Abitante equivalente

Con il termine abitante equivalente (a.e.), o carico organico specifico, viene indicato, nel campo dell'ingegneria sanitaria, il carico organico biodegradabile convogliato in fognatura, in un giorno, dovuto alla normale attività di una particolare utenza civile (o assimilabile a questa).

Rappresenta l’unità di misura basilare per il dimensionamento e la scelta dell’idoneo sistema di depurazione delle acque reflue domestiche e/o assimilate.

Caratteristiche dei liquami domestici

I liquami domestici contengono principalmente sostanze organiche in gran parte soggette alla decomposizione biologica.
Un liquame domestico è caratterizzato da un valore del carico idraulico e da un valore del carico organico e tali parametri solo alla base del dimensionamento di un impianto di depurazione.
Il carico idraulico rappresenta la quantità di acqua presente nei reflui scaricati nella fogna nera dalle singole utenze.
La portata di scarico domestica è connessa, ma non coincidente, con quella distribuita dalla rete di distribuzione idrica urbana.
Le differenze possono essere determinate da cause quali:

• utilizzazioni idriche che non comportano scarichi in fognatura nera (innaffiamento dei giardini, lavaggio delle strade, ecc.);
• perdite nella rete di distribuzione e per sfioro nei serbatoi.

Pertanto non tutta l'acqua che viene immessa nella rete di distribuzione giunge agli utenti e poi da questi viene convogliata nella fogna nera.
L'aliquota dell'acqua addotta alla rete di distribuzione che non perviene alla fogna nella progettazione viene stimata tra 20 - 40 %.
Infatti il valore medio giornaliero dell'acqua convogliata nella fogna nera da un singolo individuo può essere dedotto da una percentuale della dotazione idrica.
Nel caso di immissioni all'interno del sistema fognante indipendenti dalla rete di distribuzione idrica, quali i fenomeni di infiltrazionia seguito dell'alto livello della falda freatica o per immissione di acqua pluviale tali valori della portata devono essere tenuti inconsiderazioene nel calcolo del carico icraulico.
In assenza di fenomeni massicci di infiltrazione il carico idraulico, nella pratica progettuale, si stima in base all’approvvigionamento dall’acquedotto , e pertanto considerando che ogni abitante mediamente in un giorno scarica in fogna una quantità di acqua pari al 80 - 60 % della sua dotazione.
Il carico organico rappresenta il quantitativo di sostanze organiche contenute nei liquami.
Tali sostanze derivano prevalentemente dalle deiezioni umane e dalle acque di scarico delle cucine e sono costituite soprattutto da proteine, carboidrati e grassi.
Le sostanze organiche sono ricchissime anche di flora batterica che può comprendere agenti patogeni (es. deiezioni dei malati).
Per il loro elevato potere inquinante le sostanze organiche devono essere rimosse prima del reinserimento delle acque di scarico dell'ambiente.
L'entità dalla rimozione è vincolata al recapito finale dell'acqua depurata in funzione del potere autodepurante del recapito finale (es. più spinta nei laghi dove c'è il pericolo di eutrofizzazione).
Pertanto per il dimensionamento corretto di un impianto di depurazione, sarebbe rigorosamente necessario far riferimento all’effettiva produzione di liquame da smaltire; risultando però questa una soluzione spesso impraticabile è più comodo far riferimento al numero di abitanti equivalente.

Determinazione della concentrazione del carico organico

fognatura nera

Il carico organico, cioè la quantità di sostanze organiche inquinanti biodegradabili prodotta giornalmente dall'intera cittadinanza servita dal depuratore, viene misurata indirettamente tramite il quantitativo di ossigeno necessario affinché i batteri possano modificare le sostanze organiche biodegradabili presenti rendendole innocue nell’arco di 5 giorni - BOD₅ - e si misura in gBOD₅/giorno.
Il carico organico specifico, rappresenta la massa di inquinanti biodegradabili prodotta da un abitante equivalente, ed è espressa in gBOD₅/(abitante * giorno).
Il suo valore di riferimento, secondo il Decreto Legislativo 3 aprile 2006 n. 152, "Norme in materia ambientale",(art. 74), è dato dall’equivalenza:

• 1 abitante equivalente = 60 g di ossigeno al giorno al quale pertanto equivale un BOD₅ = 60 g/(ab.giorno) di O₂.

