depurazione delle acque

in testa all’impianto, per ricominciare tutto
dall'inizio (tranne la quota che è estratta di
continuo per essere avviata alla linea fanghi).
Nelle linee tradizionali (A e C), questo compito è
svolto dai sedimentatori, larghe vasche di calma
dove si lasciano appunto sedimentare i fanghi,
mentre l’acqua depurata si separa in alto ed è
scaricata.
Questo è il sistema di separazione acqua/fango
tradizionalmente usato ma che è ormai
insufficiente a garantire il rispetto dei nuovi e più
restrittivi limiti di legge in tutte le condizioni di
funzionamento (ed anzi spesso costringono a
trattare meno acqua di quella che sarebbe
teoricamente possibile) perché, in particolari
condizioni critiche, una piccola parte dei fiocchi
di fango riescono comunque a scappare assieme
all’acqua depurata.
Per questo motivo la nuova linea B adotta
un innovativo sistema di “ultrafiltrazione a
membrane cave in depressione” al posto della
sedimentazione.
In pratica, i fanghi sono separati facendoli passare
attraverso delle speciali membrane con pori molto
piccoli (di dimensioni medie di 0,00004 mm)
che sono in grado di trattenere tutti i fiocchi di
fango e persino i singoli batteri.
Le membrane consentono di mantenere una
concentrazione di fango molto maggiore in volumi
ristretti: il risultato netto è che la nuova linea B
occupa circa la stessa superficie della vecchia
linea ma è in grado di trattare una quantità di
acqua più di tre volte superiore.
4.5 – Affinamento linea A
Per recuperare la piena potenzialità della linea
A, come detto limitata dalla scarsa efficienza
della fase di sedimentazione, è stata inserita una
fase ulteriore, cosiddetta di affinamento, con lo
scopo di trattenere anche quelle particelle solide
che sfuggono con l’acqua.
Questa sezione è costituita da due batterie
necessità di un trattamento specifico per
rimuoverlo fino al di sotto di questo limite.
A questo scopo sono stati installati dei sistemi
di dosaggio di un composto chimico (principalmente cloruro ferrico ma non solo) in grado
di formare con il fosforo dei sali insolubili,
che quindi precipitando sono allontanati
dall’acqua assieme ai fanghi (si veda il successivo punto 4.7).
4.7 – Linea fanghi
Quando i fanghi sono estratti dalle linee di
trattamento, sono costituiti per oltre il 99 %
da acqua e solo dall’1 % di cellule batteriche
("secco"), in queste condizioni non possono
essere correttamente smaltiti.
I fanghi sono perciò sottoposti prima ad un
trattamento di ispessimento che aumenta il
tenore di secco al 6-7 % circa e dopo avviati
alla digestione anareobica che è il cuore della
linea fanghi.
In questa sezione i batteri sono mantenuti per
alcune settimane in totale assenza di ossigeno
(“anaerobiosi”) e di cibo, perché non sono
alimentati con il liquame fognario; in queste
condizioni i batteri che di volta in volta muoiono
sono “digeriti” da altri batteri con produzione
di biogas che può essere recuperato come
fonte di energia.
Al termine di questa fase la quantità di fanghi
da smaltire si è alquanto ridotta perciò i fanghi
possono essere estratti e sottoposti all’ultimo
trattamento, la centrifugazione, che consente
di ottenere un materiale semisolido con oltre
il 20 % di secco. Questo materiale può essere
smaltito in sicurezza ed essere utilizzato come
fertilizzante in agricoltura o bruciato al
Termoutilizzatore per produrre energia.
5 – Telecontrollo
Tutto l’impianto è costantemente controllato
con un sistema di gestione centralizzato; tutte
le macchine e tutti gli strumenti di misura (oltre
8 mila punti) sono collegati ad un computer
che ne registra i dati di funzionamento e segnala le anomalie o le misure non conformi.
Secondo la gravità dell’allarme è possibile
allertare immediatamente gli operatori.
Alcune parti dell’impianto sono anche comandabili a distanza dall'operatore e altre funzioni
sono automatizzate: sulla base dei valori misurati in campo è il computer stesso che, sulla
base dei programmi di elaborazione preimpostati, provvede alle manovre necessarie.
