CAP.3 - L’impianto di depurazione A.S.I.
3.1 – Il servizio idrico integrato
Il territorio della regione Lazio è suddiviso in cinque ambiti territoriali ottimali (A.T.O.) per la gestione del servizio idrico :
• ATO 1 (Lazio nord - Viterbo); • ATO 2 (Lazio centrale – Roma); • ATO 3 (Lazio centrale – Rieti); • ATO 4 (Lazio meridionale – Latina); • ATO 5 (Lazio meridionale – Frosinone).
Nel 2002 la gestione del servizio idrico integrato dell’A.T.O. 5 è stato affidato al gruppo A.C.E.A., società privata ex municipalizzata del comune di Roma che ne è ancora l’azionista di riferimento:
Partecipazioni in A.C.E.A. Azionariato diffuso 28% Comune di Roma 51% Gruppo Suez 9% Gruppo Caltagirone 2% Schoders Ltd 10%
Nel distretto A.T.O. 5, il gruppo A.C.E.A. serve circa 480.000 abitanti (182.000 utenze) distribuiti in 86 comuni all’interno dei quali si occupa non solo del servizio di captazione, approvvigionamento e distribuzione dell’acqua potabile, ma anche della gestione dell’intero sistema fognario, compresa la depurazione dei reflui. Per quest’ultimo servizio A.C.E.A. dispone di un centinaio di depuratori di piccola e media capacità, ad eccezione dei tre della città di Frosinone, tra i quali quello a servizio dell’area industriale.
L’impianto di depurazione dell’aggregato industriale è situato in località Colle San Paolo; la sua costruzione risale al 1990 ed ha richiesto un investimento di circa 20 miliardi di lire in gran parte finanziati dal Consorzio per lo Sviluppo Industriale che ne è tutt’ora il gestore unico.
L’impianto, inizialmente destinato al trattamento dei soli reflui industriali, è stato in seguito asservito anche al trattamento delle acque di scarico provenienti da alcuni Comuni limitrofi tra i quali la stessa Frosinone, Ceccano, Ferentino, Alatri, Patrica e Morolo.
L’impianto è il più grande esistente nella provincia, ha una potenzialità di 270 mila abitanti equivalenti ed è in grado di trattare
una portata massima in arrivo di circa 50.000 m3/giorno. In esso
lavorano sedici dipendenti suddivisi tra: personale amministrativo, tecnici degli impianti, tecnici di laboratorio, operai ed addetti alla manutenzione del verde.
3.2 - Schema a blocchi dell’impianto A.S.I.
SOLLEVAMENTO GRIGLIATURA DISSABBIATURA DISOLEATURA OMOGENEIZZAZIONE OSSIDAZIONE A FANGHI ATTIVI SED I CHIARIFLOCCULAZIONE DISINFINFEZIONE SED III FILTRAZIONE SED II LAVAGGIO SABBIE ISPESSIMENTO DIGEST. ANAEROBICA DIDIDRAT. FANGHI fanghi grigliato GASOMETRO DESOLFORAZIONE COGENERAZIONE torcia By-pass sabbie3.3 - Descrizione delle unità di trattamento
Le acque reflue in ingresso subiscono dapprima un sollevamento meccanico mediante 4 pompe in parallelo, ciascuna della portata nominale di 250 L/sec; successivamente i liquami vengono sottoposti alle cosiddette operazioni preliminari, comprendenti setacciatura, dissabbiatura e disoleazione allo scopo di eliminare dalle acque i materiali grossolani, le sabbie e gli oli che potrebbero intasare le apparecchiature presenti sulla linea.
Fig. 3.2 – Vista dei sedimentatori primari.
A seguito dei trattamenti preliminari, i liquami vengono introdotti in due vasche di omogeneizzazione di forma circolare (Ø=32 m e h=5 m) all’interno delle quali si provvede ad attenuare le punte di carico inquinante (shock loads) attraverso un mescolamento eseguito con agitatori ad elica.
biologica che si compone di un trattamento a fanghi attivi preceduto e seguito da due bacini di sedimentazione nei quali si realizza la decantazione dei solidi sospesi sedimentabili e la separazione dei fiocchi di fango dall’effluente in modo da poterli ricircolare oppure avviare alla disidratazione ed al successivo smaltimento. Il bacino ossidativo costituisce il cuore dell’impianto ed è composto da 28 vasche di forma rettangolare all’interno delle quali la massa batterica opera la rimozione della frazione organica; il volume di ossidazione
complessivo è di 14.000 m3.
Fig. 3.3 – Vista della vasca di ossidazione biologica.
Terminata la fase biologica, i liquami entrano nella fase dei trattamenti terziari che comprendono una chiari-flocculazione con dosaggio di cloruro ferrico e polielettroliti, una disinfezione mediante ipoclorito di sodio ed infine passano una filtrazione su sabbia e quarzite.
recettore costituito dal fiume Sacco che scorre per circa 90 km attraverso le province di Roma e Frosinone prima di confluire nel Liri in prossimità del lago di San Giovanni Incarico.
I fanghi di supero prodotti nella vasca di ossidazione a seguito della respirazione cellulare sono avviati alla linea fanghi dove subiscono un ispessimento in un bacino a pianta circolare per essere poi stabilizzati nelle fasi di digestione anaerobica primaria e secondaria.
Il gas prodotto durante la digestione viene stoccato in un gasometro e sfruttato per produrre parte dell’energia necessaria al funzionamento dell’impianto; la parte di gas che eccede il fabbisogno viene bruciata per mezzo di una torcia.
Il funzionamento effettivo dell’impianto si discosta leggermente dallo schema teorico sopra descritto; infatti sebbene i trattamenti terziari siano stati previsti in fase di progetto e le relative unità siano già predisposte, la chiari-flocculazione e la filtrazione non vengono normalmente effettuate mentre la disinfezione è realizzata in modo saltuario e comunque solo nel periodo estivo.
Un sopralluogo presso l’impianto ha evidenziato che i manufatti in cemento armato (sedimentatori e vasche) si trovano in un buono stato di conservazione così come le apparecchiature elettromeccaniche e le tubazioni. Qualche perplessità desta invece il sistema di insufflazione d’aria a candele porose della vasca di ossidazione, il quale risulta soggetto a frequenti fenomeni di intasamento e scoppio dei diffusori. Ciò comporta che l’aerazione delle vasche risulti localmente insufficiente sia per la mancata fornitura di ossigeno, sia per la sua somministrazione sotto forma di grosse bolle difficilmente
assimilabili dalla biomassa.
Nell’ultimo quadriennio (2002-2006) l’impianto di depurazione
ha trattato in media 11.000.000 di m3/anno equivalenti ad un volume
medio giornaliero di circa 30.000 m3; di questi il 70% circa sono di
provenienza industriale mentre la restante parte è di origine civile. Nello stesso periodo è stato registrato un continuo aumento dei volumi avviati alla depurazione conseguente alla crescita del numero delle attività industriali e commerciali insediate nell’area ed al progressivo allaccio delle fognature dei comuni limitrofi.
VOLUMI TRATTATI 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 anno mc ( m ilioni )
Fig. 3.4 – Volumi trattati dall’impianto di depurazione A.S.I.
Allo stato attuale si stima che l’impianto abbia raggiunto circa il 60% della propria potenzialità mentre raggiungerà il pieno regime solo nel 2020-2025.
3.4 – Caratteristiche dei liquami
Le analisi chimico-fisiche dei liquami sia in ingresso che in uscita dall’impianto di depurazione sono affidati a due laboratori: uno interno ed uno esterno.
Il laboratorio interno esegue i campionamenti con cadenza giornaliera ma dispone di strumentazione idonea al monitoraggio dei
soli parametri essenziali alla corretta conduzione dell’impianto: BOD5,
COD, NH4, SST e SVI in vasca di ossidazione.
Il laboratorio esterno, invece, effettua campionamenti con frequenza bi-settimanale su molti più parametri e svolge funzione di controllo nell’accertare che non vengano superati i limiti di scarico imposti dalla normativa.
Di seguito si riportano i risultati delle analisi di controllo effettuate nell’ultimo anno ed una caratterizzazione media delle acque in ingresso ed in uscita dall’impianto con l’indicazione dei rendimenti di depurazione conseguiti rispetto a ciascuno dei parametri monitorati.
