamento normale, sia dalla presenza della seconda pompa predisposta per tale impiego saltuario.

3. Dislivello geodetico
Il dislivello geodetico da superare viene determinato come differenza di quota tra il fondo del pozzetto di raccolta (o più esattamente tra la parte superiore del corpo pompa) e il punto più alto della condotta premente.

5. Velocità di scorrimento nella tubazione di mandata

Il diametro della tubazione di mandata deve ovviamente essere ben superiore al passaggio libero della pompa; la velocità ottimale del flusso pompato non dovrebbe essere inferiore a 0,7-0,8 m/s (per evitare depositi) e non superiore a 1,5 m/s.

Qualora sia prevista la possibilità che le due pompe funzionino contemporaneamente, in tale situazione la velocità non dovrebbe superare i 2 m/s

La norma UNI EN 12056-4 prescrive:
  • che la velocità di scorrimento non deve essere minore di 0,7 m/s né maggiore di 2,3 m/s
  • per gli impianti di sollevamento di liquami senza maceratore, un diametro minimo del condotto di scarico DN 80

6. Tempo di sedimentazione del liquame

Il Tempo di detenzione nella vasca di accumulo dovrebbe essere tale (secondo alcuni testi al massimo 30 minuti) da minimizzare la possibilità di sedimentazione e di fermentazione.

Il punto 7 della norma EN 752-4:1997, stabilisce "la setticità deve essere limitata".


7. Frequenza di avviamento delle pompe

La norma UNI EN 12056-4 suggerisce (non prescrive) una durata minima di funzionamento di:
- 2,2 sec. per pompe fino a 2,5 kW
- 5,5 sec. per pompe da 2,5 a 7,5 kW
- 5,5 sec. per pompe oltre 7,5 kW
ed un pompaggio minimo di 20 litri

In modo piu' restrittivo i costruttori di pompe suggeriscono:
- massimo 12 avviamenti/ora per pompe fino a 5 kW
- massimo 8 avviamenti/ora per pompe oltre 50 kW

I due diversi criteri potrebbero essere compatibili tra loro in funzione del tempo di funzionamento.


8. Eventualità di brevi interruzione della energia elettrica

La eventualità di brevi interruzioni delle energia elettrica è da valutare caso per caso e in funzione di tali considerazioni e dei possibili inconvenienti di un prolungato fermo dell'impianto si potrà eventualmente decidere, soprattutto per impianti importanti, qualche piccola deroga alle precedenti indicazioni che vorrebbero quasi eliminare l'accumulo.


Dimensionamento dell'impianto

Elettropompa

Stabilita la portata nell'ora di punta, si identifica una pompa tenendo conto della velocità di scorrimento nella tubazione, successivamente si determina il volume del pozzetto.

Secondo i costruttori l'ideale sarebbe una pompa con una portata pari all'afflusso dei liquami, in funzionamento ininterrotto; questo sarebbe possibile solo con una pompa con regolazione continua del numero dei giri e della portata.

Nei fatti si identifica una pompa con una portata superiore a quella in afflusso (almeno 1,5 volte) e un rapporto con il serbatoio tale da avere frequenze di avviamento non inferiori ai minimi suggeriti.

Volume pozzetto

Empiricamente il volume utile (nota 1) di accumulo potrebbe essere pari a 6-15 minuti di afflusso.
es.:
2,0 l/s x 600 s = 1,20 m³

Empiricamente il volume utile (nota 1) dell'accumulo potrebbe essere stabilito con la formula
V=QxT/4

dove:
V = volume utile di accumulo (m³)
Q = portata della pompa in mandata (m³/s) es.: 0,005
T = intervallo tra due attacchi successivi (s) es.: 900 s (15 minuti)
nell'esempio V = 0,005x900/4= 1,12 m³

(nota 1) Volume utile di accumulo: superficie del pozzetto per la differenza di quota tra la parte superiore del corpo pompa e il punto massimo di riempimento previsto.


Esempio di Riepilogo dei dati dell'impianto:

Portata nell'ora di punta: 2,00 l/sec
Volume utile pozzetto raccolta: (proporzioni indicative)
1,00 x 1,00 x 0,80 = 0,80 m³
Tempo di riempimento a pompe spente:
800 litri    = 400 sec
2,0 l/sec

Dislivello geodetico: 5 m
Lunghezza tubazione di mandata: 100 m

Caratteristiche idrauliche di ogni singola pompa nel punto di lavoro:
portata 5,0 l/sec - prevalenza 8,20 m
(Elettropompa sommergibile "DLV-100", girante arretrata Vortex, potenza 1,1 kW)

Tempo di svuotamento della vasca, considerando i nuovi afflussi:
       800 litri         = 267 sec
(5,0 - 2,0) l/sec

Intervallo tra gli avviamenti nell'ora di punta:
riempimento 400 sec + svuotamento 267 sec = 667 sec = 11,1 minuti


Annotazioni:
E' opportuno prevedere sempre la installazione di due pompe che operino alternativamente in regime normale e contemporaneamente in caso di eccezionale afflusso.

E' indispensabile prevedere un sistema di grigliatura (anche solo una griglia a cestello estraibile) per la trattenuta di corpi solidi grossolani che potrebbero depositare in modo definitivo sul fondo del pozzetto o creare intasamento della pompa o bloccaggio della girante.

La norma UNI EN 12056-4 prescrive:
"i condotti di scarico devono essere in grado di resistere ad una pressione di almeno 1,5 volte la pressione massima di funzionamento dell'impianto."

(nota 2) Nel calcolare le perdite di carico occorre considerare che la densità dei liquami fognari potrebbe essere 1,10-1,15 volte quella dell'acqua.

 

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