E
N
O
I
Z
A
DEPUR LLE
DE
ACQUE
6 – Consigli per l’uso
Per un buon funzionamento di un impianto di
depurazione è necessario evitare di scaricare
in fognatura, tramite il WC, il lavandino o peggio
in qualche tombino, sostanze chimiche come
candeggina o altri disinfettanti (che uccidono
i batteri) e altre come acidi, solventi e gasolio.
È opportuno limitare anche l’uso di detergenti
di ogni genere (contengono tensioattivi – le
sostanze che fanno schiuma – che sono poco
biodegradabili), e lo scarico di oli alimentari
che sono dannosi (e per i quali esiste l’obbligo
di conferimento separato).
Altri prodotti in plastica o carta (bastoncini per
le orecchie, assorbenti, mozziconi di sigaretta
e tante altre cose) non devono essere buttati
in fognatura ma smaltiti come rifiuti.
Tutte queste sostanze possono causare gravi
danni all’impianto e costi di gestione aggiuntivi
che si trasformano in aumenti delle tariffe
pagate per la depurazione.
Stampa: STAGED - BS
4.2 – Equalizzazione
La quantità ed anche la composizione del liquame
fognario varia notevolmente durante l’arco della
giornata (ed anche in qualche misura durante la
settimana e nel corso dell’anno), in dipendenza
dei normali ritmi delle attività umane.
Ecco quindi che in alcune ore della giornata arriva
pochissimo liquame (da mezzanotte alle 8),
mentre in altri periodi ne arriva di più di quanto
l’impianto possa trattare (da mezzogiorno a
mezzanotte, con una flessione nel corso del
pomeriggio).
Questa continua alternanza comporta la difficoltà
dell’impianto, e dei batteri in particolare,
a funzionare regolarmente durante le 24 ore.
Per questo motivo, il liquame in uscita dai
pretrattamenti finisce in una grande vasca
sotterranea (24 mila metri cubi) detta di
“equalizzazione” perché ha lo scopo di
equalizzare, cioè di rendere il più possibile
costante la quantità di refluo avviato alle
successive fasi biologiche.
In pratica, l’acqua in più che arriva durante le
ore di punta viene stoccata all’interno di questa
vasca e restituita all’impianto di notte per
compensare la carenza di portata.
4.3 – Fasi biologiche: denitrificazione e
ossigenazione/nitrificazione
Il cuore dell’impianto è costituito dalle vasche di
trattamento vero e proprio, in cui i batteri operano
la trasformazione delle sostanze inquinanti
biodegradabili con produzione di sostanze minerali
non inquinanti (sali minerali, CO 2 , acqua).
I batteri, a differenza degli animali superiori, sono
in grado di sopravvivere anche in assenza di
ossigeno; questa loro capacità è utilizzata
nell’impianto per trasformare uno dei principali
inquinanti presenti in fognatura, l’ammoniaca
(componente principale dell’urina), attraverso
due passaggi successivi fino ad ottenere azoto
gassoso che è liberato nell’atmosfera (della quale,
peraltro, è il costituente principale).
PARAMETRI ANALITICI PRINCIPALI (VALORI MEDI ANNO 2007)
CONCENTRAZIONE
NELLA FOGNATURA
IN INGRESSO
CONCENTRAZIONE
IN USCITA DALLE
MEMBRANE
CONCENTRAZIONE
ALLO SCARICO
FINALE
LIMITI DI LEGGE
(D.Lgs. 152/06
e Regolamento
Regionale 3/2006)
204
<1
2
25
405
12
21
125
Solidi sospesi
(mg/L)
192
<1
4
35
Azoto Totale
(mg/L N)
Fosforo Totale
(mg/L P)
38
7,3
9,8
5,50
1,6
1,9
10 (in vigore dal
01.01.2009)
1 (in vigore dal
01.01.2009)
PARAMETRO
(u.m.)
1BOD
5 (mg/L O2)
2COD (mg/L O
2)
Nelle vasche di denitrificazione e ossidazione/nitrificazione i batteri sono mantenuti in agitazione per essere sempre a contatto con il
liquame da depurare; la differenza tra le due
vasche è che nella seconda si pompa aria per
far sì che i microrganismi respirino l’ossigeno
atmosferico mentre nella prima devono andarselo
a procurare strappandolo ad altre molecole.