I rendimenti di rimozione sono stati così calcolati:
100
X
X
X
in out in−
⋅
=
η
in cui: in
X
= concentrazione in ingresso del generico inquinante;out
Caratterizzazione media dei liquami
parametro Ingresso (mg/L) Uscita (mg/L) Rendimento ( η)
ph 7,7 8,0 --- SST 214,1 19,7 90,8%
SS sed 9,6 non rilevato ---
BOD5 185,5 24,2 86,9%
COD 512,9 99,0 80,6%
Arsenico non rilevato non rilevato ---
Cadmio <0,005 <0,005 --- Cromo 0,17 <0,05 ---
Ferro 7 0,88 87,4%
Cloruri non rilevato 317 ---
Fosforo 32 8,5 73,4%
NH4 26,1 1,58 93,9%
Grassi e oli 4,7 2,8 40,4%
Tensioattivi 1,16 0,18 84,5%
Tab. 3.1 – Caratterizzazione media dei liquami.
L’impianto realizza in media dei rendimenti di rimozione accettabili, che oscillano tra un massimo del 94% nei riguardi dello ione ammonio ed un minimo del 40,4% nei confronti degli oli e dei grassi.
Da un’indagine più approfondita delle caratteristiche dei reflui in
uscita, si rileva che i parametri BOD5 e cloruri subiscono un
incremento anomalo a partire dalla stagione primaverile (aprile-maggio) fino al termine di quella estiva, quando raggiungono punte di concentrazione quasi doppie rispetto alla media annuale.
BOD 0 5 10 15 20 25 30 35 40
12 gen 14 feb 14 mar 11
apr 15 mag 11 giu 12 lug 1 ago 14 set 11 o tt 12 nov 12 dic mg/L
Fig. 3.5 – Andamento del BOD5.
Questo fenomeno meriterebbe uno studio dettagliato, in mancanza del quale non resta che fare alcune ipotesi sulle cause che lo hanno generato.
Per quanto concerne gli incrementi di BOD5 nell’effluente, le
cause più probabili sono tre:
• un’insufficiente somministrazione di ossigeno nella vasca di ossidazione biologica, di cui si è accennato al paragrafo precedente;
• un eccessivo apporto di substrato organico rispetto alla biomassa.
• l’insorgenza del bulking, ovvero di uno sviluppo abnorme di batteri filamentosi.
La concentrazione di biomassa nella vasca di ossidazione (stimata attraverso la misura dei SS) è buona e si mantiene attorno ai 4 g/L; tuttavia, poiché l’impianto tratta soprattutto reflui industriali, è probabile che la frazione attiva sia solo una piccola percentuale dei SS (30-40%), mentre la maggior parte di essi è costituita da solidi inerti che non partecipano alla rimozione del substrato.
La possibilità che si sia generato un fenomeno di bulking è stata fugata attraverso l’analisi dell’indice SVI (Sludge Volume Index) nella vasca di ossidazione a fanghi attivi dove non risultano valori fuori norma, anzi l’indice si mantiene sempre abbondantemente al di sotto della soglia dei 150 mg/L che segna l’inizio convenzionale del fenomeno.
Anche i cloruri mostrano uno strano incremento simile a quello descritto per la frazione organica:
Cloruri 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 12 gen 14 feb 14 mar 11 apr 15 mag 11 g iu 12 lug 1 ago 14 s et 11 o tt 12 nov 12 d ic mg/L
Per essi si può escludere fin dall’inizio che il fenomeno sia attribuibile ad una risalita del cuneo salino dalla costa verso l’entroterra; il sito industriale, infatti, dista circa 50 km dal Mar Tirreno ed è quindi sufficientemente protetto nei confronti dell’intrusione salina.
Molto più realistiche sono le ipotesi che l’aumento di cloruri sia determinato dagli apporti di liquami civili avvenuti nel corso dell’ultimo anno o che sia una conseguenza di particolari cicli di lavorazione industriale.
Non va dimenticato, infatti, che le sostanze clorurate sono largamente utilizzate in diversi settori produttivi (alimentare, tessile, chimico) soprattutto come conservanti o solventi, ma provengono anche dagli spurghi delle caldaie e dagli impianti di addolcimento delle acque.
In definitiva i parametri in uscita dall’impianto di depurazione A.S.I. rispettano il limiti di scarico imposti dal D.M. 152/2006 ma non sono sufficienti per reimpiegare direttamente le acque reflue in ambito industriale; questo potrà avvenire solo dopo un adeguato trattamento di affinamento.
