Depurazione Acque

Il percorso dell'acqua e la valorizzazione del Biogas

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Trattamenti meccanici

 

La chiarificazione meccanica consente di separare, dalle acque affluenti all'impianto di depurazione, buona parte delle sostanze grossolane non disciolte come legni, sassi, pezzi di plastica, stracci e sabbia come pure di buona parte degli oli e dei grassi.
L'aggiunta in questa zona di sostanze chimiche permette pure una consistente eliminazione del fosforo per flocculazione e successiva estrazione sottoforma di fanghi. L'eliminazione delle sostanze solide estratte avviene in discarica, mentre oli e i grassi sono smaltiti assieme ai fanghi (fango fresco).

Grigliatura grossolana

Le acque in entrata all’IDA sono dapprima sottoposte a una grigliatura preliminare, la cui funzione è di intercettare le materie solide grossolane (legni, stracci, sassi e oggetti vari) che potrebbero causare seri danni alle attrezzature dell’impianto.

Ad intervalli regolari due pettini puliscono le griglie che hanno maglie di 30 mm. Il materiale ricavato, trasportato da un nastro, è raccolto in una benna per poi essere eliminato in discarica.
Bisogna quindi evitare di buttare questi materiali nelle fognature perché causano costi e danni inutili.

Dissabbiatore - Disoleatore

Nelle acque in arrivo all'IDA sono presenti delle sabbie e dei grassi. Esse sono convogliate dai due canali d'entrata in quattro vasche. Con il rallentamento della velocità di scorrimento dei liquami, le sabbie si depositano sul fondo e sono aspirate con pompe poste su ponti mobili e caricate in benne per il loro smaltimento in discarica.
Questi ponti servono pure per spingere buona parte degli oli e dei grassi venuti in superficie in una fossa. I grassi così raccolti sono successivamente trattati con i fanghi primari e di supero.

Le griglie fini, con maglie di 8 mm e poste all'uscita del dissabbiatore, trattengono le materie fini come per esempio i mozziconi di sigarette. Il materiale solido ricavato è raccolto in benne e portato con le sabbie estratte in discarica.

Decantazione primaria

Questo trattamento ha il compito di separare, per sedimentazione, buona parte del fango inorganico (argille, sabbie fini, carbonati, fosfati, sali metallici insolubili ecc.).
La decantazione avviene in sei vasche con poco movimento. Per migliorare la precipitazione dei fosfati sono aggiunti all'acqua dei sali d’alluminio (flocculanti) che favoriscono la formazione di fiocchi e di conseguenza la loro sedimentazione. Ponti mobili raschiano il fondo della vasca e portano in testa alle vasche questi fanghi (fanghi primari) facendoli cadere in apposite fosse. Da qui sono prelevati da pompe e trasferiti al pretrattamento dei fanghi.
Va subito detto che con una buona grigliatura, un’efficiente disoleatura – dissabbiatura e con la decantazione primaria si può già arrivare ad abbattere il 30-40% del carico inquinante.

 

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Trattamenti biologici

 

La depurazione biologica attiva avviene in due zone e si ottiene trasformando in gas, acqua e sali, mediante batteri, le sostanze inquinanti, biodegradabili, presenti nell'acqua in forma colloidale o disciolte. Nella prima zona sono presenti microrganismi anaerobici, mentre che nella seconda di quelli aerobici. Essi si nutrono sia di sostanze organiche sia di quelle anorganiche. Anche qui l'aggiunta di sostanze chimiche permette un’ulteriore eliminazione di sostanze disciolte come il fosforo tramite flocculazione.

Denitrificazione

In sei bacini è mantenuta una flora batterica che vive in assenza d'ossigeno disciolto. Questi microrganismi trasformano la sostanza organica. Come fonte d’ossigeno utilizzano l'ossigeno dei nitrati e riducono quest'ultimi ad azoto. Per fare questo si mettono in contatto le acque reflue dei bacini di decantazione primaria, che contengono il carbonio organico biodegradabile, i fanghi di ricircolo, contenenti i batteri denitrificanti e il liquame proveniente dal processo d’ossidazione - nitrificazione contenente i nitrati. I residui della reazione di denitrificazione, in sintesi, sono microrganismi e azoto gassoso. Anche qui sono aggiunti dei sali d'alluminio all'acqua. Essi favoriranno la formazione di fiocchi indisciolti e pesanti provocando la precipitazione nei decantatori finali dei microrganismi e di buona parte dei fosfati ancora presenti.

