Biodepuratore

Il Nuovo "Testo Unico" delle Acque

noreply@blogger.com (Anonymous) — Mon, 21 Nov 2011 23:46:00 -0800

Prime riflessioni e commenti
Parte prima
Relazione tenuta al Convegno del 9 luglio 1999: Gli scarichi industriali e l'ambiente del 2000 dal dr. Alderano Mannozzi Direttore Generale della società ECOS srl
INTRODUZIONE
Sul Supplemento Ordinario alla Gazzetta ufficiale n° 124 del 29/05/99 è stato pubblicato il Decreto Legislativo n° 152 dell'11/05/99 dal titolo "Decreto legislativo recante disposizioni sulla tutela delle acque dall'inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/Cee concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/Cee relativa alla protezione delle acque dall'inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole"
Il Decreto 152/99 recepisce una lunga serie di direttive comunitarie in materia di acque ed ha assunto immediatamente un ruolo di primaria importanza in quanto con la sua emanazione sono state abrogate le seguenti norme :

Legge 10 maggio 1976, n. 319;
Legge 8 ottobre 1976, n.690, di conversione in legge, con modificazioni, del D.L.10 agosto 1976, n.544;
Legge 24 dicembre 1979, n.650;
Legge 5/03/82, n.62, di conversione in legge, con modif. del D.L 30/12/81, n.801;
Decreto del Presidente della Repubblica 3 luglio 1982, n.515;
Legge 25 luglio 1984, n.381 di conversione in legge, con modificazioni, del D.L. 29 maggio 1984, n.176;
gli articoli 4 e 5 della legge 5 aprile 1990, n.71 di conversione in legge, con modif. del D.L. 5/0290, n.16;
Decreto legislativo 25 gennaio, 1992, n.130;
Decreto legislativo 27 gennaio, 1992, n.131;
Decreto legislativo 27 gennaio, 1992, n.132;
Decreto legislativo 27 gennaio, 1992, n.133;
articolo 2, comma 1, della legge 6/12/93, n. 502, di conversione in legge, con modif. del D.L. 9/10/93, n. 408;
articolo 9-bis della legge 20/12/96, n. 642, di conversione in legge, con modifi. Del D.L. 23/10/96, 552;
Legge 17 maggio 1995, n. 172, di conversione in legge, con modificazioni, del D.L. 17/03/95, n.79.

Ebbene si, dopo 24 anni la legge 319/76 (meglio nota come Legge Merli) è stata abrogata!
In realtà la situazione non è così drammatica come sembrerebbe ad una prima lettura del decreto in quanto il Legislatore ha previsto modalità di applicazione che dovrebbero essere in grado di evitare traumi sia agli enti pubblici che alle aziende private.
In particolare l’art. 62 prescrive :

che le Regioni possono adeguarsi al decreto con un tempo "non inferiore a due anni",
che "Le norme regolamentari e tecniche emanate ai sensi delle disposizioni abrogate con l'articolo 63 restano in vigore, ove compatibili con gli allegati al presente decreto e fino all'adozione di specifiche normative in materia"

In questa sede vogliamo mettere in risalto gli obblighi che la nuova legge pone in capo al "titolare" dello scarico sottolineando le principali differenze con la preesistente disciplina basata sulla Legge n° 319 del 10/05/1976.
La nuova disciplina degli scarichi idrici si basa su due presupposti fondamentali:

tutti gli scarichi debbono essere autorizzati (art. 45 comma 1) (concetto presente anche nella vecchia normativa)
tutti gli scarichi devono rispettare valori limite di emissione stabiliti in funzione degli obiettivi di qualità dei corpi idrici (art. 28 comma 1) (concetto del tutto nuovo e sul quale sono incentrate una serie di iniziative volte a capire prima la qualità dei corpi idrici ed il loro uso e poi ad autorizzare eventuali scarichi in detti ricettori)

Tale concetto, era stato in realtà già stato introdotto dalla Legge n° 183/89 e dal D Lgs n° 130/92, di fatto, non era stato mai applicato stante la rigida comodità della Legge 319/76 e delle sue tabelle A e C.
L’art. 2 del Decreto riporta una serie definizioni da applicarsi in materia di scarichi idrici tra le quali spiccano le nuove definizioni di acque di scarico:

g) "acque reflue domestiche": acque reflue provenienti da insediamenti di tipo residenziale e da servizi e derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attività domestiche;
h) "acque reflue industriali": qualsiasi tipo di acque reflue scaricate da edifici in cui si svolgono attività commerciali o industriali, diverse dalle acque reflue domestiche e dalle acque meteoriche di dilavamento;
i) "acque reflue urbane": acque reflue domestiche o il miscuglio di acque reflue civili, di acque reflue industriali ovvero meteoriche di dilavamento;

L'ammissibilità degli scarichi idrici nei possibili ricettori è disciplinata come segue:

1. scarichi in pubblica fognaturaLe acque reflue domestiche e assimilate sono sempre ammesse, alla sola condizione di rispettare il regolamento del gestore dell'impianto di depurazione (art. 33.comma 2).
Le acque reflue industriali possono invece essere scaricate se rispettano i limiti di accettabilità ad eventuali ulteriori prescrizioni imposte nell'autorizzazione (art. 33 comma 1).
2. scarichi in acque superficiali
Sono ammessi a condizione di rispettare i valori limite di emissione (art.31 comma 1)
3. scarichi sul suolo e negli strati superficiali del sottosuolo

Sono vietati, con le seguenti eccezioni (art. 29. Comma 1):

scarichi per i quali sia impossibile o eccessivamente oneroso il convogliamento in acque superficiali
scarichi provenienti dalla Lavorazione/lavaggio di rocce e minerali

In via transitoria gli scarichi già autorizzati ai sensi della previgente normativa, e non ricadenti nei casi sopra citati devono essere convogliati in rete fognaria in acque superficiali, ovvero destinati al riutilizzo entro 3 anni dall’entrata in vigore della nuova legge (art. 29 comma 2).
Qualora ciò risultasse impossibile, o eccessivamente oneroso, occorrerà adeguarsi ai limiti della tabella 4 entro 3 anni dall'entrata in vigore della legge, rispettando nelle more i limiti di tabella 3 o eventuali limiti regionali più restrittivi (art. 29 comma 3)
Questo divieto di scarico nel suolo, di fatto , crea notevole danno alle aziende, ed in particolare quelle ubicate nella provincia di Teramo, in quanto ci risulta che era prassi consolidata da parte dell'ente pubblico di autorizzare lo scarico civile a condizione che venisse convogliato nel suolo mediante pozzi a dispersione.
4. scarichi nel sottosuolo e nelle acque sotterranee:
Sono vietati (art. 30 comma 1), con le seguenti eccezioni:
scarico nella stessa falda di provenienza di acque utilizzate per usi geotermici, di infiltrazione di miniere e cave, pompate nel corso di lavori di ingegneria civile, di impianti di scambio termico (art. 30 comma 2),

scarico in unità geologiche profonde di acque risultanti dall'estrazione di idrocarburi (art. 30 comma 3)

In via transitoria, gli scarichi già autorizzati ai sensi della previgente normativa e non ricadenti nei casi sopra citati, devono essere convogliati in acque superficiali, ovvero destinati, ove possibile, al riciclo, al riutilizzo o all'utilizzazione agronomica entro 3 anni dall'entrata in vigore della nuova legge (art. comma 6)
Autorizzazione allo scarico
Tutti gli scarichi debbono essere preventivamente autorizzati (art. 45 comma 1), con la sola eccezione degli scarichi di acque reflue domestiche e assimilate in reti fognarie (art. 45 comma 4); che sono sempre ammessi.
Per insediamenti con scarichi di acque reflue domestiche e assimilate che non recapitano in reti fognarie il rilascio della concessione edilizia è comprensiva dell'autorizzazione allo scarico (art. 45 comma 4).
L'ente competente al rilascio delle autorizzazioni è il Comune per gli scarichi in pubblica fognatura e la Provincia, salvo diverse disposizioni regionali, per gli scarichi negli altri corpi ricettori (art. 45 comma 6)
Gli scarichi di acque reflue domestiche o equivalenti sono disciplinati dalla Regioni (art. 45 comma 3) che possono prevedere forme di rinnovo tacite delle autorizzazioni (art. 45 comma 7).
Il decreto specifica finalmente un termine per il rilascio delle autorizzazioni (90 giorni); termine non previsto dalla Legge 319/76, e quindi lasciato alla definizione da parte delle singole amministrazioni.
L'autorizzazione e valida per 4 anni e il rinnovo deve essere chiesto un anno prima della scadenza.
Se la richiesta di rinnovo è stata formulata entro tale temine, lo scarico può continuare anche in caso di ritardo dell'ente competente.
Se invece lo scarico contiene le sostanze pericolose di cui alle tabelle 3/A e 5, il rinnovo deve essere concesso entro 6 mesi a decorrere dalla data di scadenza; in caso contrario lo scarico deve cessare (art. 45 comma 7).
I titolari degli scarichi in essere, autorizzati alla data di entrata in vigore del decreto, provvedono a presentare l'istanza di autorizzazione come sopra indicato e comunque non oltre 4 anni da tale data (art. 62 comma11).

Fonte

VUS - Nuovo depuratore di Foligno

noreply@blogger.com (Anonymous) — Thu, 20 Oct 2011 00:24:00 -0700

Trattamento delle acque reflue

noreply@blogger.com (Anonymous) — Wed, 20 Jul 2011 00:19:00 -0700

Si definisce trattamento delle acque reflue (o depurazione delle acque reflue) il processo di rimozione dei contaminanti da un'acqua reflua di origine urbana o industriale, ovvero di un effluente che è stato contaminato da inquinanti organici e/o inorganici.
Il trattamento di depurazione dei liquami consiste in una successione di più fasi (o processi) durante i quali, dall'acqua reflua vengono rimosse le sostanze indesiderate, concentrandole sotto forma di fanghi, dando luogo ad un effluente finale di qualità tale da essere idoneo allo sversamento in un corpo recettore (terreno, lago, fiume o mare mediante condotta sottomarina), senza che questo ne possa subire danni (ad esempio dal punto di vista dell'ecosistema ad esso afferente).
Il ciclo depurativo è costituito da una combinazione di più processi di natura chimica, fisica e biologica.
I fanghi provenienti dal ciclo di depurazione sono spesso contaminati con sostanze tossiche e pertanto devono subire anch'essi una serie di trattamenti necessari a renderli idonei allo smaltimento ad esempio in discariche speciali o al riutilizzo in agricoltura o in un impianto di compostaggio.

Tipologia degli scarichi

Negli impianti di depurazione tradizionali, a servizio di uno o più centri urbani (impianti consortili) sono di norma trattate:

le acque reflue urbane o scarichi civili: comprendono le acque di rifiuto domestiche e, se la fogna è di tipo unitario, anche le acque cosiddette di ruscellamento. Le acque di origine domestica sono quelle provenienti dalle attività domestiche e dalla deiezione umana, queste ultime ricche di urea, grassi, proteine, cellulosa ecc. Le acque di ruscellamento cono quelle provenienti dal lavaggio delle strade e le acque pluviali. Contengono, in concentrazione diversa, le stesse sostanze presenti nei reflui domestici ma inoltre possono presentare una serie di microinquinanti quali gli idrocarburi, i pesticidi, i detergenti i detriti di gomma ecc.
alcune tipologie di acque di rifiuto industriale: gli scarichi industriali hanno una composizione variabile in base alla loro origine. Negli impianti di depurazioni tradizionali possono essere trattati solo quei reflui industriali che possono ritenersi assimilabili dal punto di vista qualitativo a quelle domestiche. Tali scarichi possono essere eventualmente sottoposti a pretrattamenti in ambito aziendale, prima del loro scarico in fogna, per rimuovere le sostanze incompatibili con un processo di depurazione biologica. Infatti alcuni scarichi industriali possono contenere sostanze tossiche o suscettibili di turbare l'evoluzione biologica e pertanto tali da compromettere il trattamento biologico che è alla base del sistema depurativo tradizionale. Gli altri scarichi industriali possono avere una natura tale da essere insensibili ai trattamenti biologici pertanto devono essere trattati in maniera diversa dirattamente nel luogo di produzione.

