INTRODUZIONE SULLE ACQUE REFLUE IN GENERALE:

Le acque reflue o di scarico sono quelle acque che sono state contaminate da diverse tipologie di sostanze organiche e inorganiche pericolose per la salute pubblica e per l'ambiente a seguito del loro utilizzo in attività domestiche, agricole e industriali. Queste si dividono in:

• Acque reflue domestiche: acque reflue provenienti da insediamenti di tipo residenziale e da servizi, sono derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attività domestiche; 

• Acque reflue industriali: qualsiasi tipo di acque reflue provenienti da edifici od installazioni in cui si svolgono attività commerciali o di produzione di beni. In base a quanto stabilito dall'all. 5 parte III del D.lgs n. 152/06, le acque industriali si distinguono in pericolose o non pericolose per l'ambiente;

• Acque reflue urbane: il miscuglio di acque reflue domestiche, di acque reflue industriali, e/o di quelle cosiddette di ruscellamento (meteoriche di dilavamento, acque di lavaggio delle strade, ecc.) convogliate in reti fognarie, anche separate, e provenienti da un agglomerato;

• Acque reflue industriali assimilabili alle domestiche: acque reflue provenienti da installazioni commerciali o produttive che per legge oppure per particolari requisiti qualitativi e quantitativi, possono essere considerate come acque reflue domestiche (art. 101 co. 7 d.lgs 152/06).

Le sostanze presenti nelle acque reflue si dividono in:

• Sostanze galleggianti sono i composti insolubili più leggeri dell'acqua;

• Sostanze sospese sono quelle insolubili di densità uguale o superiore a quella dell'acqua, mantenute in sospensione dalla turbolenza. Sono divise in sedimentabili (75% dei solidi sospesi totali) e non sedimentabili (25% dei solidi sospesi totali);

• Sostanze colloidali sono costituite da particelle di dimensioni tali da non poter essere separati dall'acqua con alcun trattamento meccanico;

• Sostanze disciolte sono sostanze omogeneamente disperse allo stato molecolare o ionico nell'acqua;

• Materiali biologici sono gli organismi animali e vegetali presenti nell'acqua.

Parametri usati per caratterizzare le acque reflue:

Parametri fisici:

• Temperatura;

• Conducibilità termica;

• Solidi;

• Colore;

• Odore.

Parametri chimici:

• pH;

• Alcalinità;

• Domanda chimica di ossigeno (COD), Domanda biochimica di ossigeno (BOD), Total oxygen demand (TOD);

• Total organic carbon (TOC);

• Azoto: Ammoniacale, Organico, Nitriti, Nitrati;

• Fosforo: Orto Fosfati, Polifosfati, Organico;

• Oli e grassi;

• Oli minerali;

• Tensioattivi;

• Sostanze tossiche;

• Ossigeno disciolto.

Parametri biologici

• Coliformi totali;

• Coliformi fecali;

• Streptococchi fecali;

• Escherichia coli;

• Salmonelle.

Inquinanti organici:

Gli inquinanti organici si dividono in:

• Inquinanti fecali: derivano dagli escrementi animali e dai residui alimentari. In condizioni aerobiche consumano O2 per formare CO2, NO3-, PO34-, SO2, mentre in condizioni anaerobiche formano CH4, NH3, H2S, PH3. Nel caso ci sia un forte inquinamento di tipo fecale, si può avere la presenza nell'acqua di microrganismi patogeni;

• Sostanze organiche non naturali: come ad esempio i diserbanti, gli antiparassitari, gli insetticidi, i quali portano vantaggi all'agricoltura ma possono inquinare sia le acque che il suolo. Inoltre ci sono i solventi organici utilizzati dalle industrie che devono essere eliminati prima di scaricare l'acqua nei corsi;

• Oli liberi e emulsionanti: sono insolubili e per via della loro bassa densità, stratificano nella superficie impedendo all'ossigeno di solubilizzarsi nell'acqua. È un fenomeno esteso e provoca dei veri e propri disastri ecologici nei cui confronti è molto difficile intervenire;

• Solidi sospesi: possono essere sedimentabili e non. Rendono torbida l'acqua ed intercettano la luce solare. Inoltre, una volta depositati sul fondo, impediscono lo sviluppo della vegetazione.

I TRATTAMENTI DEGLI INQUINANTI ORGANICI:

Solitamente in un impianto di trattamento delle acque reflue si distinguono due linee specifiche:

• la linea acque;

• la linea fanghi.

