IMPIANTI AD OSSIGENO PURO TRATTAMENTO LIQUAMI SPECIALI

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1 IMPIANTI AD OSSIGENO PURO TRATTAMENTO LIQUAMI SPECIALI Gli impianti ad ossigeno puro sono particolarmente mirati al trattamento di liquami speciali ovvero di acque reflue provenienti da: attività industriali, attività produttive commerciali, artigianali, servizi, attività domestiche, con l impiego di ossigeno chimico puro fino al raggiungimento dei limiti imposti dalla tabella 3 dell allegato 5 al D.Lgs 152/06 e successive modifiche ed integrazioni. Per le acque reflue prettamente industriali, a causa del loro carattere spesso acido ovvero basico, prima di essere inviate ai successivi trattamenti di tipo biologico aerobico ad utilizzazione di ossigeno c.s., è previsto uno specifico pretrattamento di neutralizzazione per riportare la concentrazione idrogenionica di tali soluzioni (ph), alla neutralità. La progressione graduale della reazione di neutralizzazione, e quindi dell opportuna aggiunta dei reattivi base/acido, avviene in modo controllato, in un apposito reattore a mezzo sistemi automatici, basati sull impiego di sonde per la misura del ph (phmetri) e quindi su quello di specifiche pompe dosatrici per l immediato aggiustamento dello stesso. Sempre per le sole acque reflue industriali, a valle del suddetto sistema di aggiustamento ph, è stato altresì previsto un trattamento primario di chiariflocculazione chimica, con lo scopo di ridurre il carico in termini di fosfati e solidi sedimentabili ovvero in termini di BOD5 e COD, per i predetti trattamenti biologici successivi. Le operazioni di miscelazione-flocculazione di tale trattamento primario, avvengono in opportuni reattori, asserviti allo scopo, da agitatori meccanici e sistemi automatici per il dosaggio di flocculanti organici/inorganici, addittivati da coadiuvanti polielettrolitici. Le operazioni di chiarificazione e riciclo fanghi al reattore di flocculazione c.s., avvengono invece in sedimentatori statici e/o dinamici collegati ad essi. L'effluente così "neutralizzato" e "prescaricato" è successivamente collettato alle stazioni di equalizzazione/omogeneizzazione. Per le acque reflue ad alta concentrazione organica, particolare attenzione è stata rivolta, in fase di progetto, alle sostanze eutrofizzanti, in particolar modo alle sostanze azotate, presenti in quantità elevate in tali tipi di scarichi. La rimozione dell'azoto rappresenta un problema di semplice risoluzione se il trattamento di tali liquami è posto, come pretrattamento, a monte di un impianto di depurazione di dimensioni adeguate; al contrario l'eliminazione fino ai limiti di legge per l'azoto, comporta la realizzazione di un impianto altamente articolato. I vantaggi dell'adozione di ossigeno chimicamente puro, in luogo dei classici sistemi ad insufflazione d'aria, sono indubbi. La prerogativa più importante di tale sistema è rappresentata dalla possibilità di operare normalmente con concentrazioni di ossigeno disciolto molto elevate (4-8 mg/l), concentrazioni che potrebbero al limite essere ottenute anche con impianti con insufflazione ad aria, ma con proibitivi costi di esercizio. Queste elevate concentrazioni di ossigeno disciolto determinano una "forza motrice" in termini di trasferimento dell'ossigeno fra ambiente liquido e le parti più interne e povere di ossigeno dei fiocchi microbici di fango, tale che l'ossigeno può penetrare nella massa dei fiocchi di fango con efficienza ben maggiore che negli impianti ad aria insufflata (0,5 mgo2/l). Ciò determina due conseguenze fondamentali: - tutti i microorganismi risultano riforniti di ossigeno in modo ottimale, per cui esplicano al massimo la loro funzione di degradazione delle sostanze organiche presenti nei liquami; in altre parole, operando con elevate concentrazioni di ossigeno disciolto, è maggiore il numero di microorganismi che "effettivamente" lavorano, ed al massimo delle loro possibilità; - con elevate concentrazioni di ossigeno disciolto i microorganismi, abbondantemente riforniti di ossigeno, non tendono