Classificazione dei solidi da rimuovere

Le acque provenienti da scarichi urbani contengono un elevato quantitativo di solidi di natura organica ed inorganica che devono essere rimossi mediante il trattamento di depurazione.
Tra le sostanze di natura organica fanno parte anche i microrganismi.
Le sostanze da eliminare si possono dividere in sedimentabili e non sedimentabili.
Le prime sostanze sono solide e più pesanti dell'acqua e perciò vanno facilmente a fondo quando la velocità del deflusso si annulla o scende al di sotto di un certo limite.
Le sostanze non sedimentabili in parte galleggiano e in parte restano nel liquido: disciolte o allo stato colloidale; lo stato colloidale si può considerare uno stato intermedio tra quello di soluzione e quello di sospensione propriamente detto.
In uno scarico di media forza, i solidi totali (espressi in mg/l) si possono così classificare:

solidi sospesi:30%; di cui:
- solidi sedimentabili: 75% di cui:
  - solidi organici: 75%
  - solidi inorganici:25%
- solidi non sedimentabili: 25%di cui:
  - solidi organici: 75%
  - solidi inorganici:25%
solidi filtrabili: 70%
- colloidali: 10% di cui
  - solidi organici: 80%
  - solidi inorganici:20%
- disicolti 90% di cui:
  - solidi organici: 35%
  - solidi inorganici:65%.

Impianti di depurazione

Immagine di un impianto trattamento acque reflue

Gli impianti di depurazione sono costituiti da una serie di manufatti in genere in calcestruzzo armato, ognuno con specifiche funzioni, nei quali viene attuata la depurazione degli scarichi di origine civile e industriale.
Solitamente in un impianto di trattamento delle acque reflue si distinguono due linee specifiche:

la linea acque;
la linea fanghi.

Nella linea acque vengono trattati i liquami grezzi provenienti dalle fognature e di regola comprende tre stadi, chiamati:

trattamento primario: un processo di tipo fisico utilizzato per la rimozione di parte delle sostanze organiche sedimentabili contenute nel liquame comprende la grigliatura, la sabbiatura, la sgrassatura, la sedimentazione primaria;
trattamento secondario: un processo di tipo biologico utilizzato per la rimozione delle sostanze organiche sedimentabili e non sedimentabili contenute nel liquame. Comprende l'aerazione e la sedimentazione secondaria:
trattamento terziario: realizzato sull'effluente in uscita dalla sedimentazione secondaria, permette di ottenere un ulteriore affinamento del grado di depurazione. Comprende trattamenti speciali per abbattere il contenuto di quelle sostanze che non vengono eliminate durante i trattamenti primari e secondari.

Nella linea fanghi vengono trattati i fanghi prodotti durante le fasi di sedimentazione previste nella linea acque.
Lo scopo di tale linea è quello di eliminare l'elevata quantità di acqua contenuta nei fanghi e di ridurne il volume, nonché di stabilizzare (rendere imputrescibile) il materiale organico e di distruggere gli organismi patogeni presenti, in modo tale da rendere lo smaltimento finale meno costoso e meno dannoso per l'ambiente.

Scarico in un fiume delle acque derivanti dal processo di depurazione.

L'effluente finale trattato viene convogliato in una condotta detta emissario, con recapito finale le acque superficiali (corsi d'acqua, mare, ecc.), incisioni o lo strato superficiale del terreno (es. trincee drenanti).
L'effluente finale può anche essere usato per l'irrigazione o nell'industria.

Riferimenti normativi

Attualmente la legislazione degli scarichi urbani in Italia, industriali o agricoli è disciplinata dal cd Testo Unico Ambientale (Decreto Legislativo n° 152 del 03/04/2006) agli artt. 100-108 "Tutela qualitativa della risorsa: disciplina degli scarichi".
Altre fonti normative sono:

Decreto Legislativo del Governo n° 152 del 11/05/1999: Disposizioni sulla tutela delle acque dall'inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall'inquinamento provocato dai nitrati provenienti da fonti agricole (Abrogato dal D. Lgs. 152/96).^[1]
Legge Galli del 5 gennaio 1994, n.36: Disposizioni in materia di risorse idriche (Abrogata dal D. Lgs. 152/99).^[2]
Deliberazione 4 febbraio 1977 del Comitato dei Ministri per la tutela delle acque dall'inquinamento - Criteri, metodologie e norme tecniche generali di cui all'art. 2, lettere b), d) ed e), della legge 10 maggio 1976, n. 319, recante norme per la tutela delle acque dall'inquinamento: Criteri generali per il rilevamento delle caratteristiche qualitative e quantitative dei corpi idrici e per la formazione del catasto degli scarichi.^[3] (Art. 62 comma 7 D.Lgs. 152/99: ”Per quanto non espressamente disciplinato dal presente decreto, continuano ad applicarsi le norme tecniche di cui alla delibera del Comitato interministeriale per la tutela delle acque del 4 febbraio 1977 e successive modifiche ed integrazioni, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n° 48 del 21 febbraio 1977”. Con l'abrogazione del D.Lgs. 152/99 permane la validità della Delibera del Comitato Interministeriale in quanto disciplinante tutto ciò che non era contenuto nel Decreto abrogato).

Dimensionamento

Modello in scala di un impianto di depurazione delle acque.

Un depuratore deve essere dimensionato in modo da ricevere gli scarichi del bacino da servire (abitato/i) per un periodo di 25-30 anni.
In genere è conveniente realizzare gli impianti in lotti funzionali successivi in funzione del concreto sviluppo delle utenze e degli allacciamenti fognari, tenendo anche conto dell'evoluzione della situazione urbanistica e demografica.
Per la progettazione non si può prescindere dalla conoscenza dei seguenti parametri:

carico idraulico: ovvero la quantità liquida delle acque da rifiuto in metri cubi emessi per giorno^[4]. Per impianti industriali tale carico va calcolato tramite misure dirette considerando l'andamento temporale della portata di scarico - i picchi massimi derivati dalle ore a maggiore attività (dalle 09:00 alle 14:00 e dalle 20:00 alle 22:00), da eventi meteorologici particolarmente intensi, che si possono verificare in determinati periodi dell'anno - . Per gli impianti municipali o consortili in genere si ricorre a metodi di determinazione indiretta.
carico organico: è la quantità complessiva di sostanza organica da trattare espressa in BOD₅ o COD presente in un metro cubo di refluo.
carico di nutrienti: è principalmente la quantità di azoto ridotto e secondariamente di fosforo presenti nel refluo da trattare.
studi sugli altri eventuali inquinati presenti (ad esempio oli, metalli pesanti o detersivi)
studi basilari su parametri che possono influenzare la forma degli inquinanti e il loro abbattimento (ad esempio pH, ossigeno disciolto, conducibilità e temperatura).

In generale il dimensionamento va fatto sulla base della conoscenza della dotazione idrica, e sugli abitanti equivalenti.
Se le sperimentazioni dirette non sono possibili o sono difficili da eseguire, si possono sfruttare tabelle di correlazione fra quantità di acqua prelevata dalla rete idrica e il carico idraulico e organico del refluo.

Schema di un canale scolmatore.

Nei sistemi a fognature unite (che in Italia sono la quasi totalità), in cui si ha un unico sistema di allontanamento delle acque nere e bianche, è importante considerare la possibilità di eventi meteorici intensi, associati a grandi quantità di refluo da depurare.
In tal caso, vista l'impossibilità di depurarla totalmente, viene predisposto, a monte dell'impianto, uno scolmatore, che consente solo ad un multiplo del refluo (considerato sulla base dell'inquinamento ammissibile da sversare nel bacino collettore) di entrare nel depuratore, dove a sua volta parte del refluo può essere depositato temporaneamente in vasche.
La quantità di acqua che si deciderà di scolmare dovrà essere tale da garantire l'auto depurazione nel recapito finale(ad esempio fiume o mare).

Trattamento primario o meccanico

I trattamenti primari consistono in:

grigliatura
dissabbiatura
disoleatura
equalizzazione e omogenizzazione
sedimentazione primaria

I primi tre sono considerati trattamenti preliminari o pretrattamenti previsti, quando necessario, a monte dei processi di depurazione veri e propri, e che permettono la rimozione di materiali e sostanze che per loro natura e dimensione rischiano di danneggiare le attrezzature poste a valle e di compromettere l'efficienza dei successivi stadi di trattamento.

Grigliatura

La grigliatura ha l'obiettivo di trattenere solidi grossolani non sedimentabili (stracci, plastica, ecc.) e solidi grossolani sedimentabili (ghiaia, ecc.)
La griglia/e viene sempre installata, con una pendenza 1:3, internamente al canale di arrivo all'impianto, alimentato dal collettore terminale della fognatura.
Tale canale in corrispondenza della griglia si allarga di una certa aliquota in modo che la velocità dell'acqua a valle, tenuto conto dell'ingombro delle sbarre, si mantenga prossima a quella che si ha nel tratto a monte della griglia.
La velocità di attraversamento della griglia non deve essere troppo bassa da favorire la sedimentazione a monte della stessa ma neanche troppo elevata per non incrementare le perdite di carico.
A seconda dell'interasse tra le barre, le griglie si suddividono in:

grossolane - interasse di 5÷10 cm;
medie - interasse di 2,5÷5 cm;
sottili - interasse di 1÷2,5 cm.

In base al sistema di pulizia vengono classificate invece in:

manuali: utilizzate principalmente per griglie grosse (poste in testa ai canali di by pass) e per piccoli impianti dove la quantità di solidi grigliabili è da ritenersi trascurabile e/o quando le operazioni di pulizia non risultano troppo onerose;
meccaniche: in tutti gli altri casi.

Il materiale grigliato è raccolto in un cassonetto per poi essere avviato allo smaltimento finale.
In associazione con la griglia possono essere utilizzati degli sminuzzatori che dopo aver triturato il materiale grigliato lo reintroducono a monte della griglia stessa.