Il carico organico medio giornaliero di un liquame cioè la quantità di BOD₅ che giunge all'impianto, è dato dal carico organico specifico (a.e.) moltiplicato per la popolazione (P).
Il carico idraulico specifico, è il volume di acqua reflua prodotta in un giorno da un abitante equivalente. Tale valore, dato dal prodotto della dotazione idrica (in l/(abitante*giorno)) per il coefficiente di afflusso in fogna pari a 0,6-0,8 (adimensionale) diviso 1.000 (1.000 = 1 m³), si misura in mc/(abitante * giorno).
Il carico idraulico, cioè il volume di acqua reflua prodotta giornalmente dall'intera cittadinanza servita dal depuratore, si misura in mc/giorno e si può calcolare moltiplicando il carico idraulico specifico per la popolazione oppure nota la portata nera media (l/s) moltiplicandola per il numero di secondi giornaliero (86.400 s = 1 giorno) e ancora per 1.000 (1.000 l = 1 m³).
Per quanto sopra la concentrazione di BOD₅ o CBOD₅ da trattare nell'impianto risulta:

• CBOD₅ = CO/CI (mg/l di O₂)

dove:

• CO = carico organico = P*(a.e.)/1.000 (kg/giorno di O₂)
• CI = carico idraulico = a%*d*P/1.000 (m3/giorno)

con:

• a.e. è 60 g/giorno di O₂ = 0,6 mg/giorno di O₂
• P è il numero degli abitanti equivalenti
• a%*d è l'afflusso in fogna dove:
  • d è la dotazione idrica (l/(ab.giorno))
  • a% è il coefficiente di afflusso in fogna (0,8-0,6).

fognatura unitaria

Qualora la fognatura servita dal depuratore dovesse essere di tipo unitario, cioè dimensionata per accogliere anche l'acqua pluviale e di lavaggio delle strade, si dovranno prevedere tutti quegli accorgimenti tali da garantire che all'impianto pervenga una portata liquida non superiore a quella massima prevista dall'impianto per poter sfruttare al meglio la potenzialità dello stesso.
Infatti a seguito di fenomeni atmosferici la portata in ingresso all'impianto, può essere molto più elevata della portata media nera (anche 100-150 volte) e risulta impensabile trattarla nell'impianto.
Una degli accorgimenti adottati è la presenza degli scaricatori di piena a monte dell’impianto, in modo da ridurre la portata da trattare.
In questo caso però bisogna determinare la portata sfiorata per evitare l'inquinamento del corpo ricettore, trattandosi di acque reflue non trattate.

Scarichi non domestici

Scarichi domestici e assimilabili

La fognatura oltre ad accogliere le acque reflue prodotte dalle attività domestica, convoglia anche quelli di origine non domestica prodotti da attività - comprese quelle legate alla micro industria - generalmente operanti all'interno del tessuto urbano(ospedali, alberghi, caserme, scarichi domestici di attività artigianali ed industriali ecc.), ma assimilabili, dal punto di vista qualitativo al metabolismo umano o ad attività domestiche ed in cui gli inquinanti sono costituiti prevalentemente da sostanze biodegradabili.
Di norma il relativo carico organico biodegradabile è ricompreso nel prodotto:

• CO = a.e.* P_r

dove P_r è la popolazione residente.
Alcuni abitati sono interessati dal fenomeno del pendolarismo per lavoro, studio, turismo mordi e fuggi, per culto religioso, ecc.
In questo caso si parla di popolazione fluttuante giornaliera (P_fg)che ha la caratteristica di non pernottare nell'abitato di interesse ma rientrare nel centro urbano di appartenenza alla fine della giornata .
Nei centri balneari-montani, nelle città d'arte, ecc. si deve considerare anche l'incremento di popolazione dovuto al turismo stagionale - popolazione fluttuante stagionaleP_fs.
Per il calcolo del carico organico dovuto alla popolazione residente e fluttuante (giornaliera e stagionale), per la determinazione della popolazione di riferimento in letteratura esistono formule come la seguente:

• P = P_r +(P_fg+P_fs)*0,5

Questo valore moltiplicato per il carico organico specifico (60 g/ab.g) mi da il carico organico, denominata abitanti equivalenti totali urbani (AETU), che deve essere depurato nell'impianto di depurazione a servizio del generico abitato.