2 più ad allontanarsi reciprocamente per potere avere a disposizione la massima quantità di ossigeno disciolto presente nell'ambiente circostante, per cui il fiocco tende ad assumere una conformazione molto più densa e compatta, quasi priva di ramificazioni esterne. Per cui, oltre ad ottenere un altissimo rendimento epurativo dall'impianto, si ottiene anche una ridotta possibilità di fenomeni di bulking e soprattutto una ridotta quantità di fango di supero; il che si traduce, ovviamente, in minori costi gestionali dell'impianto stesso. I liquami speciali in arrivo all'impianto, vengono selezionati alle rispettive linee di trattamento. Entrano quindi in un apposito canale ove vengono sottoposti ad una grigliatura grossolana e ad una successiva grigliatura fine, quest'ultima meccanizzata, con raccolta automatica del materiale grigliato. In posizione parallela alla grigliatura meccanizzata, è prevista una stazione di grigliatura manuale. Il materiale grigliato, previa compattazione, viene raccolto in contenitori per essere poi allontanato "normalmente". Dal canale di grigliatura i liquami giungono in una vasca di dissabbiatura, quindi in una vasca di accumulo ove subiscono un trattamento di omogeneizzazione ed equalizzazione preparatoria mediante insufflazione di ossigeno puro allo scopo di renderne il più possibile uniforme la composizione, stante la loro grande variabilità per quanto riguarda le caratteristiche qualitative e quantitative. Una stazione di ripresa, posizionata nella predetta vasca, provvederà ad inviare i liquami omogeneizzati al successivo stadio di super-ossidazione. Il tipo di ossidazione prolungata garantisce la completa mineralizzazione del fango (digestione aerobica) e quindi l'assenza completa di odori sgradevoli. Inoltre, essendo il tempo di permanenza in ossidazione di circa 24 ore, viene garantita una elevata insensibilità dell'impianto ai bruschi innalzamenti sia della portata sia del carico inquinante. Nella fase di ossidazione la degradazione delle sostanze organiche avviene ad opera di batteri che, in opportune condizioni di temperatura, ph, ossigeno disciolto, turbolenza e sostanze nutritizie, vengono selezionati. Data l'alta concentrazione di sostanze organiche e, quindi, di carico inquinante contenuto nelle acque reflue, il trattamento ossidativo viene articolato in due distinti stadi. I liquami giungono quindi in un primo stadio biologico dove avviene la prima demolizione delle sostanze organiche ad opera dei batteri aerobici, ed una prima parziale nitrificazione dell'azoto introdotto. L'azoto nitrificato viene eliminato in una fase di predenitrificazione biologica posta a monte del trattamento di nitrificazione. L'eliminazione dei nitrati è facilitata da consistenti entità di liquido misto a fanghi, rinviati in continuo dalla fase di nitrificazione alla predenitrificazione. Si opera pertanto una denitrificazione dei nitrati per via biologica, in condizioni anossiche, con popolazioni batteriche di tipo eterotrofo, presenti nella stessa biomassa della fase di nitrificazione. Fermo restando l'utilizzo del carbonio organico nei processi di sintesi (quello dei liquami in ingresso), per la respirazione tali batteri sono in grado di utilizzare come accettore di elettroni i nitrati, passando senza difficoltà da condizioni aerobiche (nitrificazione) a condizioni anossiche (denitrificazione). La fase di sedimentazione finale completa il trattamento del primo stadio. Il secondo stadio biologico è rappresentato da una prima fase (predenitrificazione e nitrificazione) analoga a quella di 1 stadio, nella quale viene completato il ciclo di eliminazione dell'azoto; e da una seconda fase (di sicurezza) rappresentata dalla postdenitrificazione e riaerazione, dove è possibile eliminare eventuali quantità di nitrati non abbattuti con i precedenti trattamenti. Essendo limitato il quantitativo di carbonio