Dissabbiatura

La dissabiatura viene prevista principalmente nel caso di fogne unitarie (nera+pluviale) per l'allontanamento di terricci che vengono convogliati in fogna, attraverso le catidoie pluviali, insieme all'acqua meteorica.
Sono necessari per evitare inconvenienti quali abrasioni nelle apparecchiature meccaniche mobili (es. pompe), intasamenti di tubazioni e canali, accumuli nei digestori e nelle tramogge delle vasche di sedimentazione, ecc. dovuti alla presenza di sabbie nelle acque reflue.
La dissabbiatura avviene in vasche dette dissabbiatori nelle quali si sfrutta la forza di gravità per eliminare tutte quelle particelle solide caratterizzate da un peso specifico maggiore di quello dell'acqua e tali da depositarsi sul fondo della vasca in tempi accettabili.
Poiché il materiale da separare è di tipo granuloso - cioè sedimenta senza interferire con le altre particelle e il moto del fluido è laminare - la velocità di sedimentazione delle particelle è regolata, in prima approssimazione, dalla legge di Stokes.
Tale legge presuppone che le particelle siano di forma sferica che il liquido sia in quiete e si trovi a temperatura costante e che il moto della particella verso il basso non venga influenzato ne dalla presenza di altre particelle ne dalle pareti del contenitore.
I dissabbiatori sono costituiti da vasche in calcestruzzo armato percorse dal liquame ad una velocità tale da provocare la decantazione dei materiali solidi trascinati in sospensione o per trasporto di fondo.
La funzionalità di un dissabbiatore è legata alla capacità di consentire, la sedimentazione dei materiali inerti di diametro superiore a certi valori, che la pratica indica in 0,2-2,5 mm, e limitare l'entità delle sostanze organiche che inevitabilmente assieme a questi decantano.
I dissabbiatori tradizionali sono quelli a canale nelle quali il liquame defluisce con flusso orizzontale.
Vengono sempre realizzati con unità in parallelo a funzionamento alternato in modo che il dissabbiamento non venga mai interrotto.
Sul fondo delle vasche è disposta una cunetta nella quale si accumulano i materiali sedimentati che vengono rimossi con unità di pulizia meccanica (per grandi impianti) o manuale (per piccoli impianti) con semplice paleggio o con getti di acqua che spingono i materiali in canaletti trasversali dai quali vengono poi convogliati in pozzetti di raccolta laterali.
Le vasche hanno pianta rettangolare con lunghezza da 15-20 volte la profondità della corrente.
Hanno sezione trasversale trapezia, rettangolare o più complessa.
Queste vasche devono essere proporzionate in modo tale che al suo interno il flusso del fluido, per qualsiasi valore della portata, deve avere una velocità media compresa tra 20–30 cm/s poiché per questi valori della velocità si è costatato che la quantità di materia organica e di materiali inerti che decanta risulta contenuta entro limiti accettabili.
Nel caso di portata in ingresso variabile, per mantenere la velocità del flusso costante spesso a nelle del dissabbiatore viene realizzata una strozzatura (modellatore a risalto oventurimetro a canale) di opportuna forma che può essere utilizzato anche per misurare la portata oppure viene utilizzata una vasca di equalizzazione che restituisce una portata costante.
Il dissabbiatore a canale ha inconveniente di assumere dimensioni spesso troppo ingombranti; in alternativa si possono utilizzare dissabbaitori a pianta circolare con fondo a tramoggia, di minore ingombro e configurati in modo tale da creare correnti trasversali secondarie (elicoidali, toroidali) che, sovrapponendosi alla corrente principale, favoriscono la concentrazione e la selezione dei materiali sedimentati.

Disoleazione

Separatore acqua-olio del tipo API

La disoleazione o sgrassatura viene introdotta nel ciclo depurativo, a valle delle griglie e dei dissabbiatori, quando sia accertato che oli e grassi siano presenti nei reflui in quantità tali da influenzare negativamente i trattamenti successivi soprattutto con riferimento ai trattamenti biologici.
Infatti le sostanze oleose tendono a rivestire, con un sottile velo, le materie biologiche impedendo così il contatto di queste con l'ossigeno e pertanto ne limitano l'ossidazione).
A volte la disoleazione ha lo scopo di recuperare gli oli e i grassi presenti nei reflui al fine del loro riutilizzo.
Negli impianto ordinari le modeste quantità di grassi e oli vengono in massima parte trattenuti dai paraschiume che si dispongono all'entrata delle vasche di sedimentazione primaria, donde vengo poi di tanto in tanto rimosse insieme con altre materie leggere solide, che hanno accidentamente attrvaersato i precedenti pretrattamenti, mediante schiumarole.
Il trattamento di disoleazione si fonda sul minor peso specifico dei grassi e oli rispetto all'acqua, che ne consente la risalita in superficie.
La disoleazione avviene in bacini aperti a sezione rettangolare o trapezia rovescia.
Dal fondo delle vasche viene insufflata aria compressa, tramite diffusori porosi.
L'aria insufflata forma un specie di emulsione con le sostanze grasse presenti nei liquami favorendo il loro allontanamento in superficie.
I grassi emulsionati sospinti verso l'estremità della vasca, vengono eliminati manualmente (piccoli impianti) o con dispositivi meccanici, scaricandoli ad intervalli in apposito pozzetto di raccolta.
Con la disoleazione il liquame subisce anche una pre-aerazione.

Equalizzazione ed omogeneizzazione

Qualora in ingresso all'impianto di depurazione si avesse una portata e/o un carico inquinante variabile, il liquame deve essere oggetto di un trattamento di:

equalizzazione per livellare le punte di portata;
omogeneizzazione per livellare le punte di inquinamento,

al fine di garantire ai successivi trattamenti di depurazione un liquame a portata e carico organico sufficientemente costanti.
In questo caso il liquame viene fatto confluire in una vasca di capacità tale da garantire lo smorzamento dei picchi idraulici e di carico organico.
Tale vasca di accumulo è dimensionata per garantire al liquame un idoneo tempo di residenza. Durante lo stazionamento nella vasca il refluo subisce un energico trattamento di agitazione, che garantisce l'omogeneizzazione del liquame, e di aerazione, per impedire l'instaurarsi di condizioni settiche.
La vasca di equalizzazione può fungere anche da dissabbiatore, infatti l'insufflazione di una blanda quantità di aria oltre a genera una miscelazione sufficiente a non far depositare le sostanze organiche sospese nel liquame e tale però da consentire la sedimentazione delle sabbie.

Sedimentazione primaria

Vasca di sedimentazione.

Schema di una vasca di decantazione a pianta circolare.

La sedimentazione primaria consiste in vasche nelle quali si attua la decantazione per la separazione delle sostanze organiche sedimentabili ottenendo una riduzione del BOD₅ intorno al 30%.
Poiché in questa fase viene trattato un materiale di tipo granuloso, cioè la particella sedimenta senza interferire con le altre particelle, la velocità di sedimentazione del materiale obbedisce con discreta approssimazione allaLegge di Stokes e alla teoria di Hazen.
Le vasche di sedimentazione sono di regola poco profonde e comunque non meno di 1,80 m per evitare che il vento possa sollevare i fanghi già depositati.
Le vasche non devono essere né troppo corte, per non dar luogo ad un corto circuito tra l'entrata e l'uscita dei liquami (cioè evitare che parte dei liquami possa effettuare un percorso dentro la vasca diverso da quello previsto teoricamente con riduzione del tempo effettivo di permanenza), né troppo larghe per non favorire la formazione di spazi morti presso gli angoli (con innesco dei fenomeni putrefattivi).
Le vasche possono essere a flusso orizzontale e pianta rettangolare o flusso radiale o radiale/verticale e pianta circolare.
Nelle vasche circolari, i liquami bruti entrano al centro della vasca, e dopo aver superato un deflettore, l'effluente chiarificato esce superando uno stramazzo perimetrale e raccogliendosi in una canaletta prosegue verso il trattamento biologico.
Le vasche sono munite di dispositivi automatici per la raccolta e l'evacuazione dei fanghi.
Nelle vasche rettangolari questi dispositivi possono essere costituiti da un ponte mobile portante lunghi bracci snodati ai quali sono fissati raccoglitori.
Questi vengono tenuti a contatto del fondo quando il ponte si muove verso la tramoggia di raccolta del fango posta sul fondo della vasca, e si sollevano verso la superficie quando il ponte si muove in senso opposto.
Nel caso di vasche circolari il ponte ruota su un perno centrale e su una guida circolare periferica.
I raccoglitori assicurati al ponte spazzano il fondo e convogliano i fanghi verso il pozzetto centrale di raccolta da quale questi vengono aspirati ed inviati ai digestori.
Il trattamento primario può svolgere anche funzioni di equalizzazione e omogeneizzazione.

Trattamento secondario o ossidativo

Letto percolatore.

impianto a fanghi attivati con microbolle

Successivamente i liquami,ancora torbidi a causa delle sospensioni colloidali e putrescibili subiscono il trattamento secondario (o ossidativo o biologico), nel quale le sostanze organiche vengono prima ossidate, ossia rese imputrescibili, e successivamente rimosse.

Fase ossidativa

Durante l'ossidazione dei liquami le sostanze colloidali organiche sono rese fioccose per essere facilmente rimosse mediante sedimentazione Questo trattamento prevede:

aerazione: rimozione delle sostanze organiche tramite ossidazione batterica aerobica;
sedimentazione secondaria.

Per l'ossidazione biologica si utilizzano più tecniche:

gli impianti a letti percolatori (o a filtri percolatori)
gli impianti a fanghi attivati (o biologici): attualmente è il sistema più utilizzato in virtù della sua alta efficienza (>90% di abbattimento del BOD).

Mediante l'aerazione (o ossidazione biologica), i solidi sospesi non sedimentabili e quelli disciolti biodegradabili vengono convertiti in fanghi sedimentabili e quindi separati mediante decantazione che segue sempre la fase di trattamento biologico vero e proprio. La sedimentazione secondaria ha il compito di eliminare i fanghi sedimentabili prodotti nella fase di aerazione.
I fanghi attivi di supero sono inviati alla cosiddetta "linea fanghi" per essere sottoposti ad ulteriori trattamenti.
Negli impianti a fanghi attivati si verifica talvolta l'inconveniente denominato bulking ossia il rigonfiamento del fango.
Quando il fango si ammala di bulking diventa inadatto alla sua funzione depurante perché perde le sue qualità adsorbenti ed ossidanti e sedimenta a stento.
Oltre al bulking il fango attivato può presentare altre patologie come il foaming, il pin point e il rising.
In sostituzione del trattamento ossidativo tradizionale a fanghi attivi si possono utilizzare le tecnologie MBR.

Sedimentazione secondaria

Poiché nella sedimentazione secondaria viene trattato un fango di tipo fioccoso (il fiocco di fango sedimenta interferendo con gli altri fiocchi), la velocità di sedimentazione del fango non obbedisce alla Legge di Stokes.

Trattamento terziario

Viene applicato all'effluente proveniente dal trattamento secondario, quando lo scarico finale deve subire un ulteriore abbattimento del carico inquinante, che altrimenti sarebbe incompatibile con il recapito finale prescelto; un esempio è la riduzione dei solidi disciolti o delle sostanze nutrienti (azoto e fosforo) che potrebbero causare l'eutrofizzazione e anossia dei corpi idrici recettori e di tossicità della vita acquatica.
Il trattamento terziario (o avanzato) consiste nell'eliminazione di azoto (denitrificazione) e fosforo (defosfatazione), che sono eutrofizzanti, nonché la riduzione dei solidi disciolti peradsorbimento su carbone attivo. Anche i trattamenti terziari possono essere di tipo biologico.
Fanno parte di questa fase:

trattamenti chimico-fisici (chiariflocculazione)
trattamenti meccanici (filtrazione su carboni attivi o su filtri a sabbia)
trattamenti biologico-naturali (fitodepurazione, lagunaggio)
trattamenti biologici (nitrificazione, denitrificazione e defosfatazione)
trattamenti di disinfezione.

Abbattimento dell'azoto totale

Nei sistemi più recenti, è presente un sistema di abbattimento delle sostanze azotate mediante denitrificazione che è causa della conversione dei nitrati, e di parte dei nitriti, in azoto gassoso.

