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
Civili, industriali
Canale misto
Depuratore
Altre acque
(sorgive,
drenanti)
Smaltimento
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, microinquinanti 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, microinquinanti organici, metalli
?
L’EFFLUENTE DEPURATO NON HA LA
STESSA QUALITA’ DI UN’ACQUA DI
FIUME
Ingresso
PRETRATTAMENTI
surnatante
SEDIMENTAZIONE PRIMARIA
Ricircolo
TRATTAMENTO BIOLOGICO
Fango
supero
SEDIMENTAZIONE SECONDARIA
PRE-ISPESSIMENTO
STABILIZZAZIONE
TRATTAMENTI TERZIARI
DISINFEZIONE
POST-ISPESSIMENTO
SCARICO
DISIDRATAZIONE
SMALTIMENTO
Fango
chimico
Olii e grassi
Sabbie
Grigliato
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
Rete Fognaria
IMPIANTO DI
DEPURAZIONE
Scarico
RICETTORE
SITUAZIONE GENERALE
DEPURAZIONE IN ITALIA
1. In Italia esistono circa 15.000 impianti
2. Su un campione di 12.500 impianti, la
capacità depurativa complessiva è pari a
64 milioni di A.E.
3. La maggior parte degli impianti è di
piccole dimensioni (<2000 A.E.), spesso
dotata di sola sedimentazione primaria
4. La maggior parte del carico grava su
impianti di grandi dimensioni (> 100.000
A.E.)
5. La maggior parte degli impianti è stata
realizzata prima del 1990
6. In diversi casi gli impianti sono
sovraccaricati idraulicamente e sotto
utilizzati per il carico organico
7. La rimozione dei parametri “convenzionali”
(BOD, COD, SS, N e P) è in genere soddisfacente, ma si verificano in specifici casi
situazioni anche gravi di malfunzionamento
8. 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)
Fango attivo
Componente
biologica
(batteri, funghi,
protozoi, metazoi)
Componente
non biologica
(particolato organico
ed inorganico)
Sostanze adsorbite
Fiocchi di fango (50-1000 m)
Batteri fiocco-formatori e filamentosi
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
TRATTAMENTO FANGHI
Contenuto umidità
Acqua interparticellare
Acqua legata
Acqua particellare
Fanghi attivi
• interparticellare
• legata
• particellare
75% volume
22% volume
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
• legata
• particellare
 ispessimento (tempi),
disidratazione
 disidratazione previo
condizionamento
 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