3 Il depuratore Aquarno

Capitolo 3 Il depuratore Aquarno

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3 Il

depuratore

Aquarno

3.1 Caratteristiche generali

Il depuratore si trova nel comune di Santa Croce sull’Arno ed è gestito dal Consorzio Aquarno S.p.A.

Come si può vedere dalla planimetria, si sviluppa per una lunghezza di circa 1200 metri a cavallo dell’Antifosso e del canale Usciana (che si immette in Arno a livello delle cateratte).

I lavori per la costruzione dell’impianto sono terminati nel 1974 (l’impianto è entrato in funzione a fine agosto del 1974) e da allora ha subito continui ampliamenti per adattarsi ai sempre maggiori standard qualitativi imposti dalla legge e al sempre maggiore volume dei reflui da trattare.

Attualmente l’impianto ha una volumetria costituita da oltre 100000 metri cubi di vasche. Il depuratore riceve gli scarichi industriali di Santa Croce, una parte di quelli di Fucecchio e una parte di quelli provenienti da Castelfranco di Sotto. All’impianto, oltre agli scarichi industriali, arrivano anche quelli civili di Santa Croce ed una parte di quelli di Fucecchio. Le acque miste civili e quelle industriali pervengono all’impianto separate grazie alla suddivisione della rete fognaria civile da quella industriale. In questo modo i liquami civili possono bypassare la fase di abbattimento dei solfuri, cui sono sottoposti i reflui industriali, ed essere inviati dopo grigliatura, ad una vasca di sedimentazione primaria. Le portate medie giornaliere con le quali è stato dimensionato l’impianto sono 24650 m3/g per i liquami industriali e 5350 m3/g per quelli civili in tempo asciutto, comunque, anche in caso di pioggia la portata media giornaliera non può superare la portata massima dell’impianto che è 36000 m3/g. Nel caso di pioggia consistente il surplus delle acque meteoriche, addotte tramite la fognatura di S.Croce, viene inviato in Antifosso impiegando tre coclee di sollevamento, il cui funzionamento è legato ad interruttori di livello del pozzo dove arriva il liquame.

Le portate medie delle acque reflue in ingresso all’impianto sono: - 150 m3/h per i reflui civili

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39 per un volume annuo di 5.9*106 m3.

Nel prossimo paragrafo verrà descritto brevemente l’impianto, limitatamente alla sola linea di trattamento dei reflui civili, perché sono quelli che costituiscono l’oggetto di studio della presente tesi.

3.2 Depurazione dei reflui civili

Insieme alla planimetria è riportato lo schema di funzionamento dell’impianto, cui farà riferimento tutta la descrizione riportata nel presente paragrafo.

I reflui civili, dopo una preliminare grigliatura per togliere i solidi sospesi più grossolani, vengono inviati ad una vasca di sedimentazione primaria del volume di 900 m3 (16); i relativi fanghi primari (quantità trascurabili) vengono mandati agli ispessitori primari (18), mentre i liquami chiarificati sono inviati al successivo trattamento di ossidazione biologica (7a). Dopo questo trattamento i liquami subiscono una denitrificazione (7b) e una conseguente sedimentazione per rimuovere i fanghi prodotti (8). La sedimentazione avviene in quattro vasche rettangolari del volume di 900 m3 ciascuna. Dopo la sedimentazione le acque chiarificate vengono unite a quelle industriali e inviate ai successivi trattamenti.

L’acqua utilizzata nel presente lavoro di sperimentazione è stata prelevata dopo l’ultima delle quattro vasche di sedimentazione (8), cioè prima che i reflui civili depurati venissero uniti a quelli industriali.

Vediamo brevemente le varie fasi del processo di depurazione dei liquami civili.

3.2.1 Grigliatura

Quando è necessario asportare solidi grossolani si ricorre ad una preliminare grigliatura, facendo passare l’acqua attraverso un setto costituito da barre metalliche, da una rete a maglie di dimensioni opportune, da piatti forati, ecc.

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40 3.2.2 Sedimentazione

La sedimentazione o decantazione è un trattamento per la separazione di particelle solide da un liquido, basato sulla forza di gravità. Agisce quindi sui solidi sedimentabili, cioè su quei solidi che hanno densità e dimensioni tali da avere tempi di deposizione tecnologicamente accettabili (4-24 h).

La sedimentazione si realizza in vasche opportunamente conformate in modo da facilitare la separazione delle particelle, la loro raccolta sotto forma di fango, la concentrazione e successiva estrazione del fango.

Per ottenere una buona sedimentazione occorre che sia assicurato un sufficiente tempo di permanenza nell’apparecchiatura e che il carico idraulico superficiale (rapporto tra portata di refluo e superficie della vasca) non superi un certo valore. Questi parametri sono scelti sulla base di criteri che dipendono dal meccanismo di deposizione delle particelle, ed eventualmente anche dal grado di ispessimento richiesto per il fango.

3.2.3 Ossidazione biologica

L’ossidazione biologica è un trattamento che realizza il controllo e l’eliminazione della sostanza organica mediante processi biologici del tutto analoghi a quelli che avverrebbero spontaneamente in natura, qualora i liquami fossero direttamente immessi in corpi idrici (fiumi, laghi, mare) o dispersi nel suolo.

Il trattamento consiste nell’ossidazione biologica delle sostanze organiche biodegradabili presenti nell’acqua ad opera di adatti microrganismi. Nei più comuni processi di trattamento biologico di acque reflue civili si impiegano colonie di batteri aerobi, cioè che hanno bisogno dell’ossigeno per vivere, ed eterotrofi, cioè che ricavano l’energia necessaria per vivere dalla trasformazione delle sostanze organiche presenti. L’attività dei batteri si esplica secondo diverse azioni, le più importanti delle quali sono:

ƒ la respirazione, consiste nell’ossidazione del substrato organico con produzione di energia e di cataboliti (prodotti finali di trasformazione) come CO2 e H2O;

ƒ la sintesi di nuove cellule batteriche;

ƒ la respirazione endogena, consiste nell’ossidazione della materia vivente dei microrganismi stessi, che si attua allorché diminuisce la disponibilità di altri nutrienti organici.

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41 3.2.4 Denitrificazione

Il processo di denitrificazione mira alla rimozione della sostanza azotata, presente in fase acquosa sotto forma di NO3 e in parte di NO2 ad opera di batteri eterotrofi denitrificanti che sono in grado di trasformare NO3 quasi interamente in N2 gassoso. Se l’azoto è presente nei liquami principalmente in forma ammoniacale, i sistemi di denitrificazione devono essere accoppiati a sistemi di nitrificazione che siano in grado di trasformare la maggior parte dell’azoto in azoto nitrico.

La denitrificazione è operata da batteri presenti nelle normali fasi biologiche ossidative, che posti in condizioni di anossia (assenza di O2 atmosferico) possono utilizzare i nitrati invece dell’ossigeno per ossidare i componenti organici.

Di seguito viene fornita una caratterizzazione dell’acqua civile depurata, ovviamente i valori dei vari parametri sono dei valori medi, dal momento che la qualità dell’acqua in ingresso (quindi anche quella in uscita dalla sezione di depurazione civile) non è costante ma varia da un giorno all’altro ed anche all’interno di una stessa giornata.

Uscita civile (media)

pH 7.05 Conducibilità (µS) 2700 SS (mg/l) 19.45 COD (mg/l) 43.29 TOC (mg/l) 9.37 Cl- (mg/l) 560 SO42- (mg/l) 180

Tabella 3-1: valori medi dei parametri che caratterizzano l'acqua in uscita dalla linea di depurazione civile