organico in questa fase di trattamento, i batteri eterotrofi utilizzeranno quello endogeno costituito dalla sostanza organica immagazzinata nella cellula batterica è previsto in questa fase, eventualmente, il dosaggio di carbonio organico esterno, quale metanolo, acido acetico, melasso, glucosio, saccarosio; il tutto allo scopo di accellerare i predetti processi di denitrificazione. In detta fase viene dosato anche del cloruro ferrico per la eliminazione dei fosfati. La fase di riaerazione ha il compito di eliminare eventuali esuberi di carbonio organico. La sedimentazione finale completa tale trattamento biologico. Le acque chiarificate provenienti dalla sedimentazione del secondo stadio biologico sono convogliate in una vasca di clorazione dove subiscono un processo di disinfezione mediante l'immissione di una soluzione di ipoclorito di sodio, a mezzo pompa dosatrice comandata in automatico da un clororesiduometro. I fanghi di supero provenienti dalle predette fasi di trattamento, subiscono invece un trattamento di stabilizzazione aerobica allo scopo di ossidare le sostanze organiche in essi ancora presenti, e quindi di eliminare completamente la possibilità di cattivi odori; infine subiscono un adeguamento per accumulo ed ispessimento allo scopo di ridurre, mediante sedimentazione, il loro volume. I fanghi in tal modo ispessiti e stabilizzati vengono quindi periodicamente inviati al trattamento finale di disidratazione che può avvenire mediante filtro a maniche e/o filtro pressa che consenta la riduzione della percentuale di umidità in essi presente sino a renderli di consistenza "palpabile". Il liquido drenato dalla disidratazione e quello che proviene dalla chiarificazione della vasca di ispessimento e di stabilizzazione viene, mediante una tubazione fognaria, riciclato in testa all'impianto. All'impianto, fermo restando il carico inquinante totale giornaliero di 5000 Kg COD/g, saranno altresì avviate le seguenti acque reflue industriali: - Spurgo pozzetti stradali; - Spurgo pozzetti attività di autolavaggio; - Miscele acquose da bagni di fosfatazione e/o fosfosgrassaggio; - Miscele acquose da bagni galvanici contenenti metalli; - Soluzioni acquose contenenti altri metalli; - Soluzioni acquose contenenti più metalli; - Soluzioni acquose contenenti non metalli; - Acque derivanti da lavorazioni di prodotti agro-alimentari in genere; - Soluzioni acquose contenenti tensioattivi; - Percolato di discariche; - Soluzioni acquose con tracce di olii e/o idrocarburi; - Soluzioni acquose con bassissimo carico organico; - Soluzioni e/o miscele acquose con inquinanti principalmente organici;

3 - Acque di cabine di verniciatura di superfici metalliche; - Acque di cabine di verniciatura di legno; - Soluzioni acquose basiche di idrossido di calcio; - Soluzioni acquose basiche di idrossido di sodio; - Soluzioni acquose detergenti basiche non contenenti cianuri; - Eluati acquosi basici resine scambiatrici di ioni, senza metalli; - Miscele acquose basiche da bagni decapaggio alluminio; - Soluzioni acquose basiche impiegate nel trattamento di superficie dei metalli; - Soluzioni e/o miscele acquose basiche. Il processo di trattamento adottato è del tipo biologico a fanghi attivi, con dissoluzione ad ossigeno chimico puro; esso si articola nelle seguenti fasi di trattamento unitarie: - Trattamenti preliminari: o Grigliatura (manuale ed automatica); o Dissabbiatura; o Sollevamento sabbie con air - lift; o Neutralizzazione; o Chiariflocculazione; o Omogeneizzazione ed accumulo; o Ripresa; - Trattamento biologico ossidativo 1 stadio: o Predenitrificazione, Ossidazione e Nitrificazione; o Ricircolo fanghi attivi; - Trattamento biologico ossidativo 2 stadio 1a fase: o Predenitrificazione; o Nitrificazione e Ossidazione; - Trattamento biologico ossidativo 2 stadio 2a fase: o Postdenitrificazione; o Dosaggio carbonio; o Riaerazione; o Dosaggio cloruro ferrico; o Ricircolo dei fanghi attivi; - Trattamenti terziari: o Disinfezione; o