Acque reflue o di scarico: reflui domestici reflui industriali reflui dell’industria fermentativa contengono materiale organico in abbondanza e, in genere, non contengono sostanze nocive per la flora e la fauna delle acque superficiali Trattamento dei reflui dell’industria fermentativa Smaltimento naturale? Sfruttamento delle capacità autodepuranti di matrici ambientali quali aria, suolo, acqua ma se il refluo è abbondante e ad elevato carico inquinante l’ossidazione biologica da parte delle specie microbiche presenti nelle matrici naturali conduce ad un rapido depauperamento dell’O 2 disciolto nell’acqua con il rischio di scomparsa delle forme di vita superiori, di qui la necessità di uno smaltimento artificiale in impianti di depurazione Carbonio organico, azoto organico ed inorganico, fosforo, (metalli pesanti, composti recalcitranti)

Smaltimento artificiale in impianti di depurazione dove avviene un insieme di reazioni, operate da una microflora spontanea ma adattata al tipo di refluo e di processo, che conducono alla biodegradazione dei componenti del refluo Lo smaltimento è ritenuto idoneo se consente di ricondurre il refluo entro i limiti legislativi che ne permettono lo scarico in un corpo idrico superficiale I reflui provenienti dall’industria fermentativa sono sottoposti a: Trattamento fisico- separazione della biomassa dalla fase liquida (vedi recupero) Trattamento chimico – precipitazione del materiale fine sospeso Trattamento biologico Biodegradazione Aerobico Anossico Anaerobico

Impianti a fanghi attivi Processi aerobici Il materiale organico presente nel refluo è degradato aerobicamente da una microflora spontanea – consorzio- che si stabilisce con il tempo in relazione alla natura del refluo e alla modalità del processo Impianti a biofilm Consorzio: batteri (chemioorganotrofi e chemiolitotrofi) protozoi funghi alghe metazoi (nematodi e rotiferi)

NH 3 NO 2 - NO 3 - N2N2 Nitrificanti (Nitrosomonas,Nitrobacter) Denitrificanti processo aerobico processo anossico C  H  O  N  + O 2 CO 2 + H 2 O + NH 3 + biomassa consorzio Per eliminare i nitrati –prodotto finale della nitrificazione operata da batteri nitrificanti chemiolitotrofi aerobi, si termina di aerare nelle fasi finali del processo di depurazione in modo da favorire il processo anossico della denitrificazione operato da batteri anaerobi facoltativi Le reazioni principali che avvengono in un impianto a fanghi attivi:

Funghi

Impianto a fanghi attivi

Sludge age (d -1 ) = tempo medio di residenza del fango nel reattore Sludge load (Kg Kg -1 d -1 )= velocità di carico dell’inquinante per quantità di fango

Aspetto di un fango attivo al microscopio ottico

1. Caratterizzazione del refluo sostanza secca, C (g m -3 ) misurata dopo essiccamento del refluo solidi sospesi, X (g m -3 ) misurati come il particolato ritenuto a seguito di filtrazione sostanze solubili, S (g m -3 ) misurate per differenza C-X Fosforo totale, P (g m -3 ) Azoto totale, N (g m -3 ) Sludge Index, SI (ml g -1 ) indice volumetrico del fango Volume di fango che sedimenta dopo 0.5 h in un cilindro di vetro. Un basso SI indica buone proprietà di separazione cioè di flocculazione del fango Caratterizzazione del fango

Sludge age (d -1 ) = tempo medio di residenza del fango nel reattore Sludge load (Kg Kg -1 d -1 )= velocità di carico dell’inquinante per quantità di fango

Caratterizzazione del refluo BOD Biological Oxygen Demand (g m -3 ) Misura della quantità di O 2 consumato da parte della microflora utilizzata per la depurazione del refluo Si determina dopo 5 o 7 giorni (a 5 o 20 °C) mediante metodo manometrico.

COD Chemical Oxygen Demand (g m -3 ) Misura della quantità di O 2 richiesta per ossidare chimicamente la sostanza organica presente nel refluo Si ossida la sostanza organica con K 2 Cr 2 O 7 COD è maggiore o uguale a BOD. 3. Caratterizzazione del refluo

Impianti a biofilm letto percolatore reattore a dischi rotanti

Vantaggi e svantaggi dei processi aerobici Significativa diminuzione del BOD Assenza di odori sgradevoli Velocità del processo Elevata produzione di fanghi (0,4-0,6 Kg fango per kg BOD eliminato) Elevato consumo energetico Mancata eliminazione dei patogeni Processi anaerobici Processo lento Odori sgradevoli maggiori costi di impianto ma Produzione di metano (biogas) I processi anaerobici sono utilizzati per la stabilizzazione dei fanghi prodotti durante i processi aerobici: riduzione del BOD del fango abbattimento dei patogeni