La denitrificazione anossica, cioè in assenza di ossigeno disciolto, è un processo di natura biologica attuato dai batteri eterotrofi facoltativi, che richiede un ambiente anaerobio e molta sostanza organica che funge da fonte di carbonio per i batteri.
Durante la reazione si ha la formazione oltre che di azoto gassoso anche di anidride carbonica e acqua.
La vasca di denitrificazione viene posta a monte della vasca di aerazione del trattamento secondario, in modo da garantire liquami, provenienti dalle vasche di sedimentazione primaria, con la necessaria quantità di sostanza organica
Poiché però la maggior parte della sostanze organiche a base d'azoto nei reflui si trova sotto forma di ammoniaca, mentre ai fini della denitrificazione servono soprattutto i nitrati bisogna effettuare una nitrificazione mediante la quale, in condizioni aerobie avviene l'ossidazione biologica di NH₄ e NO₂ (nitrito) in NO₃ (nitrato), con consumo di CO₂.
, La nitrificazione viene attuata nella stessa vasca di aerazione del trattamento secondario.
L'ossidazione biologica viene attuata dai batteri autotrofi aerobici capaci di utilizzare per la sintesi cellulare carbonio inorganico (CO₂) e di trarre l'energia necessaria alla crescita e al metabolismo dall'ossidazione dell'ammoniaca e poi dei nitriti secondo il seguente processo:

si ha nitrosazione ad opera di Nitrosomonas sp. che può ossidare l'ammoniaca a nitrito: NH₄⁺ + 3/2O₂ → NO₂^-+2H⁺+H²O , ma non può completare l'ossidazione a nitrato;
segue la nitricazione ad opera di Nitrobacter sp. che ossida il nitrito a nitrato: NO₂^-+1/2O₂ → NO₃^-.

La velocità di nitrificazione è dipendente dall'ossigeno disciolto.
A questo punto, l'acqua in uscita dal reattore aerobico, dove è avvenuta l'ossidazione delle sostanze organiche e la nitrificazione, viene messa in ricircolo e viene pompata a monte nella vasca anossica di denitrificazione, (processo Ludzak - Ettinger) dove ad opera di varie specie batteriche di eterotrofi facoltativi (fra cui Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas denitrifcans, Paracoccus denitrificans, Thiobacillus denitrifcans), che utilizzano di ossigeno contenuto nella molecola di nitrito e di nitrato per la respirazione in condizioni anossiche, si ha la liberazione di N₂ sotto forma di gas.
Considerando nello specifico la denitrificazione attuata dai batteri (tra parentesi gli enzimi coinvolti):

nel citoplasma (nitrato riduttasi A): NO₃ → NO₂
nel periplasma (poiché si ha produzione intermedi gassosi che interferirebbero con le attività cellulari):
- (nitrito riduttasi A): NO₂ → NO
- (ossido di azoto riduttasi): NO → N₂O
- (ossido di diazoto riduttasi): N₂O → N₂

L'azoto residuo in uscita dall'impianto è relativo a NO₃ non inviato con ricircoli alla denitrificazione, alla frazione di N non nitrificata, alla frazione N disciolto o legato a solidi sospesi.
Esistono diversi altri processi di abbattimento dell'azoto quali:

* il processo Wuhrmann dove il reattore anossico è posto a monte di quello aerobico;
* il processo Bardempho che è una combinazione dei due precedenti essendo costiutito dalla seguente sserie di reattori: anossico - aerobico - anosrrico - aerobico.

Abbattimento dei fosfati

I sistemi di depurazione più avanzati prevedono anche l'abbattimento dei fosfati.
Il fosforo può essere presente in più forme: inorganica come ortofosfato (PO₄^3-), fissato in composti cristallini a base di Ca, Fe, Al, oppure organica sotto forma di acido umico, fulvico ofosfolipidi.
rispetto all'azoto il fosforo ha l'inconveniente di non poter essere ridotto in forma gassosa e liberato nell'atmosfera.
La concentrazione di fosfati è funzione anche dell'età del fango trattato infatti a seguito della lisi cellulare rapida si ha rilascio di fosfato.
In un impianto convenzionale a fanghi attivi si ha già una rimozione parziale del fosforo (20-30%), (per la riproduzione cellulare), ma con trattamenti specifici tale rimozione è quasi totale (90%).
L'eliminazione specifica del fosforo viene realizzata a seconda dei casi mediante un trattamento di tipo chimico-fisico o mediante un trattamento di tipo biologico (Biological Phosphorous Removal - BPR).
L'abbattimento mediante trattamento fisico - chimico avviene attraverso l'uso di sostanze precipitanti, che coagulano con i fosfati facendoli precipitare, e scuccessiva filtrazione su sabbia (o su teli o su dischi).
A tal fine vengono usati:

Sali di calcio (Ca(CO)₃), che raggiunto pH 10 coagulano gli ioni calcio in eccesso con i fosfati per formare un sale detto idrossilapatite, cui segue una neutralizzazione per riportare il pH a livelli normali (7.5-8).
Allume e solfato di alluminio (AlSO₄).
Solfato ferroso, solfato ferrico, o cloruro ferrico sono ampiamente usati facendo reagire gli ioni Fe³⁺ con aggiunta di calce che incrementa il pH facilitando la formazione del fosfato ferrico.

Il sistema chimico ha l'inconveniente di produrre una notevole quantità di fanghi.
Il sistema di defosforazione biologico, sfrutta l'intervento di batteri eterotrofi fosfo-accumulanti (Phosphorus Accumulating Organisms - PAOs)) come Acinetobacter species che tendono naturalmente ad accumulare fosforo, sotto forma di polifosfati, ma che se sottoposti a stati alternati di stress aerobico-anaerobico accumulano, molto più fosforo del necessario.
L'abbattimento biologico dei fosfati organici consiste in due fasi distinte: una aerobica e l'altra anaerobica.
Si parla di processo full stream o A/O (da Anaerobic-Oxic) se l'intera portata viene sottoposta al ciclo aerobico/anaerobico in questo caso si ha un sistema di trattamento a doppio stadio biologico:

il primo, in ambiente anaerobico, è condotto in un ABR (Anaerobic Baffled Reactor) costituito da tre comparti attraversati in serie dal liquame in trattamento dove avviene sia la separazione per gravità dei solidi sospesi sedimentabili di natura organica che la degradazione anaerobica di una parte della sostanza organica più facilmente degradabile;
il secondo, alimentato con l'effluente del primo stadio, è composto dall'unità di aerazione e dalla sedimentazione secondaria, utilizzate per sviluppare un processo a fanghi attivi mirato alla ossidazio ne combinata dell'azoto ammoniacale e del substrato organico.

Questo tipo di processo è finalizzato alla sola rimozione del fosforo.
Se a questo processo viene aggiunta una fase anossica, (A²/O da Anaerobic-Anoxic-Oxic) destinata alla denitrificazione, si può rimuove contemporaneamente anche l'azoto.
U processo di rimozione simultanea di azoto e fosforo è quello denominato Phoredox che è un processo di abbattimento di azoto tipo Bardenpho con un reattore anaerobico in testa.
Se viene trattata in anaerobiosi soltanto una frazione dei fanghi di ricicolo si parla di processo side stream.
Nella fase anaerobica i batteri sfruttano in mancanza d'ossigeno la polifosfatochinasi come riserva energetica per produrre poli-idrossibutirrato (BHP) ma per fare questo degradano i polifosfati presenti nelle loro cellule rilasciando quindi nell'acqua ortofosfati. In questa fase vi è il rilascio del fosforo nell'acqua e l'accumulo di PHB.
Durante al fase aerobica, i batteri, sviluppano un enzima (la polifosfatochinasi) che consente alle cellule si assumere gli ortofosfati presenti nell'acqua e rilasciati nella fase anaerobica in quantità molto superiore a quella necessaria come polifosfati, sotto forma di granuli di volutina, e allo stesso tempo per ricavare energia i batteri degradano il poli-idrossibutirrato (BHP) . In questa fase vi nell'acqua vi è una riduzione di fosforo nell'acqua e un consumo di PHB.
I batteri si accumuleranno poi nel sedimentatore secondario con i fanghi e verranno inviati con i ricircoli alla vasca di rilascio del fosfati.
Gran parte dei fosfati in verità viene rimossa attraverso il fango di supero, che li contiene in percentuali del 3÷6% sul totale di materia secca.
I principali vantaggi derivanti dalla rimozione biologica del fosforo sono ridotti costi chimici e minore produzione di fango rispetto alla precipitazione chimica.
L'abbattimento del fosforo può avvenire anche per mezzo di un trattamento terziario di fitodepurazione.

Disinfezione

La disinfezione serve ad abbattere i batteri (carica batterica) patogeni nell'effluente depurato.

Può avvenire tramite:

clorazione
ozonizzazione
attinizzazione
acido peracetico.

Clorazione

La clorazione è il procedimento più utilizzato per la depurazione microbiologica delle acque. Esso reagisce ossidando le sostanze organiche ed inorganiche e inattivando i microrganismi.

Il cloro è il disinfettante più usato nei trattamenti di disinfezione. Esso può essere impiegato sotto forma di ipoclorito di sodio, biossido di cloro, cloroammine, cloro liquido o gassoso (Cl₂).^[5]^[6]

Il cloro gassoso viene disciolto in acqua dove si dismuta in acido ipocloroso, un potente germicida, e acido cloridrico.

Il cloro può in presenza di ammoniaca dare origine a cloroammine primarie, secondarie o terziarie con efficacia germicida decrescente. La formazione di un tipo di ammine piuttosto che altre dipende dalla concentrazione di cloro: maggiore è questa, maggiore è la produzione di ammine terziarie con basso potere di disinfezione, in quanto queste si decompongono rapidamente.

Ozonizzazione

L'ozonizzazione è una tecnica di disinfezione delle acque che impiega ozono (O₃) un gas prodotto mediante scariche elettriche ad alto voltaggio in una apposita camera nella quale viene fatto passare un flusso d'aria o di ossigeno: l'energia fornita consente ad una parte delle molecole d'ossigeno di essere scisse in due molecole omologhe dette radicali che sono particolarmente elettronegative, secondo la reazione:

O₂ + energia → 2O•

Ciascun radicale andrà ad unirsi ad una molecola di ossigeno per dare ozono, una molecola trivalente molto aggressiva e instabile:

O• + O₂ → O₃

L'ozono ha elevata efficacia nei confronti di batteri e virus.

Attinizzazione

L'attinizzazione sfrutta l'azione battericida dei raggi UV-C I raggi UV sono emessi per mezzo di lampade a vapori di mercurio. Sono state create apparecchiature che trattano fino a 100 mc/ora di acqua con lampade U.V. con una potenza di 30.000 µW/sec/cm2. Si rarriunge un livello di qualità eccellente ma i costi sono elevati. L'uso di raggi UV consente la degradazione da parte degli stessi del DNA batterico. L'efficacia massima la si ha mediante l'uso di lunghezza d'onda (λ) intorno ai 250 nanometri corrispondente agli UV C e con una densità di flusso radiativo di almeno 6000 µW/cm2 (microWatt per centimetro quadrato). Poiché le lampade usate normalmente perdono efficacia nel corso del tempo si usano lampade con densità di flusso radiativo molto superiore. I raggi UV hanno un potere biocida elevatissimo nei confronti di batteri, spore, virus, funghi, nematodi.

Acido peracetico

L'acido peracetico è un potente biocida che basa la sua azione sull'alterazione di strutture cellulari come enzimi e membrane. Viene prodotto per reazione fra perossido d'idrogeno e anidride acetica. È particolarmente instabile pertanto viene commercializzato in soluzioni al 5% o 15% pronto per essere solubilizzato nelle giuste quantità nelle acque da depurare.

Meccanismi di disinfezione

Nella disinfezione risultano di fondamentale importanza due concetti:

la concentrazione del disinfettante
il tempo di permanenza del disinfettante a contatto con il refluo

Trattamento dei fanghi di depurazione

Si passa poi al trattamento dei fanghi (o linea fanghi).
L'obiettivo primario del trattamento dei fanghi è quello di stabilizzare le sostanze organiche in modo da rendere minimo il costo del relativo smaltimento finale senza creare problemi all'ambiente.
I processi di trattamento dei fanghi sono di tipo chimico, biologico e fisico/termico e possono essere suddivisi in due grandi categorie:

i processi di separazione che hanno lo scopo di allontanare parte della frazione liquida dalla frazione solida dei fanghi;
i processi di conversione che hanno lo scopo di modificare le caratteristiche di fanghi per facilitarne i trattamenti successivi.

I trattamenti utilizzati comunemente possono appartenere o ad una sola delle due categorie (es. condizionamento) o ad entrambe contemporaneamente (es. incenerimento).
I principali trattamenti dei fanghi sono:

Ispessimento
Condizionamento
Stabilizzazione biologica
- digestione aerobica
- digestione anaerobica
Disidratazione
- Disidratazione per essiccamento naturale su letti drenanti
- Disidratazione per filtrazione meccanica (filtropressatura, nastropressatura)
- Disidratazione per centrifugazione.

Tipologia dei fanghi

I fanghi generati dalla linea acque di un impianto di depurazione tradizionale possono essere:

fanghi primari: fango derivante dal processo di sedimentazione primaria; sono costituiti da sostanza organica fresca che si separa dal liquame grezzo senza aver subito alcun trattamento (fanghi granulosi). Contengono una quantità di solidi pari al 4% (96% di umidità), questi si degradano più rapidamente anaerobicamente rispetto alle altre tipologie di fanghi e producono più biogas;
fanghi secondari o biologici: fango derivante dai processi di ossidazione biologica: filtri percolatori o fanghi di supero di impianti a fanghi attivati. Sono fanghi fioccosi e hanno una percentuale di solidi più bassa di quella dei fanghi primari, con valore tipico pari a 1% (99% di umidità), ma sono più ricchi di azoto e fosforo;
fanghi chimici: fango derivante da processi di chiariflocculazione.

Di norma alla linea fanghi arrivano fanghi combinati primari+secondari i quali presentano una elevata umidità, pari al 96-99 %.
Questa umidità deve essere rimossa dal fango per consentire il suo smaltimento finale senza danni ambientali e con minor costo possibile.

Addensamento fanghi

L'addensamento ha lo scopo di concentrare i fanghi e di ridurne i volumi a favore dei trattamenti della linea fanghi previsti a valle.
L'ispessimento ha la funzione di eliminare in grande quantità l'acqua contenuta nei fanghi provenienti dalla sedimentazione primaria.
La flottazione è un procedimento analogo all'ispessimento riguardante però i fanghi di esubero provenienti dalla sedimentazione secondaria.

Digestione o stabilizzazione biologica

Un digestore.

È un complesso di processi metabolici attraverso i quali il contenuto organico putrescibile dei fanghi, provenienti dalle vasche di sedimentazione primaria e secondaria, viene trasformato in sostanze stabili più semplici.
La digestione può essere di due tipi:

anaerobica;
aerobica.

I manufatti dove avviene la digestione sono chiamati digestori.
Il fango proveniente dai processi di digestione ha caratteristiche tali che è possibile il suo smaltimento per lagunaggio o per spandimento sul terreno.
Questi metodi di smaltimento richiedono però di poter disporre di grandi estensioni di terreno e necessitano di controlli accurati, per evitare fenomeni di inquinamento ambientale.
Questo tipo di smaltimento è meglio adatto per piccoli impianti e quando non è necessario trasportare il fango stesso in località lontane dal luogo di produzione.
Per grossi impianti di trattamento è consigliabile invece sottoporre i fanghi a processi di disidratazione (preceduto da un condizionamento se la disidratazione è di tipo meccanico) o di essiccamento, seguiti se necessario da un processo di incenerimento

Condizionamento

Si utilizza prima di un trattamento di disidratazione meccanica e serve a migliorare le caratteristiche di filtrabilità dei fanghi.
Il condizionamento può essere:

chimico
fisico: in più efficace è il metodo termico
organico.

Disidratazione o essiccamento

Serve a ridurre il contenuto di acqua dei fanghi digeriti.

La disidratazione può essere naturale o meccanica:

nel primo caso si parla di letti di essiccamento;

nel secondo caso di filtrazione (filtropressatura, nastropressatura, filtrazione sottovuoto) e centrifugazione.

Un ulteriore trattamento di disidratazione dei fanghi digeriti può essere il trattamento termico:

essiccamento

incenerimento: pur essendo un procedimento di disidratazione è utilizzato per lo smaltimento dei fanghi.

Schema di linea fanghi

Una schema di linea fanghi di un depuratore può essere costituita dalle seguenti sequenze di operazioni:
I fanghi primari provenienti dalla sedimentazione primaria e quelli secondari prelevati dai sedimentatori secondari vengono vengono omogeneizzati al fine di rendere uniforme la loro composizione prima di inviarli ai trattamenti successivi.
Questo mescolamento può essere effettuato in diversi modi come ad esempio mediante idonei recipienti nei quali fanghi vengono mescolati mediante mezzi meccanici o per insufflazione di aria.
Per ridurre il tenore di acqua i fanghi omogeneizzati vengono sottoposti ad un pre-ispessimento prima di subire una stabilizzazione anaerobica o aerobica mediante digestione al fine di abbattere la carica microbica dei fanghi.
I fanghi digeriti subiscono un post ispessimento per ridurre ulteriormente l'umidità e successivamente un condizionamento per aumentare la disidratabilità nel caso di disidratazione meccanica.
Il liquido originato dal ciclo di trattamenti di riduzione del contenuto di acqua vine reimmesso nella linea acque per essere ulteriormente trattato.
Dopo il ciclo di trattamento i fanghi disidratati e digeriti sono pronti per lo smaltimento.

Smaltimento

I fanghi trattati, possono essere smaltiti nel seguente modo:

per incenerimento;

in discariche controllate di rifiuti speciali;

oppure riutilizzati:

sul suolo adibito ad uso agricolo;

sul suolo non adibito ad uso agricolo;

in impianti di compostaggio;

In Italia i fanghi vengono smaltiti principalmente in discarica (55%) e in parte riutilizzati in agricoltura (33%).

Riutilizzo in agricoltura

L'allegato C del D.lgs n.152/2006 consente lo spandimento dei fanghi sul suolo a beneficio dell'agricoltura e dell'ambiente.
Sempre a scopi agricoli, il fango proveniente dai depuratori può essere, prima del suo utilizzo, trattato insieme ai rifiuti solidi urbani nei normali impianti di compostaggio.
Per essere utilizzato in agricoltura il fango deve essere preventivamente sottoposto a trattamenti opportuni finalizzati alla riduzione della putrescibilità e dei microrganismi patogeni.
Inoltre i fanghi devono contenere idonee percentuali di azoto, fosforo, sostanze organiche e altri micronutrienti.
Infine le percentuali di metalli pesanti (specialmente cadmio e piombo) deve essere nei limiti previsti dal D.gls n.99/92

I trattamenti biologici di depurazione

noreply@blogger.com (Anonymous) — Thu, 14 Jul 2011 23:43:00 -0700

I trattamenti biologici di depurazione sfruttano l’azione depurativa dei microrganismi.

Questi trattamenti comprendono:

ossidazione aerobica (rimozione sostanza organica)
ossidazione anossica (rimozione dei nitrati)
ossidazione anaerobica
impianto di denitrificazione (rimozione dell’ammoniaca NH₃⁺ e del BOD)
impianto di predenitrificazione (rimozione dello ione ammonio e del BOD)

Nei trattamenti biologici vale la seguente equazione:

biomassa + sostanza organica = biomassa accresciuta

I processi biologici sono fondamentalmente di tre tipi

aerobici (BOD + aria -> biomassa + CO₂)
anaerobici (biomassa -> CH₄ (65%) + CO₂ (35%))
anossici (biomassa + NO₃^- -> N₂ + CO₂).

I microrganismi hanno dei range di funzionalità intorno ad un pH neutro, una temperatura compresa tra la temperatura ambiente e 55-60 °C e sono composti circa dal 50% di carbonio, 30% di ossigeno, 12% di azoto, 2% di fosforo e 5% di idrogeno.

La biomassa viene caratterizzata con le sigle BOD e COD che riassumono in un numero l’insieme di massa organica in un certo tipo di acqua.

Il più espressivo è il BOD ovvero la domanda biochimica di ossigeno cioè la massa di ossigeno richiesto per la stabilizzazione dei materiali organici presenti dopo 5 giorni di incubazione a 20°C. Si determina l'O₂disciolto nei campioni d'acqua in esame prima e dopo un periodo di incubazione al buio, a 20°C , per 5 giorni in presenza di una data flora batterica. Quindi il valore del BOD₅ espresso in mg/l di ossigeno è determinato come differenza tra i contenuti di O₂ nei due campioni, prima e dopo il periodo di incubazione.

Il COD misura invece la quantità di ossigeno utilizzata per l'ossidazione di sostanze organiche e inorganiche contenute in un campione d'acqua a seguito di trattamento con composti a forte potere ossidante. La richiesta chimica di ossigeno consumato per l'ossidazione delle sostanze organiche ed inorganiche in un campione d'acqua si misura in mg/l di O₂ . Il COD ci da un'indicazione del contenuto totale delle sostanze organiche ed inorganiche ossidabili e quindi della contaminazione antropica.

Questo parametro, come il BOD₅, viene principalmente usato per la stima del contenuto organico e quindi del potenziale livello di inquinamento delle acque naturali e di scarico.

Generalmente la scomparsa della sostanza organica segue la legge seguente:

indicando con [delta]x la formazione della biomassa, e con mx il fattore di respirazione endogena o fattore di auto-distruzione della biomassa.

L’equazione mostra chiaramente che una variazione del tasso di BOD porta una crescita lineare della biomassa, chiamata crescita apparente se non viene considerato il termine di respirazione endogena.

In particolare, la biomassa si genera dalla reazione endotermica tra azoto, fosforo, sostanza organica. Successivamente la biomassa assorbe ossigeno liberando anidride carbonica e acqua generando una reazione esotermica. Il rapporto tra queste due quantità di energia è di difficile stima pertanto risulta molto difficile scrivere un bilancio energetico del sistema. I termini delta(x) e delta(BOD) sono misurabili e non calcolabili, pertanto si ricavano empiricamente.

Successivamente basta interpolare la retta si ricavano i parametri Y e m. L’equazione precedente può anche essere scritta come:

Ritornando all’equazione

si può scrivere che

ovvero entrambi i termini sono espressi in termini di variazione di concentrazione nel tempo. Quindi si ottiene:

avendo indicato con V il volume della vasca di reazione, (L₀ – L) la variazione tra la concentrazione iniziale e finale dell’inquinante organico, Q la portata volumetrica e M la massa di microrganismi presenti nella vasca.

Il coefficiente m è espresso come [t^-1] e Y è dimensionale. Tali coefficienti vengono determinati per via empirica nel seguente modo:

che successivamente, dividendo tutto prima per x e poi per Y, diventa:

Da questa formula è possibile ricavare m e Y tramite la retta che interpola i punti sperimentali di coordinate

La pendenza della retta sarà pari a 1/Y mentre l’intercetta sarà pari a m/Y.

La stima dell’ossigeno consumato si calcola mediante il semplice bilancio:

dato dalla somma del consumo di ossigeno per la crescita della biomassa, un consumo di ossigeno per il mantenimento e un consumo di ossigeno legato al processo di nitrificazione.

Per la biomassa nitrificante, inoltre, si può scrivere il bilancio di massa trascurando l’ossigeno richiesto per il mantenimento:

Se consideriamo un reattore continuo è possibile definire un parametro utile al dimensionamento dello stesso, ovvero l’età del fango cioè il tempo di permanenza dei microrganismi dentro il reattore continuo:

il quale esprime il rapporto tra la massa di microrganismi dentro il reattore e la portata in massa dei microrganismi estratti (e quindi prodotti dentro la vasca). In un sistema continuo e senza ricircolo e in caso di reattore perfettamente miscelato non si hanno variazioni di concentrazione dentro la vasca, quindi le concentrazioni in qualsiasi punto del reattore sono le stesse. Si ha quindi in questo caso:

dove Q è la portata in ingresso al reattore e V il suo volume. Quindi si può scrivere:

Il termine di rimozione dell’inquinante YQ(L₀-L) può essere scritto come una cinetica del tipo:

quindi si ottiene l’equazione:

da cui si può ricavare il valore di L ovvero la concentrazione dell’inquinante organico all’uscita della vasca:

I coefficienti k_L e k sono ricavati nientemeno che dall’equazione:

già ricavata in precedenza:

ovvero:

la cui equazione rappresenta una retta in cui l’intercetta è1/k e la pendenza k_L/k. I dati sperimentali sono i seguenti:

La formula

è utile perché permette di calcolare l’età del fango in funzione della quantità di BOD da rimuovere, senza mettere in ballo il volume del reattore.

Processi anossici

In questi reattori sono presenti microrganismi che ossidano il BOD attraverso i nitrati anziché l’ossigeno, infatti questi processi avvengono in assenza di ossigeno. La sostanza organica più il nitrato formano un flusso di uscita di anidride carbonica e N₂.

La legge cinetica del consumo di inquinante è la seguente:

dove il termine rappresenta la fabbricazione di biomassa e il termine il fattore energetico che dipende da quanti microrganismi dobbiamo mantenere in vita.

Trascurando il fattore energetico, la cinetica di scomparsa dell’inquinante segue la legge:

dove S è la concentrazione di inquinante.

Per conoscere la quantità di microrganismi in un campione di liquido lo si porta in laboratorio, lo si pesa, lo si mette in forno a 600 °C e poi lo si pesa nuovamente: la differenza di peso (data dalla sostanza volatile che è stata bruciata) dà una stima approssimata del contenuto di microrganismi.

I reattori possono essere:

a biomassa sospesa (i microrganismi navigano nell’acqua)
a biomassa adesa (i microrganismi sono fissati su un supporto fermo)

Possono essere utilizzati diversi tipi di reattori:

Altri articoli della categoria "ingegneria sanitaria ambientale":

Fonte

Fosse biologiche

noreply@blogger.com (Anonymous) — Mon, 13 Jun 2011 23:57:00 -0700

Sono dei bacini chiarificatori realizzati in calcestruzzo vibrato armato. Sono disponibili diversi modelli, a seconda delle esigenze e preferenze di costruzione. La nostra serie di fosse biologiche comprende i seguenti modelli:

·fosse monolitiche
·fosse ad elementi c-bicchiere
·fosse ad elementi ad incastro.

Edilappia.net vende ed installa fosse biologiche di primissima qualità e nel pieno rispetto della normativa inerente alle acque di scarico di seguito riportata:

- -

Normativa - Nuova legge sulle acque:

Riassunto dei punti principali del D.L. 152/99, inerenti alle acque di scarico

PREMESSA:

Il DECRETO LEGGE N. 152 del 11/5/99 - "Disposizioni sulla tutela delle acque dall'inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane ...11", pubblicato, nella Gazzetta Ufficiale n.101/L, del 29/5/99, e ripubblicato nella Gazzetta Ufficiale1 n. 146/L del 30/7/99 con aggiunta di relative note, disciplina totalmente la materia in tutti i suoi aspetti (principi generali e competenze, obiettivi di qualità, tutela dei corpi idrici e disciplina degli scarichi, strumento di tutela, sanzioni). Tale Decreto Legge abroga e/o modifica le precedenti Leggi e/o Regolamenti in materia, per cui è necessario conoscere l'esatto impiego di manufatti ed impianti per il trattamento delle acque di scarico civili (Fosse Imhoff, Depuratori ad ossidazione totale, altri sistemi pseudodepurativi).
Il18 agosto 2000 è stato emanato il decreto legislativo n. 258 recante “Disposizioni correttive e integrative del D.lv. 11 maggio 1999, n. 152, in materia di tutela delle acque dall’inquinamento a norma dell’articolo 1 comma 4, della legge 24 aprile 1998 n.128 ” pubblicato sulla G.U. Supp. Ord. n. 153\L del 18\9\2000.

Il testo comparato del nuovo decreto legislativo è possibile scaricarlo cliccando qui.

Analisi delle richieste legislative:

Relativamente al trattamento delle acque di scarico civili (abitazioni, alberghi, ristoranti, scuole, collegi, campings, ecc...) il Decreto Legge 152/99 indica quanto segue:

Articolo 29 - Scarichi sul suolo

È vietato lo scarico sul suolo e negli strati superficiali, fatta eccezione per:

1) Nuclei abitativi isolati, dove non sia in essere o prevista una rete fognaria; pertanto le Regioni dovranno identificare un sistema depurativo individuale in armonia con il livello dì protezione ambientale.
2) Per gli scaricatori di piena a servizio delle reti fognarie.
3) Per gli scarichi di acque reflue urbane per i quali sia accertata l'impossibilità tecnica a recapitare in corpi idrici superficiali, purché vengano rispettati i valori limite di emissione fissati.

Articolo 30 - Scarichi nel sottosuolo e nelle acque sotterranee

È vietato lo scarico diretto nelle acque sotterranee e nel sottosuolo. Le sole eccezioni, previa indagine preventiva ed autorizzazione dell'autorità competente riguardano lo scarico di acque utilizzate per scopi geotermici, delle acque di infiltrazione di, miniere o cave, o altri casi diversi dalle acque di scarico civili.

Articolo 31 - Scarichi ín acque superficiali

Gli scarichi di acque reflue urbane potranno immettersi in acque superficiali solo con valori limite entro la Tabella 3 dell'Allegato 5 al D.L. 152/99. Il piano di risanamento delle situazioni fatiscenti indica il realizzo epurativo in tempi previsti in base al numero di abitanti degli agglomerati.

Articolo 33 - Scarichi in reti fognarie

Gli scarichi di acque reflue domestiche, che recapitano in reti fognarie sono sempre ammessi purché osservino i regolamenti emanati dal gestore dell'Impianto centralizzato di depurazione delle acque reflue urbane. Per l'accesso nelle reti fognarie è necessario il rispetto dei valori limite indicati nella Tabella 3 dell' allegato n. 5 del D.L. 152/99.

Allegato n. 5 - D.L. 152/99 - Limite di emissione degli scarichi idrici

Gli scarichi provenienti da Impianti e manufatti di trattamento delle acque reflue urbane, potranno essere smaltiti con i seguenti criteri:

1) Scarichi in corpi d'acqua superficiali

-Per agglomerati fino a 2000 abitanti con un impianto di trattamento in grado di rendere acque depurate entro i limiti della Tabella 3 (scarico in acque superficiali)

- Per agglomerati da 2000 a 10000 abitanti e oltre i 10000 abitanti con un impianto di trattamento in grado di rendere acque depurate entro i limiti della Tabella 1 (limiti di emissione per gli Impianti di acque reflue urbane).

2) Scarichi sul suolo
Tutti gli scarichi ammessi sul suolo, previsti dall'articolo 29, dovranno subire un trattamento in grado di rendere acque depurate entro i limiti della Tabella 4 (limiti di emissione per le acque reflue urbane ed industriali che recapitano sul suolo).

3) Indicazioni generali
I trattamenti appropriati per il raggiungimento degli obiettivi depurativi dovranno:
- essere di semplice manutenzione e gestione
- essere in grado di sopportare adeguatamente forti variazioni orarie del carico idraulico ed organico
- minimizzare i costi gestionali

Per insediamenti con popolazione compresa tra 50 e 2000 abitanti, i trattamenti da impiegare per il raggiungimento degli obiettivi epurativi sono gli impianti a depurazione naturale, quindi il lagunaggio o la fitodepurazione, o impianti tecnologici quindi i filtri percolatori o impianti ad ossidazione totale.

Per insediamenti civili provenienti da agglomerati con meno di 50 abitanti, si potranno applicare sistemi di smaltimento come quelli indicati nella delibera del Comitato dei ministri per la tutela delle acque dall'inquinamento del 4/2/1977.

CONSIDERAZIONI E SOLUZIONI TECNICO-ECONOMICHE RISPONDENTI ALLE RICHIESTE DEL DECRETO LEGGE 152/99, RELATIVAMENTE ALLE ACQUE DI SCARICO CIVILI.

Riepilogativamente, relativamente alle acque di scarico civili (case, villette a schiera, condomini, collegi, convitti, scuole, asili, ristoranti, alberghi, fabbriche, campings, villaggi turistici,ecc.... ) il DECRETO LEGGE N. 152 del 11/5/1999 fa obbligo di quanto segue:

-Scarichi sul suolo (Articolo 29)
sono ammesse solo acque depurate con valori dei reflui entro i limiti della Tabella 4, che prescrive in particolare:
BOD5 = max 20 mg/litro
Solidi sospesi = max 25 mg/litro

Questi limiti possono essere rispettati solo ed esclusivamente installando un trattamento di "Depurazione ad ossidazione totale (spinto a massima resa e finizzazione)".

-Scarichi nel sottosuolo e nelle acque sotterranee (Articolo 30)
non sono ammessi scarichi di acque civili, nemmeno se depurate.

-Scarichi in acque superficiali (Articolo 31)
sono ammesse solo acque depurate con valore dei reflui entro i limiti della Tabella 3, che prescrive in particolare:
BOD5 = max 40 mg/litro
Solidi sospesi = max 80 mg/litro

Questi limiti possono essere rispettati solo ed esclusivamente installando un trattamento di "Depurazione ad ossidazione totale".

-Scarichi in reti fognarie (Articolo 33)

sono ammesse solo acque parzialmente depurate, con valore dei reflui entro i limiti della Tabella 3, che prescrive in particolare:

BOD5 = max 250 mg/litro
Solidi sospesi = max 200 mg/litro

Questi limiti possono essere rispettati solo con un trattamento di "Depurazione parziale" ottenibile con Depuratori ad ossidazione totale - resa minima. Altri sistemi di trattamento non garantirebbero tali valori limite; basti pensare che il liquame grezzo civile ha, mediamente un valore BOD5 sull'ordine dei 400-420 mg/litro, e che ad esempio una Fossa Imhoff di buona qualità può garantire solo il 30-35 % dell'abbattimento del carico organico iniziale, risulterebbe quindi un'acqua reflua trattata da inviare alla rete fognaria con un minimo carico organico BOD5 di 280 mg/litro. Non sarebbe quindi sufficiente il solo impiego di una Fossa Imhoff, ma a monte di questa dovrebbe essere installato un filtro batterico anaerobico, idoneo a ridurre sensibilmente il carico organico; in questo caso però è da valutare nell'assieme se la tecnica e l'economia dell'opera sia più soddisfacente dell'impiego di un "Depuratore ad ossidazione totale - resa minima".

-Allegato 5 - indicazioni generali
fino a 50 abitanti è permesso l'impiego di Fosse Imhoff con smaltimento del refluo mediante subirrigazione, o pozzi perdenti. Tale sistema però contraria in parte l'articolo 30 e soprattutto determina pericolo di inquinamento alle falde sotterranee; infatti raramente vengono eseguite indagini geologiche preventive determinanti l'esatta distanza dai sistemi subirriganti da pozzi o falde acquifere sotterranee.