La combinazione nitrificazione/denitrificazione
consente in definitiva di rimuovere l’azoto
dall’acqua per trasformarlo in un gas inerte; ciò
è molto importante perché l’azoto (unitamente
al fosforo di cui si parlerà più oltre) rappresenta
un problema per l’ambiente acquatico causando
la proliferazione incontrollata di alghe che progressivamente soffocano i corpi idrici (la cosiddetta “eutrofizzazione”).
4.4 – Sedimentazione ed ultrafiltrazione
Al termine del processo depurativo i fanghi devono
essere separati dall’acqua per poi essere riportati
parallele, una costituita da membrane di
ultrafilitrazione analoghe a quelle della linea B,
mentre l’altra da filtri in tela con pori un po’ più
grandi (circa 0,0004 mm).
Dei sensori rilevano continuamente il contenuto
di solidi in diverse sezioni dell’impianto ed un
computer calcola quanta acqua far passare
attraverso ciascuna sezione di filtrazione, al fine
di garantire che lo scarico complessivo
dell’impianto resti sempre all’interno dei limiti di
legge.
L’affinamento è solitamente fermo ed entra in
funzione soltanto quando diventa necessario,
tipicamente in inverno quando i fanghi attivi fanno
particolarmente fatica a sedimentare.
4.6 – Precipitazione del fosforo
Le nuove normative regionali impongono che,
a partire dal 01 gennaio 2009, la concentrazione massima di fosforo allo scarico sia di
1 milligrammo per litro; ciò comporta la
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A cura dell’ Ufficio Comunicazione Brescia A2A S.p.A. - Maggio 2008
(1) Domanda biochimica di ossigeno
(2) Domanda chimica di ossigeno
1 – La raccolta e la depurazione
delle acque di scarico
L’acqua usata per scopi agricoli, industriali o
igienici deve essere opportunamente trattata per
rimuovere gli inquinanti dovuti alle attività umane
prima di essere restituita all’ambiente. Questo
trattamento prende il nome di “depurazione delle
acque reflue”.
Gli scarichi raccolti e convogliati nella fognatura,
che ha una struttura ad albero, i cui rami sono
costituiti dai singoli scarichi che convergono in
tubazioni di dimensioni via via crescenti, fino a
convergere al “tronco”, che è il collettore principale
all’impianto di depurazione.
Le reti fognarie possono essere di due tipi:
“separate”, nel caso di raccolta distinta degli
scarichi (“acque nere”) e delle acque piovane
("acque bianche"), che sono recapitate in qualche
corpo idrico superficiale o nel sottosuolo; “unitarie”
o “miste” quando si raccolgono tutte le acque in
un unico sistema comune.
Oltre agli scarichi domestici le fognature possono
raccogliere anche scarichi industriali, a condizione
che questi siano compatibili con il funzionamento
dell’impianto di depurazione.
Il processo depurativo, infatti, è di tipo biologico
perché è eseguito da una moltitudine di organismi
microscopici, i batteri, che demoliscono o
trasformano le sostanze di rifiuto e le rimuovono
dall’acqua.
Lo scopo ultimo della depurazione è quindi quello
di produrre acqua di qualità sufficientemente buona
per essere restituita all’ambiente senza alterarlo.
2 – La rete fognaria di Brescia
La rete fognaria di Brescia si è sviluppata a partire
dall’800 ed è tuttora in corso di completamento.
Proprio per questa sua lunga storia la fognatura
è in parte di tipo separato ed in parte mista, a
3 – La depurazione:
aspetti generali
Alcuni organismi unicellulari appartenenti al regno
dei batteri sono in grado di utilizzare le sostanze di
rifiuto biodegradabili come fonte di cibo. Un depuratore è un impianto industriale realizzato in maniera
tale da sfruttare al massimo queste capacità.
I batteri si riuniscono a formare colonie dette “fiocchi”
che sono mantenute in sospensione nell’acqua.
L’insieme ha l’aspetto del fango e per questo motivo
tale processo depurativo è detto “a fanghi attivi”.
Il cuore dell’impianto è rappresentato dalle vasche
di trattamento biologico di denitrificazione e ossidazione/nitrificazione dal nome delle principali
reazioni biochimiche che i batteri effettuano al loro
interno.
Prima delle vasche biologiche il liquame è sottoposto
a trattamenti fisici di grigliatura e dissabbiatura per
rimuovere tutto il materiale e le sostanze indesiderate
che possono avvelenare la biomassa o danneggiare
le apparecchiature dell’impianto.