Ossidazione

Ossidazione è chiamato il processo biologico di metabolizzazione (trasformazione) delle sostanze organiche e quello d’ossidazione dell'ammoniaca per mezzo di batteri aerobi e nitrificanti. I residui della reazione d’ossidazione - nitrificazione, in sintesi, sono: microrganismi, nitrati, acqua e anidride carbonica. Questo processo determina una crescita batterica. Il surplus generato deve essere regolarmente asportata e smaltito. Questi microrganismi, denominati comunemente fango biologico, necessitano d’ossigeno per la loro sopravvivenza. L'ossigeno, per questo processo, è fornito da turbo compressori e distribuito sotto forma di microbolle nelle vasche. La quantità d'ossigeno necessaria è controllata mediante sonde immerse direttamente nei bacini.

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Decantazione finale

 

Nei decantatori finali avviene la separazione tra il fango attivo, composto di microrganismi e da fango mineralizzato, e l'acqua depurata. Questo processo avviene in modo spontaneo perché le particelle indisciolte si depositano per gravità sul fondo della vasca. Questo fango è aspirato e mentre una parte é reimmessa all'entrata dei bacini del trattamento biologico (fango di riciclo) l'altra è convogliata verso la fossa dei fanghi freschi per la loro eliminazione (fango di supero). L'acqua in superficie può quindi essere estratta dalle vasche per mezzo di uno stramazzo ed inviata al trattamento successivo.

La decantazione finale é la fase di separazione fisica dei fosfati e del fango biologico. Questo processo avviene in vasche che, a differenza dalle altre, hanno un passaggio dell'acqua trasversale. I carri ponti aspiranti permettono il recupero del fango depositatosi sul fondo delle vasche. Esso é in parte riportato in testa alle vasche di denitrificazione e ossidazione (fango di ricircolo) con lo scopo di mantenere in queste la concentrazione ottimale di microrganismi ed in parte (fango di supero) é inviato al trattamento fanghi.

Sollevamento

Le acque in uscita dai decantatori finali sono sollevate da viti d’Archimede e portate all'impianto di filtrazione.

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Filtrazione

 

In questa fase le acque dopo essere state sollevate d’alcuni metri passano attraverso due strati di sabbia. La filtrazione riduce maggiormente la concentrazione di fosforo e delle sostanze in sospensione nell'acqua in uscita dall'impianto. Le materie trattenute nello strato di sabbia sono tolte con un lavaggio giornaliero. L'acqua sporca è riportata in testa all'impianto.
Per aumentarne l'efficacia sono utilizzati, pure qui, agenti chimici che provocano una flocculazione di queste sostanze.

In questa fase le acque passano attraverso due strati di sabbia che trattengono i residui di materia in sospensione. Per favorire questo processo ed abbattere ulteriormente i fosfati, si aggiungono dei sali d'alluminio nell'acqua. Si diminuisce cosi in modo considerevole la torbidità e la carica batterica presente nell'acqua in uscita dall'impianto. La sabbia è ripulita giornalmente mediante un controlavaggio.

Laghetto uscita impianto

L'acqua in uscita dai filtri ha raggiunto, a questo punto, un elevato grado di depurazione tale da permetterne l'immissione nel fiume Vedeggio e di conseguenza nel Lago di Lugano.
L'aggiunta di questa fase nel 1995 ha contribuito a migliorare notevolmente la qualità delle acque superficiali del golfo d’Agno.

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Trattamento fanghi

 

I fanghi freschi e i grassi sono preispessiti con l'aiuto di sostanze chimiche prima di essere immessi nei digestori. In questi contenitori il fango fresco subisce un processo di fermentazione anaerobica con produzione di biogas.
Al fango così stabilizzato è nuovamente tolto, con l'ausilio di sostanze chimiche, una parte d'acqua; in seguito il fango è incenerito, assieme ai rifiuti urbani.

 

Digestione

I fanghi primari e di supero, prima di essere immessi nei due digestori, vengono preispessiti portando il loro tenore di materia secca a circa 7%. Per fare questo si mischiano i fanghi con un polimero che ha la particolarità di fissare le molecole d'acqua. Questo fango, passando poi su di un telo, perde una parte d'acqua la quale è raccolta e riportata in testa all’impianto. Nei digestori, in un ambiente anaerobico riscaldato a 32°, una parte di materia organica si trasforma in materie minerali e in gas metano (biogas) in circa 30 giorni. Con il preispessimento e la digestione si riduce la quantità di fanghi, si produce gas metano (biogas) e il fango risulta essere più stabile e privo di odori nauseabondi.

Smaltimento fanghi e valorizzazione del Biogas

I fanghi digeriti hanno un tenore in materia secca del 4,5% circa. Per essere inceneriti essi sono trattati con degli appositi macchinari.
Ne risulta una percentuale di materia secca di circa 25%. I fanghi così disidradati sono bruciati in un inceneritore assieme ai rifiuti urbani.
Il biogas prodotto è utilizzato per riscaldare i digestori e gli uffici e quello restante è utilizzato per produrre energia elettrica.
In totale l’energia recuperata dal biogas corrisponde a circa 500’000 l di gasolio.