Ai fini economici, manutentivi e gestionali, il sistema "Depurazione ad ossidazione totale" è senz'altro il più valido rispetto agli altri sistemi depurativi o pseudodepurativi. I principali vantaggi del Depuratore ad ossidazione totale possono essere riepilogamente così elencati :
- Economia dell'opera : la spesa di acquisto e la sua posa in opera sono notevolmente inferiori ad altri sistemi depurativi (filtri percolatori, fito-depurazione, ecc…); il costo dell'opera finita è inoltre uguale o inferiore al costo dell'opera finita di un sistema subirrigazione (acquisto di Fossa Imhoff, costruzione di trincee, acquisto e posa di tubazioni forate, tessuto filtro, ghiaietta e ghiaione).
- Sicuro funzionamento : il Depuratore ad ossidazione totale ha un funzionamento costante, in grado di sopportare forti variazioni orarie del carico idraulico e organico ; al contrario altri sistemi depurativi necessitano di costanti portate orarie, per non subire intasamenti e malfunzionamento.
-Semplicità di manutenzione e gestione: la manutenzione e gestione del Depuratore ad ossidazione totale, possono per la loro semplicità, essere eseguite direttamente dall'utilizzatore dello scarico. Pochi e semplici controlli ed interventi periodici assicurano una resa costante del Depuratore; al contrario, altri sistemi depurativi richiedono interventi e controlli di tecnici specializzati ed eventuale uso di prodotti addittivanti.
-Esigui costi di gestione : i costi di gestione del Depuratore ad ossidazione totale sono minimi. Ad esempio l'espurgo dei fanghi attivati in eccesso deve essere eseguito ogni 15-24 mesi al contrario l'asporto dei fanghi da Fossa Imhoff deve necessariamente essere eseguito, come prescritto (Delibera comitato ministri per la tutela delle acque dall'inquinamento del 4/2/77), ogni 6 mesi. Inoltre i fanghi asportati da Depuratore ad ossidazione totale sono innoqui, e possono essere utilizzati come concime nei campi agricoli.

Fonte

INTRODUZIONE ALLA TEORIA DELLA DEPURAZIONE BIOLOGICA AVANZATA

noreply@blogger.com (Anonymous) — Fri, 10 Jun 2011 01:29:00 -0700

Premesse
Il processo di depurazione a fanghi attivi, è stato messo in esercizio, per la prima volta, nel 1914, in Inghilterra, grazie ai brillanti studi condotti da E. Arden e W. T. Lockett (il primo impianto iniziò regolarmente il suo esercizio, nel 1927 a Milwaukee negli USA). Questi, sottoponendo le acque reflue urbane ad aerazione, separarono dall’effluente una specie di fanghiglia che si era formata durante il trattamento ossidativo, per la crescita di microrganismi aerobi; la posero in una vasca, contenente altra acqua reflua, e proseguirono l’aerazione. Notarono che, ripetendo più volte l’operazione, l’attività biologica del fango veniva sempre più stimolata: permetteva, cioè, di ottenere una notevole efficacia depurativa (⇒ biodegradazione della sostanza organica), in uno spazio ridotto ed in un tempo sempre più breve. Il segreto del successo di trattamento a fanghi attivi, risiede nel fatto che la flora microbica, utilizzata per risanare le acque reflue contenenti inquinanti carboniosi organici biodegradabili e nutrienti (COD, N e P), anziché rimanere dispersa nell’effluente trattato, tende ad agglomerarsi, per adsorbimento e bioflocculazione, formando ammassi fangosi di natura fioccosa (popolati da microrganismi vivi ed attivi) detti, appunto, fiocchi di fango attivo, che, in condizioni di quiete,
possono essere estratti per semplice decantazione (f. di supero) e, inoltre, essere riutilizzati (f. di ricircolo) e mescolati con le nuove acque reflue in arrivo (M. Floccia, 1982).

Definizioni e finalità
Il processo di depurazione biologico a fanghi attivi, è un sistema aerobico controllato a biomassa sospesa, la cui finalità è quella di raggiungere due obiettivi strettamente connessi:
Separare il materiale disciolto e sospeso nelle acque reflue dalla fase acquosa “normalizzata” in scarico;
Formare fiocchi pesanti che possono sedimentare rapidamente.
I principi fondamentali che ne permettono il raggiungimento, possono essere riassunti nei quattro punti indicati nella successiva Tabella 1 (L. Cingolani et Al., 1996).

A somiglianza di ogni altro sistema biologico, nell’ecosistema artificiale “impianto di depurazione”, si può individuare una struttura (componenti e fattori) ed un funzionamento (nello spazio e nel tempo), (P. Madoni, 1988).

Caratteristiche
Un processo di depurazione biologico a fanghi attivi, con rimozione del carbonio e dei nutrienti (in primo luogo: N e P) si realizza in un sistema costituito da:

■ Una vasca di denitrificazione;
■ Una vasca di nitrificazione e biossidazione del carbonio;
■ Un circuito di ricircolo (fanghi e miscela aerata) e di allontanamento della biomassa di supero;
■ Adeguati sistemi di miscelazione ed aerazione.

Uno schema semplificato di un impianto di depurazione a fanghi attivi è mostrato in Figura 1 (L. Fanizzi, 2005). Le fasi iniziali del processo (grigliatura, dissabbiatura, disoleazione ed equalizzazione), importanti nella gestione concreta ma non influenti sul vero e proprio processo biologico, vengono tralasciate per mettere
meglio a fuoco i rapporti che intercorrono tra i bioreattori, il sedimentatore secondario (o c.d. finale) e la ricircolazione sia del fango che della miscela aerata, nell’andamento del processo.

La biomassa attiva è prodotta in continuo all’interno dei bioreattori utilizzando l’energia accumulata a seguito della degradazione (anossica ed aerobica) del substrato organico introdotto con l’influente e di parte della stessa biomassa (catabolismo) ed assimilando parte della sostanza organica e dei nutrienti, presenti nel
sistema per sintetizzare nuovo materiale cellulare (anabolismo). La biomassa accumulata nei bioreattori combinati (c.d. nitro-denitro) che, insieme alle acque reflue da trattare, costituisce la cosiddetta “miscela aerata”, viene mantenuta in sospensione a scapito di energia meccanica e reintegrata mediante gli specifici
dispositivi di ricircolo (fanghi e mixed liquor). La caratteristica importante e principale del processo a fanghi attivi è, quindi, quella di offrire al gestore la possibilità di variare le condizioni processuali, nei bireattori attraverso la reimmissione, in essi, del fango prodotto. In questo caso, infatti, si può separare il tempo di ritenzione idraulica della fase acquosa, da quello del fango (detto tempo di residenza cellulare od età del fango; E. de Fraja Frangipane et Al., 1994) modificando, così, il rapporto tra la concentrazione della biomassa attiva e la concentrazione del substrato influente all’impianto (c.d. rapporto “F/M”; L. Cingolani et Al., 1996).

Dimensionamento
Sebbene negli ultimi anni siano stati sviluppati diversi modelli matematici interpretativi dei processi biologici a fanghi attivi, nei capitoli successivi si propone un criterio di dimensionamento semplificato ma estremamente rigoroso, che utilizza parametri globali e di semplice determinazione, limitando il ricorso ad aspetti biochimici, per quanto riguarda le sole determinazioni del quantitativo di fanghi di supero prodotti e del consumo di ossigeno necessario per l’attività batterica aerobica (nitrificazione e biossidazione).

Fonte

Depuratore di Ravi: via agli esposti

noreply@blogger.com (Anonymous) — Fri, 3 Jun 2011 00:17:00 -0700

Depuratore di Ravi: via agli esposti

Presentate le denunce alla Procura della Repubblica e alla Corte dei Conti sull’impianto realizzato nel 1999 e mai entrato in funzione
Gavorrano – Come annunciato nell’ultima settimana di campagna elettorale il Gruppo di impegno politico “Gente Perbene” che alla amministrative aveva sostenuto la corsa a sindaco di Jurij Di Massa, ha presentato lunedì scorso gli esposti alla Procura della Repubblica di Grosseto e alla Corte dei Conti sulla situazione del depuratore di Ravi.
«Come è noto – scrivono in un comunicato i rappresentanti di “Gente Perbene” – il depuratore di Ravi è costato alle tasche dei gavorranesi ben oltre 540 milioni delle vecchie lire, spese grazie ad un mutuo contratto e del quale stiamo ancora pagando rate annuali».
La storia del depuratore di Ravi inizia nel 1997: «con delibera di Giunta n° 420 del 25/7/1997, sindaco Mauro Giusti, venne infatti approvato il progetto esecutivo per la costruzione del depuratore a Ravi, redatto su incarico della Italstudi per un costo complessivo di oltre mezzo miliardo di vecchie lire». Nel 1998 poi venne stipulata la convenzione con la Italstudi per realizzare l’opera grazie ad un investimento finanziato dal comune di 540 milioni di vecchie lire. «I lavori terminarono nel 1999 – spiegano i rappresentanti di “Gente Perbene” – ma quel depuratore non è mai entrato in funzione. Oggi è quasi sepolto da terra e rovi. E con lui sono finiti sottoterra anche i soldi dei contribuenti gavorranesi, ossia della comunità dei cittadini di Gavorrano».

Il depuratore di Ravi: sopra nella foto quello che rimane dell’impianto di depurazione costruito a valle dell’abitato di Ravi in un’area che recentemente è stata interessata da un intervento di bonifica

«Nei 12 anni che vanno dal 1999 al 2011 – proseguono da “Gente Perbene” – è stato tutto progressivamente abbandonato e le Amministrazioni Comunali che si sono succedute, 5 anni con Balloni assessore e 5 anni con Balloni Vicesindaco, dovranno rispondere di tale atteggiamento irresponsabile che ha permesso l’abbandono dell’impianto e quindi lo spreco di denaro pubblico. Denaro della collettività che i responsabili dovrebbero rendere, a nostro avviso, alla collettività stessa».

«Di grande rilievo ambientale – concludono – c’è il conseguente inquinamento del suolo, provocato dalla mancata messa in servizio del depuratore stesso. Ed anche di questo aspetto è necessario che qualcuno ne risponda».

Fonte

Bio-Bug l’auto che va a biogas prodotto dai depuratori delle acque di fogna

noreply@blogger.com (Anonymous) — Fri, 1 Apr 2011 00:04:00 -0700

n giro per la Gran Bretagna c’è un’automobile che va a biogas prodotto dal processo di trattamento dei depuratori delle acque di fogna. Insomma, escrementi trasformati in combustibile. Mohammed Saddiq, direttore generale dell’azienda GENeco, sostiene che i conducenti non si accorgono di nulla. Il biogas non puzza e – quel che è più importante – non costa, e poi inquina molto meno della benzina e del gasolio. D’altronde l’impianto della GENeco a Bristol già da anni utilizza il biogas per produrre energia elettrica.

L’automobile prescelta per la sperimentazione – chiamata Bio-Bug – è una Volkswagen Beetle il cui motore è stato facilmente modificato per funzionare sia con la benzina senza piombo che con il biogas. L’auto si avvia a benzina e poi, quando il motore è caldo, passa automaticamente al biogas.

La Bio-Bug va a metano prodotto da escrementi umani

L’azienda britannica dice che con gli escrementi gettati nelle toilette di una settantina di abitazioni si può alimentare l’auto per sedicimila chilometri. Nel solo impianto di depurazione delle acque reflue Wessex Water’s di Bristol, si producono ogni anno circa 18 milioni di metri cubi di biogas.

L’auto viene avviata utilizzando benzina senza piombo , ma passa automaticamente al metano quando il motore è “a temperatura”. Se il serbatoio di metano si esaurisce, Bio- Bug torna alla benzina.