La linea acque:

Nella linea acque vengono trattati i liquami grezzi provenienti dalle fognature in tre fasi differenti:

• Pretrattamento: un processo di tipo fisico utilizzato per la rimozione delle sostanze organiche sedimentabili contenute nel liquame. Comprende:

  • La grigliatura: un'operazione di filtrazione meccanica che ha l'obiettivo di trattenere solidi grossolani non sedimentabili e solidi grossolani sedimentabili;

  • La sabbiatura: ha lo scopo di eliminare i terricci (e degli altri materiali inorganici di diametro maggiore di 0,2 mm) presenti in sospensione nelle acque di rifiuto. La dissabbiatura avviene in vasche in calcestruzzo armato 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 dove verranno, poi,  eliminate da unità di pulizia meccaniche o manualmente; 

  • La disoleazione / sgrassatura: questo passaggio viene implementato unicamente quando gli oli e i grassi sono presenti in quantità tali da poter influenzare negativamente i trattamenti successivi. La disoleazione avviene in delle vasche dove viene insufflata aria compressa, tramite diffusori porosi. L'aria insufflata forma una specie di emulsione con le sostanze grasse presenti nei liquami favorendo il loro allontanamento in superficie grazie al minor peso specifico di queste rispetto all'acqua. I grassi emulsionati sospinti verso l'estremità della vasca, vengono eliminati manualmente o con dispositivi meccanici. Gli oli e i grassi possono essere anche recuperati per essere riutilizzati. Queste sostanze vanno assolutamente rimosse poiché tendono a rivestire, con un sottile velo, le materie biologiche impedendo così il contatto di queste con l'O2 e pertanto impediscono il corretto svolgimento dell’aerazione;

  • La sedimentazione primaria: il processo avviene in vasche nelle quali si attua la decantazione per la separazione dei solidi sospesi sedimentabili (formano i fanghi primari).

• Trattamento ossidativo biologico: un processo di tipo biologico utilizzato per la rimozione delle sostanze organiche sedimentabili e non sedimentabili contenute nel liquame. Questo trattamento non è altro che un'estensione dell'autodepurazione che ha luogo spontaneamente nei corsi d'acqua. Comprende:

  •  L'aerazione: questo trattamento avviene nella vasca di ossidazione e prevede un’abbondante aerazione perché i batteri presenti nel refluo, i quali utilizzeranno il contaminante organico per il proprio metabolismo, hanno bisogno di ossigeno per degradare la sostanza organica biodegradabile presenti. Durante questa fase per non uccidere i microrganismi aerobi è necessario mantenere un pH neutro, una concentrazione di ossigeno sufficientemente alta, una temperatura compresa tra i 25oC e i 32oC e bisogna evitare che l’aerazione crei turbolenze eccessivamente violente. Quest’ultima può essere effettuata mediante: aerazione meccanica, insufflamento d'aria e insufflamento di ossigeno;

  • La sedimentazione secondaria: ha il compito di separare i fanghi secondari (anche detti biologici in quanto composti in gran parte da biomassa batterica) dal resto del refluo. Al termine dell’aerazione il refluo passa in un sedimentatore secondario dove i fanghi, sedimentando, si separano dal resto del refluo trattato.

• Trattamenti ulteriori: sono tutti quei trattamenti realizzati prima o dopo l'ossidazione biologica. Permettono, mediante trattamenti speciali, di ottenere un ulteriore affinamento del grado di depurazione.

La linea fanghi:

Nella linea fanghi vengono trattati i fanghi durante le fasi di sedimentazione previste nella linea acque. Qui viene diminuita l'elevata quantità di acqua contenuta nei fanghi, viene ridotto il volume, nonché di stabilizzato il materiale organico e vengono distrutti gli organismi patogeni presenti.

I microrganismi patogeni:

I microrganismi che popolano le acque reflue si possono raggruppare in:

• Batteri;

• Funghi; 

• Alghe;

• Protozoi;

• Specie vegetali;

• Specie Animali;

• Virus.

Ovviamente tra questi organismi sono presenti dei patogeni che possono derivare dalle feci di organismi infetti o portatori di malattie infettive. 

 

QUANTIFICAZIONE DEL CARICO ORGANICO

Con abitante equivalente (AE), o carico organico specifico viene indicata la quantità di sostanze organiche biodegradabili, derivate da un'utenza civile o assimilabile a questa, convogliate in fognatura nell'arco temporale di un giorno (24 ore) cui corrisponde una richiesta biochimica di ossigeno a 5 giorni (120 ore) pari a 60 grammi di O2 al giorno (D.Lgs. 152/06 art. 74-Definizioni).

Un abitante equivalente corrisponde anche ad una domanda chimica di ossigeno COD di 130 grammi di O2 al giorno o ad un volume di scarico di 200 litri di refluo per abitante al giorno (d * α = 200 vedere calcolo carico idraulico) facendo riferimento al valore più alto (D.P.G.R. 28/R/03).

Rappresenta l'unità di misura basilare per il dimensionamento e la scelta dell'idoneo sistema di depurazione delle acque reflue domestiche e/o assimilate; Nei centri urbani 1 abitante residente corrisponde ad 1 abitante equivalente, per i reflui derivanti da altri tipi di utenze (i cui scarichi sono assimilabile dal punto di vista qualitativo a quelle domestiche), quali quelle dovute alle attività commerciali; la valutazione del relativo carico inquinante è ottenuto mediante l'individuazione di una popolazione fittizia che è capace di produrre un carico organico biodegradabile complessivamente equivalente a quello posseduto dalle acque reflue di natura non domestica.

Il carico organico generato dal numero totale di abitanti equivalenti (residenti + fittizi) è quello che deve essere trattato nell'impianto di depurazione a servizio del generico abitato.