Microbiologia delle acque reflue & Depurazione delle acque

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1 Microbiologia delle acque reflue & Depurazione delle acque 1

2 Acque reflue - acque di scolo di origine domestica o industriale che non possono essere smaltite in laghi o torrenti senza una preventiva depurazione - Secondo il D.lgs n. 152/06 (art74) le acque reflue vengono definite: Acque reflue domestiche: acque reflue provenienti da insediamenti di tipo residenziale e da servizi e derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attività domestiche; Acque reflue industriali: qualsiasi tipo di acque reflue provenienti da edifici od installazioni in cui si svolgono attività commerciali o di produzione di beni, differenti qualitativamente dalle acque reflue domestiche e da quelle meteoriche di dilavamento, intendendosi per tali anche quelle venute in contatto con sostanze materiali, anche inquinanti, non connessi con le attività esercitate nello stabilimento; Acque reflue urbane: il miscuglio di acque reflue domestiche, di acque reflue industriali, e/o di quelle meteoriche di dilavamento convogliate in reti fognarie, anche separate, e provenienti da agglomerato 2

3 Stima del carico inquinante Diverse forme di azoto e fosforo: metodi analitici Varietà di composti organici: misure aspecifiche volte a misurare la quantità di ossigeno necessaria per la loro completa ossidazione Contaminazioni microbiologiche: identificazione di un microrganismo indicatore (Escherichia coli) 3

4 Varietà di composti organici: misure aspecifiche volte a misurare la quantità di ossigeno necessaria per la loro completa ossidazione 4

5 Contaminazioni microbiologiche: identificazione di un microrganismo indicatore (Escherichia coli) - Organismi la cui presenza in una fonte idrica segnala che l acqua potrebbe essere contaminata da patogeni - Es.: Escherichia coli - appartiene alla famiglia delle Enterobatteriacee - aerobio e anaerobio facoltativo - Gram-negativo - non sporigeno - forma a bastoncello - fermenta il lattosio a C con produzione di gas - crescono in presenza di sali di bile - presenta attività beta-glucuronidasica La presenza di microrganismi coliformi (in particolare E. coli) in un campione d acqua è indice di contaminazione fecale e rende l acqua non sicura per l uso umano 5

6 Test per i coliformi Metodo MPN (Most Probable Number): La crescita delle colture indica la contaminazione microbica dell acqua I risultati sono espressi come MPN, ossia come numero probabile di microrganismi presenti nel campione. Tale numero è il risultato di una stima statistica del numero medio di coliformi nel campione, che si estrapola sulla base del più alto fattore di diluizione in cui si osserva crescita, utilizzando apposite tabelle di riferimento. 6

7 TECNICA DEL MOST PROBABLE NUMBER 1. Ciascuna diluizione viene seminata in triplo 2. Si considerano le ultime tre diluizioni in cui si è verificata crescita e per ciascuna diluizione si riporta il numero di provette positive, si ottiene così un numero caratteristico. 3. Si ricerca sulle tavole di Mc Rady (tabella 1) questo numero che corrisponderà ad un certo quantitativo di microrganismi, 4. Si moltiplica il numero ottenuto per il reciproco della prima diluizione considerata nella lettura. 5. Il valore ottenuto sarà il numero di microrganismi per g o ml di prodotto. 7

8 - ml 8

9 9

10 Test per i coliformi Metodo MF (Filtro a Membrana): 1. Si filtra un un volume noto del campione d acqua (pori 0,45 micron) 2. Si incuba per 24 ore su terreno selettivo a 35 (coliformi totali) o 44,5 C (coliformi fecali) 3. Si contano le colonie (cfu) e considerando il fattore di diluizione si calcola in numero di colonie per 100 ml (CFU/100 ml) 4. Si effettuano test di verifica su un numero di colonie campione per valutare la percentuale di errore 10

11 Test per i coliformi Metodo MF (Filtro a Membrana): Volume noto di un campione d acqua Terreno selettivo per microrganismi coliformi La conta delle colonie permette di determinare il numero di batteri coliformi presenti nel campione d acqua originale 11

12 12

13 Trattamento delle acque BIOLOGICO (processi aerobici o anaerobici) CHIMICO-FISICO: (sostanze coagulanti-flocculanti o carboni attivi) 13

14 Processi Biologici per il trattamento delle acque DEFINIZIONE Azione combinata di comunità microbiche che utilizzano le sostanze e alcuni componenti dello scarico per le proprie necessità metaboliche, dando origine a nuovi microrganismi (fanghi di risulta dell impianto) e prodotti del catabolismo 14

15 Processi Biologici per il trattamento delle acque Obiettivi: 1. rimuovere le sostanze in forma solida e colloidale; 2. ridurre il contenuto di materiale organico e inorganico ad un livello che non consenta più la crescita microbica, convertendolo in biomassa che viene separata e smaltita a parte; 3. eliminare altre sostanze potenzialmente tossiche Procedura: - trattamento primario - trattamento secondario - trattamento terziario 15

16 Procedura:

17 Trattamento primario 17

18 Trattamento secondario - secondario anaerobio - secondario aerobio Digestore di fanghi anossico o bioreattore 18

19 Trattamento secondario anaerobio Utilizzato per depurare materiali che hanno grandi quantità di sostanza organica insolubile (BOD molto alto), come per esempio rifiuti contenenti fibre e cellulosa provenienti da impianti di trasformazione alimentare e casearia (polisaccarasi, proteasi, lipasi) Digestore a fanghi attivi CH3COOH Metanogeni acetoclastici (70% ) Metanogeni idrogenotrofi (30% ) 19

20 Trattamento secondario aerobio Utilizza reazioni microbiche ossidative per depurare acque di scarico con un basso contenuto di materiale organico Sistemi più comuni: (1) Filtro drenante (2) Fanghi attivi 21

21 Trattamento secondario aerobio (2) Fanghi attivi Batteri mucillaginosi Protozoi e piccoli animali Batteri filamentosi Funghi 5-10 ore BOD ridotto di ~ 95% clorazione 22

22 Trattamento terziario Processo fisico-chimico: - precipitazione - filtrazione - clorazione Riduce notevolmente i livelli di nutrienti inorganici, soprattutto fosfati e nitrati 23

23 Depurazione delle acque potabili Sono richiesti trattamenti aggiuntivi che hanno lo scopo di: rimuovere i microrganismi potenzialmente patogeni; ridurre la torbidità; eliminare sapore e odore; diminuire gli elementi dannosi (ferro e manganese);

24 Depurazione delle acque potabili Polimeri anionici Solfato di alluminio Cloro Sedimentazione Flocculazione Filtrazione Disinfezione (ipoclorito di sodio o di calcio; cloro gassoso) 25

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