Scarichi non assimilabili a domestici

La fognatura può anche accogliere le acque reflue originate da piccole, medie e grandi industrie presenti nel territorio comunale, ma di norma ubicate all’esterno del tessuto urbano, non assimilabili alle attività domestiche ma per le quali, attraverso la conversione in abitante equivalente, ne viene valutata soltanto la componente biodegradabile.
In questo modo si tiene conto solo in misura parziale del reale apporto inquinante dello scarico industriale, il quale spesso contiene anche composti di natura tossica.
Di norma, visto l'elevato impatto di questo carico inquinante, le industrie con un numero di addetti superiore a 6 (micro industrie) dovrebbero essere dotate di depuratori privati.
Il carico organico specifico (c_i = a.e./addetto) da prendere in considerazione per la determinazione del carico organico generato dalle attività industriali/commerciali è variabile in funzione della tipologia dell'attività.
Pertanto nota la tipologia di attività e il numero di addetti (A) si ottiene il carico organico generato dalla singola azienda:

• CO = c_i*A.

La sommatoria di tutti questi valori dovuti alle varie attività servite dal depuratore cittadino danno il carico organico generato dalle industrie.
Sommando all'AETU anche questa aliquota si determinano gli abitanti equivalenti totali (AET), cioè il complesso delle acque reflue, comprensive di tutte le attività industriali presenti sul territorio comunale.

Calcolo del numero di abitanti equivalenti

In merito ai soli abitanti residenti e fluttuantivale di regola la seguente equivalenza:

• 1 persona = 1 a.e.

oppure considerando il numero di case di civile abitazione ci si può basare sulla superficie lorda/volume dell'edificio:

• 35 m² = 1 a.e.
• 100 m³ = 1 a.e.

o sul conteggio dei posti letto in base alla superficie delle camere da letto:

• < 14 m² = 1 a.e.
• ≥ 14 m² = 2 a.e.

Per il calcolo della popolazione fittizia in base alla tipologia di utenze esistono diverse tipologie di equivalenze come ad esempio le seguenti:

• alberghi, villaggi turistici, agriturismi, case di riposo, e simili:
  • 2 posti letto = 1 a.e.
  • 3 addetti = 1 a.e.

oppure in base alla superficie delle camere da letto:

• • < 14 m² = 1 a.e.
• superati i 14 m² ogni 6 m² in più va aggiunto 1 a.e.
• campeggi:
  • 2 post letto = 1 a.e.
  • 3 addetti = 1 a.e.
• scuole:
  • 10 alunni = 1 a.e.
• palestre:
  • 10 frequentatori = 1 a.e.
• ristoranti, mense, trattorie:
  • 3 coperti = 1 a.e.
  • 3 addetti = 1 a.e.

oppure in base alla superficie della sala da pranzo (1 persona occupa 1,20 m²):

• • 3,60 m² = 1 a.e.
• uffici, negozi, attività commerciali in genere:
  • 3 impiegati = 1 a.e.
• fabbriche, laboratori artigianali che non producano acque reflue di lavorazione:
  • 2 lavoratori = 1 a.e.
• cinema, teatri, sale convegni, musei impianti sportivi:
  • 1 w.c. = 4 a.e. ( opp. 30 posti = 1 a.e.)
  • 3 addetti = 1 a.e.
• bar, circoli, clubs:
  • 7 clienti = 1 a .e.
  • 3 addetti = 1 a.e.
• ospedali, cliniche:
  • 2 posti letto = 1 a.e.
  • 3 addetti = 1 a.e.
• caserme, prigioni
  • 1 posto letto = 1,5 a.e.
• stazioni di servizio:
• 6 autoveicoli = 1 a.e.

casi particolari devono essere valutati volta per volta

Voci correlate

• Impianto di depurazione
• Domanda biochimica di ossigeno
• Acque reflue
• fognatura

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