Trattamento fanghi: o Stabilizzazione aerobica; o Ispessimento ed accumulo; o Condizionamento, disidratazione e stoccaggio fanghi con sacchi; o Condizionamento, disidratazione e stoccaggio fanghi con filtropressa. INDIVIDUAZIONE QUALITATIVA E QUANTITATIVA DEI REFLUI DA TRATTARE I reflui industriali, sia singolarmente che in miscele, verranno trattati giornalmente nel quantitativo, volumetrico globale, di 200 m3/g e del carico inquinante complessivo, espresso come concentrazione della domanda chimica di ossigeno (COD), di mg/l ed in particolare: ACQUE CON CROMATI (Pretrattamento) Quantità giornalmente trattata: 8/10 m3/g Bagni galvanici con cromati: max 200 ppm ACQUE CON CIANURI (Pretrattamento) Quantità giornalmente trattata: 8/10 m3/g

4 Bagni galvanici con cianuri: max 200 ppm ACQUE CHIMICHE (Pretrattamento) Quantità giornalmente trattata: 20 m3/g Acqua lavorazione varia con presenza di metalli pesanti (ferro - zinco - nichel - rame - ecc.): max 200 ppm ACQUE NERE - Spurgo pozzetti stradali; - Spurgo fosse biologiche e pozzi neri; - Miscele acquose da bagni galvanici di fosfatazione e/o fosfosgrassaggio; - Soluzioni acquose ed acque medie derivanti da processi di lavorazione da prodotto agro-alimentare in genere; - Soluzioni e/o miscele acquose con impianti principalmente organici; - Soluzioni acquose basiche di idrossido di calcio; - Soluzioni acquose basiche di idrossido di sidio; - Acque reflue del trattamento di fumi; - Macelli; - Caseifici (purchè il siero eventualmente contenuto non superi l'1% del quantitativo di rifiuti trattati dall'impianto); - Lavanderie; - Cantine vinicole; - Percolato da discarica (essendo un tipo di rifiuto contenente sostanze difficilmente degradabili, la quantità di prodotto da trattare dovrà essere verificata in funzione delle caratteristiche degli altri rifiuti alimentati al trattamento). generale impianto biologico (Pretrattamento Quantità giornalmente trattata: 200 m3/d Periodo di consegna liquami: 8 h/d Tempo medio scarico autobotte: 30 min Capacità media autobotte: 10 m3 Scarico contemporaneo autobotti: 2 unità oraria al trattamento Q24: 8,3 m3/h BOD5 specifico: mg/l COD specifico: mg/l Sostanze sospese: mg/l Azoto Kjiehldahl specifico: mg/l Fosforo totale specifico: 500 mg/l Oli e grassi specifici: mg/l Tensioattivi: 40 mg/l Sostanze grossolane: 10 l/m3 Altri parametri: entro i limiti della Tab.3 all.5 legge 152/06 ACQUE OLEOSE Quantità giornalmente trattata: 70 m3/g Periodo di consegna: 8 h ortata oraria Q8: 8,75 m3/h oraria al trattamento: 5 m3/h Ore di funzionamento giornaliero: 14 h Le acque contengono essenzialmente quali inquinanti, max 50 ppm di carburanti e relativi fanghi. DESCRIZIONE DELLE VARIE FASI DI TRATTAMENTO La piattaforma di depurazione si articola in alcuni pretrattamenti specifici (Cr, Cn, e metalli pesanti) nel trattamento separato delle acque di sentina, e nel trattamento finale generale con un processo di depurazione del tipo biologico a fanghi attivi e ad ossigeno chimico puro. Le fasi di trattamento unitarie sono: - Trattamenti preliminari: Riduzione dei cromati (ossidoriduzione con bisolfito); o Ossidazione dei cianuri (ossidazione con ipoclorito); o Neutralizzazione; o Chiariflocculazione; o Grigliatura automatica; o Dissabbiatura; o Omogeneizzazione ed accumulo;

5 o Ripresa; - Trattamento biologico ossidativo 1 stadio: o Denitrificazione; o Ossidazione e Nitrificazione; o Ricircolo liquame misto; o Ricircolo fanghi attivi; - Trattamento biologico ossidativo 2 stadio: o Denitrificazione; o Nitrificazione e Ossidazione; o Dosaggio nutrienti; o Flocculazione; o Sedimentazione finale; o Ispessimento fanghi. - Trattamenti terziari: o Disinfezione automatica. - Trattamento scarichi sentina: o Decantazione e ripresa; o Flottazione; o Elettroflocculazione; o Filtrazione su c.a.; o Filtrazione fanghi. Lo scarico depurato risulta essere in norma con la tabella 3 All.to 5 D.Lgs 152/06 e successive modifiche ed integrazioni (scarico in pubblica fognatura).