impianti di depurazione valeria mezzanotte disat, università degli studi di milano bicocca
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IMPIANTI DI DEPURAZIONE
Valeria MezzanotteDISAT, Università degli Studi di Milano
Bicocca
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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
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Carichi inquinanti
• Diffusi
• Puntuali - Civili - Industriali
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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.)
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Stima dei carichi inquinanti
Carichi puntualiCivili
• 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
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Stima dei carichi inquinanti
Carichi puntualiIndustriali
• Reflui da: - processo - raffreddamento
- servizi
• Q = 0,95 * Consumo idrico (m3/giorno)
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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
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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
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Acque usate Acque pluviali Altre acqueCivili, industriali (sorgive,
drenanti)
Canale misto Smaltimento
Depuratore Vasche di pioggia
Corpo idrico ricettore
SISTEMA DI FOGNATURA MISTA CONVENZIONALE
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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
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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
?
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PRETRATTAMENTI
SEDIMENTAZIONE PRIMARIA
TRATTAMENTO BIOLOGICO
SEDIMENTAZIONE SECONDARIA
TRATTAMENTI TERZIARI
DISINFEZIONE
PRE-ISPESSIMENTO
STABILIZZAZIONE
POST-ISPESSIMENTO
DISIDRATAZIONE
Fango
SCARICO
SMALTIMENTO
Olii e grassiSabbieGrigliato
Fangochimico
supero
Ricircolo
surnatante
Ingresso
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Impatto ambientale
Diminuzione complessiva del carico inquinante immesso nel ricettore, ma:
•Immissione localizzata del carico inquinante residuo
•Occupazione di spazio•Rumore•Odore•Consumo energetico
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Carichi inquinantiCarichi inquinanti
IMPIANTO DI DEPURAZIONE
Rete Fognaria
RICETTORE
Scarico
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SITUAZIONE GENERALE DEPURAZIONE IN ITALIA
1. In Italia esistono circa 15.000 impianti2. 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.)
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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 soddi-sfacente, 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
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LOMBARDIA
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PROCESSI DI DEPURAZIONE BIOLOGICA
• Aerobici• Anaerobici• Anossici
• A biomassa sospesa
• A biomassa adesa
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Condizioni ambientali
• Disponibilità di ossigeno• pH• Salinità• Temperatura
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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)
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Componente non biologica (particolato organico ed inorganico)
Fango attivo
Componente biologica(batteri, funghi, protozoi, metazoi)
Sostanze adsorbiteFiocchi di fango (50-1000
Batteri fiocco-formatori e filamentosi
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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
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TRATTAMENTO FANGHI Contenuto umidità
Acqua interparticellare
Acqua legata
Acqua particellare
Fanghi attiviFanghi attivi
•interparticellare 75% volume•legata 22% volume•particellare 2,5% volume
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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
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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
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• Carica elettrica negativa
• Acqua libera assorbita sulla superficie: acqua libera all’interno dei fiocchi: acqua legata dalle micelle colloidali = 20:2:2,5
Caratteristiche dei fiocchi di fango
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Tecniche di rimozione dell’acqua
•interparticellare ispessimento (tempi), disidratazione
•legata disidratazione previo condizionamento
•particellare processi termici
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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
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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
TRATTAMENTO FANGHI Stabilizzazione biologica
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Disidratazione (con centrifughe o nastropresse
o filtropresse)
Riduzione del contenuto idrico fino al 20%
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SMALTIMENTO FINALE FANGHI
•Uso agricolo•Discarica•Incenerimento
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE