Studio sulla sedimentabilità dei fanghi secondari nell'impianto di depurazione di Salerno

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SOMMARIO 
Nell’ambito di questo elaborato di tirocinio è stata focalizzata 
l’attenzione sulla sedimentazione dei fanghi secondari mediante analisi 
relative allo SVI (Sludge Volume Index). 
Dopo una breve introduzione nella quale si è messa in luce l’importanza 
e la necessità della depurazione delle acque reflue, nel capitolo 2 si è 
affrontato lo studio relativo ai microrganismi responsabili del processo 
depurativo. Il capitolo 3 riporta lo studio condotto sui principi del 
processo di sedimentazione e sulle possibili disfunzioni correlate. Nel 
capitolo 4, introducendo l’impianto di depurazione delle acque reflue di 
Salerno, si è discusso sulle problematiche presenti relative allo SVI.  
Nello stesso capitolo 4 sono riportati i materiali ed i metodi delle analisi 
condotte presso l’impianto di depurazione e discussi i risultati 
sperimentali ottenuti. 
Infine, nel capitolo 5 sono state riportate le conclusioni dedotte dallo 
studio effettuato. In particolare, durante i mesi invernali si sono 
registrati, presso l’impianto di depurazione delle acque reflue di Salerno, 
valori elevati di SVI dovuti a: 
⎫ Basse temperature; 
⎫ Basso carico organico (F/M); 
⎫ Eccessiva proliferazione di microrganismi filamentosi 
e che hanno comportato fenomeni di bulking. Tra le modalità di 
intervento per ripristinare il sistema depurativo quelle valutate sono state 
le seguenti: 
♣ Aggiunta di coagulante; 
♣ Introduzione di selettori a monte delle vasche. 
La seconda di tali soluzioni è stata accantonata a causa degli elevati costi 
ad essa connessi. Si è ricorso, pertanto, all’aggiunta di un coagulante 
cationico che comunque non ha apportato significativi miglioramenti alla 
sedimentazione secondaria. Al momento l’unica soluzione perseguibile 
sembra essere la chiusura temporanea di una delle vasche biologiche.
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1 INTRODUZIONE  
L’acqua non è solo un composto chimico di formula H
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O diffuso in 
natura nei suoi tre stati di aggregazione (solido, liquido, aeriforme). Essa 
è dotata di una sua propria sacralità. L’acqua è l’essenza della Vita in tutte 
le sue forme; infatti essa rappresenta la costituente fondamentale per tutti 
gli organismi viventi ed è indispensabile per le funzioni biologiche degli 
stessi. Essa disseta nell’arsura, dona freschezza nelle giornate di sole; 
dona un senso di tranquillità e di pace interiore con il suo scorrere e il 
suo frusciare; riporta allo splendore originario ogni cosa; rappresenta un 
mezzo di purificazione in quanto porta via qualsiasi sudiciume. Quindi 
l’acqua assume svariati significati, simbolici e pratici. 
Essendo un elemento vitale essa viene prelevata dai bacini naturali e 
convogliata in prossimità dei centri abitati dove è presente un serbatoio. 
Da tale serbatoio l’acqua è immessa nella rete di distribuzione interna. 
Quindi viene utilizzata (e a volte profanata) e, poi, scaricata nella rete 
fognaria. Dalla fognatura le acque, non potendo essere immesse nei corsi 
d’acqua naturali in quanto risultano essere alterate e, cioè, non più pure, 
vengono convogliate verso un impianto in cui si realizza il trattamento 
delle stesse, l’eventuale riutilizzo e lo sversamento finale in un corpo 
idrico ricettore. A tal proposito il recente D. Lgl. 3 aprile 2006, n°152 
indica una serie di valori limite di emissione in acque superficiali. 
Nell’ambito di tali processi di depurazione rientrano i processi biologici.