Fonte

Acqua, dall’Inghilterra arriva il depuratore ecologico

noreply@blogger.com (Anonymous) — Tue, 29 Mar 2011 23:58:00 -0700

Ultimamente l’Inghilterra sembra essere diventata la patria delle idee ecologiche. Dopo la bicicletta che si avvinghia al palo e il riutilizzo delle acque reflue per creare elettricità, arriva un’altra novità da Oltremanica: il depuratore ecologico di acqua.

I depuratori dell’acqua domestici li conosciamo tutti, sono nelle nostre case già da alcuni anni e, sebbene la finalità sia molto buona, il mezzo con cui la raggiungono non è molto pulito: consumano elettricità. La situazione si complica ulteriormente se dobbiamo portarcelo dietro, ad esempio se ci rechiamo in qualche posto dove l’acqua non è proprio “sicura”. La maggior parte dei depuratori per l’acqua portatili utilizzano filtri a carbonio, membrane speciali con aperture microscopiche, o sostanze chimichecome il cloro o lo iodio. Nessuno di questi metodi però sembra altrettanto sicuro ed ecologico se messi a confronto con la luce ultravioletta.

Ma come si ottiene un sistema di luce ultravioletta per la depurazione in una piccola bottiglia d’acqua che può essere utilizzata ovunque? Un neo-laureato in design e tecnologia l’ha capito, ed ha già vinto la finale britannica del prestigioso James Dyson Award per la sua invenzione. Secondo la BBC, Timothy Whitehead, laureato alla Loughborough University, ha avuto l’idea per la depurazione in bottiglia durante un recente viaggio in Zambia.

Piuttosto che usare cloro o iodio che ci mettono mezz’ora per depurare l’acqua, lasciando un sapore non molto piacevole, questa nuova bottiglia prima filtra particelle per quattro o più micron dall’acqua, e poi usa la luce ultravioletta (alimentata dall’energia eolica) per uccidere il 99,9% dei batteri e virus. Il tutto in due minuti e senza alterare il gusto.

La bottiglia purificata è già abbastanza avanzata nel processo di sviluppo, e comprende già un

filtro originale che filtra ogni particella di acqua sporca fino a 4 micron di dimensione (scientificamente provato), con un sistema eolico a luce ultravioletta che include un circuito stampato per monitorare la frequenza energetica e dare all’utente un feedback quando l’acqua è purificata. Il congegno è stato progettato sia per la produzione del prototipo che per la fabbricazione.

Ora che l’invenzione è stata premiata nel Regno Unito, affronterà altri finalisti di tutto il mondo in una gara che si terrà nel mese di ottobre per le idee più ecologiche. Ciò che conta però è vedere questa invenzione geniale quanto prima sugli scaffali dei nostri negozi.

Fonte

zeolite, benessere naturale e depuratore naturale

noreply@blogger.com (Anonymous) — Tue, 8 Feb 2011 02:55:00 -0800

La zeolite è un minerale che può essere un utile complemento nella cura di numerose patologie, soprattutto laddove dove c’è grande produzione di radicali liberi, nelle intossicazioni da metalli pesanti e nelle infiammazioni dermatologiche. Il pannello di alluminio realizzato con la zeolite insieme a ioni di argento, diventa un disinquinante naturale, continuo ed efficace per almeno 10 anni, senza nessun tipo di additivazione chimica e quindi può essere ascritto alle nuove eco-tecnologie per ridurre l’impatto della chimica, dei rifiuti e per rendere la vita meno costosa e più semplice. Anche l’impatto della cava – ha proseguito Roggiolani – non è enorme perché la zeolite è utile in piccolissime quantità e più la si micronizza e più è utile, perché moltiplica la sua capacità di scambio. La zeolite si applica anche come farmaco, disinquinante dei terreni, disinquinante per la depurazione, in fitoterapia e nelle malattie della pelle. Esistono numerosissime zeoliti, sia naturali che di sintesi, molte delle quali hanno proprietà utili nell'industria: sono ad esempio utilizzate nell'industria petrolchimica come catalizzatori eterogenei, nei detergenti in sostituzione dei polifosfati, in agricoltura, in edilizia e nell'addolcimento delle acque. Un utilizzo importante in sintesi inorganica permette di ottenere complessi facendo reagire cationi metallici, intrappolati all'interno della struttura zeolitica, con opportuni reagenti complessanti; il composto di coordinazione ottenuto resta intrappolato all'interno della gabbia, essendo troppo grande per potervi uscire. Vengono inoltre utilizzate in alcune pompe da vuoto preliminare poiché, alle temperature dell'azoto liquido, sono in grado di accumulare sulle enormi superfici interne un gran numero di molecole di gas.Anticamente le zeoliti venivano utilizzate come scambiatori di ioni, disidratanti e setacci molecolari.

Fonte

Il Verde Verticale dell’Ustatic: La Tecnologia e l’Innovazione Sostenibile dal Muro Verde ai sistemi di depurazione dell’aria ad energia solare

noreply@blogger.com (Anonymous) — Mon, 24 Jan 2011 02:46:00 -0800

Come si può depurare l'aria inquinata dei nostri appartamenti se non installandovi del verde verticale? Che ci crediate o meno questo è possibile senza avere un gran disordine grazie a dei pannelli di erba creati da un'azienda argentina denominata Ustatic.

Avremo senza dubbio in mente le opere spettacolari di Patrick Blanc dove una piccola foresta amazzonica può creare spettacolari effetti estetici e dei veri e propri giardini verrticali. Ma il muro verde di erba della Ustatic è un sistema di pannelli di erba che hanno un funzione sub-strutturale di mantenimento e isolamento dall'umidità.

Questo verde verticale è facile da curare visto che effettua anche una distribuzione omogenea dell'acqua su tutta la superficie. Hanno un'estetica molto formale e ordinata facendo si che le l'erba possa essere utilizzata come decorazione e alternativa a piccoli spazi in miniatura ricavati in piccoli cortili; avendo così anche a disposizione un piccolo ma ottimo sistema di depurazione dell'aria. La struttura del verde verrticale si auto-sorregge grazie al fatto che le radici dell'erba penetrano nel pannello di supporto rendendo il muro verdepiuttosto resistente.

Il verde verticale dell'UStatic è effettivamente acquistabile e prodotto in Argentina e disponibile per l'esportazione. L'Ustatic ha già infatti definito alcuni distributori in modo da poter mettersi direttamente in contatto con questi per la vendita del muro verde attraverso i loro siti web. In fase di sviluppo dall'Ustaticè anche una purificatore dell'aria davvero interessante.

Il sistema di depurazione dell'aria dell'Ustatic è composto da questo un tessuto che ha la facoltà di aspirare e filtrare l'aria, grazie anche a dei micro-filamenti conduttori che contengono un liquido purificante. Le impurità quindi vengono immagazzinate in speciali "tasche" progettate per tale scopo. Tutta l'energia necessaria viene rifornita grazie a dei pannelli fotovoltaici flessibili.

L'azienda dietro queste invenzioni, come ricorda direttamente Ustatic, esiste un "forte impegno all'innovazione sostenibile attraverso una progettazione multidisciplinare ed ecologicamente responsabile. Crediamo che non ci potrà essere un futuro in cui l'innovazione, la scienza e la tecnologia non contribuiscano a salvare e a mantenere intatto il nostro pianeta." spiega Juan Maria Serrano manager dell'Ustatic.

Fonte

Ralstonia detusculanense

noreply@blogger.com (Anonymous) — Thu, 23 Dec 2010 06:05:00 -0800

Un archeobatterio come biosensore e biodepuratore

L’archeobatterio Ralstonia detusculanense è stato scoperto nel laboratorio n.25 dell’INFN di Frascati nel 1999 da Colani e Quercia durante un esperimenti di fusione fredda, e caratterizzato biologicamente nei laboratori dell’ENEA. Il suo utilizzo, come biosensore e biodepuratore di specie radioattive, si basa sulla sua capacità di “cattura” (inglobamento) anche di quantità infinitesimali di sostanza. Si possono avere diversi sensori specifici (esempio per uranio, zinco, cadmio, nichel, cromo, mercurio) e contemporaneamente sono allo studio l’estensione dell’uso di questo batterio a tre dei più nocivi prodotti di fissione dei reattori nucleari (¹³⁵Cs, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr).

Le sostanze nocive vengono sicuramente elaborate. Infatti, ogni organismo che ingloba un altro, lo fa per trasformarlo, digerirlo e ricavarne energia. Una spiegazione plausibile risiede nella natura stessa dell’organismo: questo archeobatterio, essendo sopravvissuto in ambienti estremamente radioattivi e nocivi di miliardi di anni fa, potrebbe aver sviluppato sistemi biochimici per utilizzare (o nutrirsi di) radiazioni.

Un esempio di applicazione in campo nucleare (fonte: “Fusione Fredda Storia della Ricerca in Italia”) viene dalla Società Nucleare Elettrica Spagnola che ha comunicato nel 2005 di aver trovato un batterio tipo Ralstonia detusculanense anche nelle piscine di raffreddamento delle barre di combustibile esausto e ha applicato tale batterio per la bio-concentrazione di particolari metalli, nello specifico isotopi radioattivi: hanno applicato, con pieno successo, tale tecnica per la bio-concentrazione del ⁶⁰Co ed hanno brevettato il processo a livello internazionale. Il loro lavoro scientifico è stato pubblicato su International Microbiology 8, 223-230 (2005). Recentemente (2007), sono in corso ulteriori studi per applicare questo batterio anche allo ⁹⁰Sr, ¹³⁵Cs, ¹³⁷Cs, cioè a tre dei più nocivi prodotti di fissione dei reattori nucleari.

* Energia, Ambiente e Innovazione 6/2009 (bimestrale anno 55, nov.-dic. 2009, www.enea.it e www.fabianogroup.com)

¹Libera Università L.U.de.S. Lugano (Svizzera),²Associato INFN-LNF, Frascati, Roma, ³DIPIA-ISPESL, via Urbana 167, 00184 Roma

Fonte

La depurazione delle acque reflue in sistemi semi-naturali

noreply@blogger.com (Anonymous) — Sat, 20 Nov 2010 09:19:00 -0800

Le crescenti esigenze della società moderna determinano un aumento costante nella richiesta di acqua, tanto che le fonti che ora assicurano il rifornimento idrico, fra breve non basteranno più. Si dovranno allora reperire nuovi giacimenti di acqua fossile o costruire enormi impianti di dissalazione dell’acqua marina, entrambe soluzioni dai pesanti oneri ambientali ed economici. Oppure, in alternativa, affidarsi al riciclaggio delle acque di scarico (“acque reflue” o “reflui”).

La raccolta e lo smaltimento delle acque reflue venivano sporadicamente attuati già nell’antichità, come testimoniano le fognature dell’agorà di Atene o la cloaca maxima della Roma imperiale, ma la prima valutazione sistematica del problema risale alla seconda metà del XIX secolo, quando il microbiologo Koch mise in luce come l’acqua infetta fosse uno dei principali veicoli di malattie. Da allora le acque di scarico non vennero più lasciate ristagnare in pozze putride, bensì smaltite sistematicamente verso i fiumi tramite imponenti reti fognarie. Ciò portò in breve all’inquinamento dei corpi idrici.
Inquinamento che col tempo è divenuto sempre più preoccupante, specie con l’avvento dell’industria che, oltre ad immettere composti sintetici recalcitranti alla degradazione naturale, ha aumentato notevolnte la richiesta d’acqua. In Italia le esigenze industriali sono arrivate ad incidere per circa un terzo sul prelievo complessivo d’acqua (Ghetti, 1993).

Fonte