IMPIANTI DI DEPURAZIONE Valeria Mezzanotte DISAT, Università degli Studi di Milano Bicocca

Impianto di depurazione Insieme di strutture e reattori in cui possono realizzarsi processi di tipo fisico, chimico e biologico che portano a rimuovere gli inquinanti dalle acque reflue in varia misura

Carichi inquinanti Diffusi Puntuali - Civili - Industriali

Stima dei carichi inquinanti Carichi diffusi Valutazione dei carichi attraverso coefficienti riferiti alla destinazione d’uso del suolo (agricolo, per tipologia di coltura, incolto,urbano, ecc.)

Stima dei carichi inquinanti Carichi puntuali Civili BOD 54-60 g/abitante giorno COD  2 BOD P 0,8-1 g/abitante giorno N 12 g/abitante giorno Q = 0,8 * Dotazione idrica (L/abitante giorno) Tensioattivi totali ~ 1 g/abitante giorno

Stima dei carichi inquinanti Carichi puntuali Industriali Reflui da: - processo - raffreddamento - servizi Q = 0,95 * Consumo idrico (m3/giorno)

ABITANTE EQUIVALENTE Carico di origine industriale corrispondente al carico idraulico (m3/giorno) e/o al carico organico (g BOD5/giorno) prodotti da un abitante civile

Stima dei carichi civili in funzione della loro destinazione di smaltimento Fossa biologica e pozzo perdente: abbattimento 95%, ma problemi igienici e possibile contaminazione falda Fognatura allacciata ad impianto di depurazione: abbattimento in funzione della tipologia di impianto Fognatura non allacciata ad impianto di depurazione: abbattimento nullo

SISTEMA DI FOGNATURA MISTA CONVENZIONALE Acque usate Acque pluviali Altre acque Civili, industriali (sorgive, drenanti) Canale misto Smaltimento Depuratore Vasche di pioggia Corpo idrico ricettore

Inquinanti Parametri tradizionali: COD, BOD, SS, N, P, Escherichia coli Molecole difficilmente biodegradabili: tensioattivi non ionici Sostanze pericolose: metalli, microinqui- nanti organici (pesticidi, PCB, IPA, ecc.), solventi

Rimozione % = ([in]-[out])/[in]*100 BOD (o COD), N, P 90% SST 70-99% E.coli 99,99% Tensioattivi non ionici, micro- inquinanti organici, metalli L’EFFLUENTE DEPURATO NON HA LA STESSA QUALITA’ DI UN’ACQUA DI FIUME ?

SEDIMENTAZIONE PRIMARIA Ingresso PRETRATTAMENTI surnatante SEDIMENTAZIONE PRIMARIA Ricircolo TRATTAMENTO BIOLOGICO Fango SEDIMENTAZIONE SECONDARIA supero TRATTAMENTI TERZIARI PRE-ISPESSIMENTO STABILIZZAZIONE POST-ISPESSIMENTO DISIDRATAZIONE DISINFEZIONE Fango chimico SCARICO Olii e grassi Sabbie Grigliato SMALTIMENTO

Impatto ambientale Diminuzione complessiva del carico inquinante immesso nel ricettore, ma: Immissione localizzata del carico inquinante residuo Occupazione di spazio Rumore Odore Consumo energetico

Carichi inquinanti IMPIANTO DI DEPURAZIONE Rete Fognaria Scarico RICETTORE

SITUAZIONE GENERALE DEPURAZIONE IN ITALIA In Italia esistono circa 15.000 impianti Su un campione di 12.500 impianti, la capacità depurativa complessiva è pari a 64 milioni di A.E. La maggior parte degli impianti è di piccole dimensioni (<2000 A.E.), spesso dotata di sola sedimentazione primaria La maggior parte del carico grava su impianti di grandi dimensioni (> 100.000 A.E.)

La maggior parte degli impianti è stata realizzata prima del 1990 In diversi casi gli impianti sono sovraccaricati idraulicamente e sotto utilizzati per il carico organico La rimozione dei parametri “convenzionali” (BOD, COD, SS, N e P) è in genere soddi-sfacente, ma si verificano in specifici casi situazioni anche gravi di malfunzionamento La destinazione finale più comune per i fanghi è la discarica, seguita dall’utilizzo agricolo

LOMBARDIA

PROCESSI DI DEPURAZIONE BIOLOGICA Aerobici Anaerobici Anossici A biomassa sospesa A biomassa adesa

Condizioni ambientali Disponibilità di ossigeno pH Salinità Temperatura

PROCESSO A FANGHI ATTIVI (biomassa sospesa) Sviluppo di biomassa saprofita a spese delle varie componenti del liquame Bioflocculazione Degradazione biologica di composti organici Adsorbimento di molecole recalcitranti e di inquinanti inorganici (metalli)

Batteri fiocco-formatori e filamentosi Fango attivo Componente non biologica (particolato organico ed inorganico) Componente biologica (batteri, funghi, protozoi, metazoi) Sostanze adsorbite Fiocchi di fango (50-1000 m) Batteri fiocco-formatori e filamentosi

Batteri fiocco-formatori: Batteri filamentosi (scheletro): si moltiplicano per divisione ma le loro cellule, rimanendo vicine, formano un filamento. Batteri fiocco-formatori: convertono substrato organico in materiale extracellulare chiamato glicocalice, responsabile della bioflocculazione

Acqua interparticellare TRATTAMENTO FANGHI Contenuto umidità Acqua interparticellare Acqua legata Acqua particellare Fanghi attivi interparticellare 75% volume legata 22% volume particellare 2,5% volume

TRATTAMENTO FANGHI Natura dei fanghi: sospensioni acquose di solidi organici (fanghi primari e biologici di supero) o inorganici (depurazione chimica e/o chimico-fisica) Ragioni per cui si effettua il trattamento: Riduzione del costo di trasporto ai siti di smaltimento Il fango disidratato si maneggia molto più facilmente Incremento del contenuto energetico nel caso di incenerimento Riduzione della tendenza a causare cattivi odori Riduzione del percolato in caso di smaltimento in discarica

TRATTAMENTO FANGHI Obiettivi essenziali riduzione volume (costi smaltimento) raggiungimento di un fango allo stato solido (‘palabile’) che sia in grado di mantenere una forma propria. riduzione putrescibilità fanghi ad alto contenuto organico

Caratteristiche dei fiocchi di fango Carica elettrica negativa Acqua libera assorbita sulla superficie: acqua libera all’interno dei fiocchi: acqua legata dalle micelle colloidali = 20:2:2,5

Tecniche di rimozione dell’acqua interparticellare  ispessimento (tempi), disidratazione legata  disidratazione previo condizionamento particellare  processi termici

TRATTAMENTO FANGHI Ispessimento Eliminazione parziale dell’umidità dei fanghi mediante processi che sfruttano le differenze peso specifico in modo naturale (ispessitori) oppure artificiale (flottazione). Generalmente prima (pre-ispessimento) e dopo (post-uispessimento) la stabilizzazione biologica

TRATTAMENTO FANGHI Stabilizzazione biologica Scopo: diminuzione del contenuto di sostanza organica del fango sino all’ottenimento di un prodotto stabile degradazione sostanza organica più facilmente decomponibile contenuto organico residuo lentamente biodegradabile (humus) Smaltimento finale senza sviluppo apprezzabile di processi di degradazione biologica non controllabili

Disidratazione (con centrifughe o nastropresse o filtropresse) Riduzione del contenuto idrico fino al 20%

SMALTIMENTO FINALE FANGHI Uso agricolo Discarica Incenerimento

GRAZIE PER L’ATTENZIONE