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Con i processi di depurazione biologica si tende ad ottenere particolari 
obiettivi quali la rimozione di sostanza organica, solidi sospesi e disciolti, 
azoto, fosforo, parte dei metalli. In particolare i processi biologici che 
avvengono negli impianti di depurazione delle acque reflue sono attuati 
per mezzo di una ampia e variegata comunità di microrganismi i quali 
provvedono alla degradazione della sostanza organica (Masotti, 2002). 
I principali trattamenti biologici utilizzati nell’ambito dei trattamenti 
depurativi dei reflui possono essere classificati in due categorie principali 
a seconda delle modalità con le quali i microrganismi si sviluppano e, in 
particolare, si hanno: 
1. Colture sospese nelle quali i microrganismi si sviluppano in 
forma sospesa nella miscela di liquame; 
2. Colture adese nelle quali i microrganismi si presentano adesi ad 
un mezzo di supporto fisso o mobile. 
Il più diffuso trattamento biologico aerobico a biomassa sospesa è 
costituito dal processo a fanghi attivi. Tra i trattamenti biologici a colture 
adese sono da menzionare i filtri percolatori e i biodischi. (Masotti, 2002) 
La scelta del tipo di processo è il risultato di vari fattori di cui i principali 
sono: la potenzialità; i costi di impianto e di esercizio; le dimensioni dell’ 
impianto; dimensioni del centro servito; problematiche inerenti odori e 
rumori in relazione alla distanza dal centro abitato.
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2 I MICRORGANISMI NEGLI IMPIANTI DI 
DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE 
2.1 INTRODUZIONE 
Un impianto di depurazione delle acque si compone di due linee di 
processo: la linea liquami e la linea fanghi. La linea liquami è 
caratterizzata dai:  
♣ trattamenti preliminari (quali grigliatura, dissabbiatura, 
disoleatura, equalizzazione) necessari ad eliminare parti 
grossolane, abrasive ed oleose che pervengono 
all’impianto e che se non rimosse provocherebbero una 
serie di inconvenienti ai processi successivi o ai 
macchinari. Essi sono trattamenti meccanici;  
♣ trattamenti primari costituiti dal processo di 
sedimentazione primaria necessario per rimuovere i solidi 
che facilmente sedimentano ed il materiale flottante; 
quindi, questi sono trattamenti che implicano un 
processo fisico;  
♣ trattamenti secondari costituiti da processi biologici e che 
hanno come finalità la conversione della sostanza 
organica presente nel refluo in forma disciolta e colloidale
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in prodotti finali semplici e biomassa, e la trasformazione 
o rimozione di nutrienti come azoto e fosforo; 
♣ trattamenti terziari che sono processi di affinamento 
necessari qualora nel refluo a valle dei trattamenti 
secondari fossero ancora presenti inquinanti in forma 
sospesa, colloidale o disciolta; 
♣ disinfezione necessaria per l’abbattimento dei soli 
microrganismi patogeni, nocivi alla salute dell’uomo; essa 
avviene mediante processi fisici e chimici. 
Soprattutto nei processi di sedimentazione viene accumulato il fango che 
è il residuo del trattamento dei liquami e presenta concentrazioni più o 
meno elevate di sostanze organiche ed inorganiche in acqua e che deve 
essere prelevato ed avviato alla linea fanghi. La linea fanghi presenta 
processi atti a ridurre il contenuto di acqua, quello di sostanza organica, 
nonché gli agenti patogeni nei fanghi prodotti dalla linea liquami e tali da 
rendere i fanghi trattati idonei allo smaltimento finale in apposite 
discariche. La linea fanghi è composta dai processi di: 
♣ ispessimento che mira ad ottenere una sostanziale 
riduzione del volume e del peso del fango;  
♣ stabilizzazione che tende a degradare ulteriormente le 
sostanze organiche al fine di ridurre la putrescibilità e, 
inoltre, consente di ridurre la carica batterica, i SSV e, 
quindi, il volume complessivo. In particolare la 
stabilizzazione può avvenire per via chimica o per via
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biologica e in questo ultimo caso si parla di digestione 
che può essere aerobica o anaerobica a seconda che si 
utilizzino microrganismi che si sviluppano in presenza o 
in assenza di ossigeno disciolto nel fango;  
♣ disidratazione necessaria per avere un fango con una 
consistenza semisolida che agevoli lo smaltimento. In 
particolare si può avere una disidratazione naturale (letti 
di essiccamento), una disidratazione meccanica mediante 
filtrazione (filtro a vuoto, nastropressa, filtropressa) 
oppure mediante centrifugazione e, poi, si ha una 
disidratazione mediante trattamenti termici. 