Dopo la fase biologica i batteri sono separati
dall’acqua ormai depurata e riportati in testa
all’impianto per continuare il loro lavoro.
I batteri si cibano delle sostanze di rifiuto e si
riproducono in continuazione. Secondo le condizioni
ambientali ed operative ogni giorno la loro quantità
aumenta dal 5 al 20%.
Il surplus (detto “fango di supero”) deve quindi
essere rimosso quotidianamente ed opportunamente
trattato per consentirne lo smaltimento in sicurezza
ed a costi contenuti, perciò una parte consistente
dell’impianto di depurazione è destinata proprio a
questo scopo (“linea fanghi”).
L’insieme dei trattamenti depurativi veri e propri
prende invece il nome di “linea acque”.
Il tempo necessario per la completa depurazione
varia secondo il tipo di processo e la portata,
la nuova linea B
acqua depurata in uscita dalla linea B
causa delle diverse scuole di pensiero che si sono
succedute nel corso dei decenni. Praticamente la
totalità della città di Brescia è collegata alla
fognatura e all’impianto di depurazione, con
l'esclusione solo di alcune case isolate.
La rete raccoglie anche la quasi totalità degli
scarichi di Collebeato, Cellatica, Bovezzo e Rezzato,
più una parte di quelli di Castenedolo, Gussago e
Roncadelle. Nei prossimi anni la rete sarà
ulteriormente estesa ad altri comuni della provincia,
compresa la Val Trompia.
Tutti i tratti fognari convergono verso l’impianto
di depurazione posto nella frazione di Verziano
tramite due collettori: uno raggiunge l’impianto
da nord, raccogliendo la maggior parte delle acque
della città e dell’hinterland, l’altro da sud
raccogliendo la frazione di Fornaci e la zona
industriale.
generalmente è di circa 10 – 12 ore, mentre per il
trattamento dei fanghi sono necessari tempi più
lunghi, almeno 20 giorni.
4 – Il depuratore di Verziano
L’impianto di depurazione di Brescia è stato costruito
a partire dal 1980 quando è stata realizzata la
prima linea adatta a trattare circa 12 000 m3/h di
reflui, a cui si sono aggiunte negli anni due nuove
linee di trattamento per altri 42 000 m 3 /h.
In seguito sono stati eseguiti vari interventi di
potenziamento e ristrutturazione, tanto che adesso
l’impianto è in grado di trattare fino a circa 90 000
m3 di acqua al giorno (90 milioni di litri). La
potenzialità depurativa comprende anche gli
abitanti “fluttuanti”, vale a dire tutte quelle persone
che raggiungono quotidianamente la città per
lavoro, oltre a quegli scarichi industriali che
finiscono in fognatura.
L’impianto è stato adeguato ai nuovi limiti di
legge (in vigore dall’1 gennaio 2009) che
impongono standard di qualità allo scarico sempre
più restrittivi, al fine di tutelare al meglio la risorsa
acqua e l’ambiente in generale.
4.1 – Pretrattamenti
Il liquame fognario contiene una grande quantità
di materiali estranei che finiscono in fognatura,
in parte a causa del comportamento non corretto
di coloro che smaltiscono in fognatura dei
materiali che invece dovrebbero finire nei rifiuti,
in parte perché trascinati dalle acque di pioggia
che confluiscono nei tratti di fognatura mista.
Per questo è necessario inserire all’inizio
dell’impianto una serie di pretrattamenti meccanici
per rimuovere tutte le sostanze ed i materiali che
possono danneggiare le macchine installate o il
processo depurativo vero e proprio (o che
comunque i batteri non sono in grado di utilizzare
e quindi trattare).
I reflui provenienti dal collettore nord (al momento
costituenti circa l’85% del totale ma destinati in
futuro ad aumentare a seguito del collettamento
dei paesi dell’interland) sono sottoposti di seguito
ad una grigliatura grossolana (costituita da barre
di acciaio distanziate di 2 cm), ad una dissabbiatura/disoleatura (destinata, come evidente dal
nome, alla rimozione delle sabbie e delle sostanze
grasse ed oleose che sono poco gradite dai
batteri), infine ad una grigliatura fine attraverso
dei cestelli forati (simili a quelli di una lavatrice)
con fori di 2 mm.
Le sezioni dei pretrattamenti sono sufficientemente grandi da poter fare fronte anche al notevole aumento di portata che si registra in tempo
di pioggia.