Il cuore di un impianto di depurazione delle acque è rappresentato dai 
processi biologici che avvengono nei trattamenti secondari della linea 
liquami. Tali processi sono dovuti ad un ampia e variegata comunità di 
microrganismi i quali provvedono alla degradazione della sostanza 
organica (Vismara, 2002). 
Tra i punti fondamentali della biologia particolare interesse rivestono le 
relazioni alimentari tra gli esseri viventi e, in particolare, vengono 
individuati tre gruppi di esseri viventi ovvero: 
♣ organismi produttori che, mediante i processi di 
fotosintesi, immagazzinano energia solare e producono 
sostanze organiche viventi a partire da molecole 
inorganiche inerti;
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♣ organismi consumatori la cui attività implica la 
formazione di prodotti di rifiuto; 
♣ organismi demolitori che hanno il compito e la funzione 
di rendere i prodotti di rifiuto riutilizzabili per gli 
organismi produttori. (Vismara, 2002) 
Avendo come obiettivo la qualità delle acque, è possibile individuare un 
ecosistema cui parametri sono: l’uomo, i batteri, i detriti organici, i pesci, 
lo zooplankton e le sostanze inorganiche naturali. Il principale fattore a 
vantaggio della qualità delle acque è costituito dall’attività batterica 
saprofitica ovvero demolitoria che mediante il processo di 
fermentazione, oltre che rimuoverli, rimette in circolo i materiali 
attraverso la loro parziale gassificazione e mineralizzazione. A questo 
livello si inserisce la nicchia ecologica spettante agli impianti biologici i 
quali hanno lo scopo di accelerare il processo di autodepurazione che è 
già insito in natura. (Vismara, 2002) 
2.2 IDENTIFICAZIONE E CLASSIFICAZIONE DEI 
MICRORGANISMI  
L’efficacia del processo depurativo di un impianto per il trattamento 
delle acque è condizionata dalla presenza di microrganismi capaci di 
assimilare i substrati inquinanti presenti nel refluo. Pertanto per 
effettuare una corretta progettazione degli impianti biologici è necessario 
tenere a mente le caratteristiche dei microrganismi, le loro dinamiche 
relazionali e la loro attività.
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Gli organismi presenti nelle acque superficiali e nei reflui sono i batteri, i 
funghi, le alghe, i protozoi, i virus e le specie vegetali ed animali. I batteri 
sono i microrganismi che rivestono maggiore importanza per ciò che 
concerne la depurazione biologica. 
L’identificazione dei batteri si basa sulla tassonomia e sulle caratteristiche 
metaboliche. Di recente si sta facendo strada l’identificazione batterica 
mediante filogenia ovvero facendo riferimento all’informazione genetica 
cellulare. L‘unità tassonomica di base nell’identificazione dei batteri è la 
specie che esprime un insieme di batteri aventi caratteristiche simili tra 
loro ma diverse da altri gruppi di batteri. Quando le specie assumono più 
proprietà principale dei vari gruppi di batteri si ha il genere. Tutti i batteri 
sono identificati dal nome del genere e dal nome della specie.  
In generale i principali elementi di classificazione dei microrganismi 
sono: 
♣ tipo di cellula (procariota o eucariota); 
♣ tipo di organizzazione cellulare (isolata, unicellulare, 
pluricellulare); 
♣ tipo di metabolismo. 
Il tipo di metabolismo è tra i tre elementi di classificazione citati quello 
che assume particolare significato. 
2.2.1 Metabolismo microbico 
Un microrganismo nell’arco della sua esistenza cresce e si moltiplica. 
Queste due funzioni possono essere esplicate mediante due processi: