Prendendo in esame le diverse tipologie di sistemi depurativi che normalmente si riscontrano, il ruolo principale è rappresentato dal sistema a fanghi attivi. Con frequenze minori si presentano apparati a biodischi e letti percolatori. Riferendosi ad impianti di tipo a fanghi attivi: le difficoltà di natura prettamente impiantistica possono derivare dal dover condurre un impianto mal progettato perché di derivazione spiccatamente civile, sottodimensionato o meno frequentemente sovradimensionato, mancante di comparti importanti come una sufficiente equalizzazione. Tale struttura, in special modo in questo caso, è spesso sottovalutata nell’importanza globale del processo. Si riscontrano anche ossidazioni caratterizzate da una insufficiente aerazione del fango biologico o, meno spesso, eccessiva. Si osservano anche chiarificatori sottodimensionati o in parte affondati nel terreno e ancora raschiatori del fondo mal funzionanti. Per quanto riguarda le problematiche spiccatamente biologiche è di facile descrizione il classico aspetto del fango biologico osservato al microscopio ottico, che si presenta di norma estremamente ricco in microrganismi filamentosi quali Tipo 1701, Tipo 0041, Tipo 021N, Microthrix particella, Sphaerotilus natans. I fiocchi si presentano non regolari e distanziati, il fango appare leggero con scarsa aggregazione e compattezza, e tale aspetto risulta evidente nei chiarificatori finali frequentemente soggetti a fenomeni di risalita di piccoli fiocchi biologici. Caratteristico è l’indice di volume dei fanghi (SVI) elevato, in relazione con i volumi elevati occupati, che in taluni casi non separa assolutamente nel tempo di 30 minuti, normalmente impiegato nella prova di sedimentazione in cono Imhoff. La vita di contorno appare monotona in varietà di generi protozoali e limitata come abbondanza complessiva, dominanti risultano Litonotus Fasciola-aspidisca-tecamebe-epystilis-rotiferi. Oltre ai noti problemi di chiarificazione/sedimentazione che si ripercuotono nella fase finale di separazione fango/acqua, si riscontra con altrettanta frequenza il basso livello depurativo in termini di abbattimento di COD. Tale parametro, per questa tipologia di refluo, è rappresentato soltanto per un 60 percento circa dalla frazione direttamente assimilabile dalla biomassa, il BOD. L’ambiente, in cui vengono a trovarsi gli organismi viventi deputati alla depurazione, è caratterizzato da una bassa percentuale di carbonio facilmente assimilabile, da una miriade di prodotti chimici di diversa natura e tossicità e da un’strema sproporzione tra i principali elementi nutritivi. È presente notoriamente una deficienza in azoto e fosforo nei confronti del perfetto rapporto e bilanciamento con il carbonio. A questo si deve aggiungere carenza in moltissimi micronutrienti che devono essere presenti in tracce per un corretto sviluppo batterico, quali: ferro, manganese, rame, zinco. Ai problemi sopra esposti va spesso a sommarsi un’insufficiente o comunque bassa capacità di svilupparsi di una importante ed efficiente biomassa. Una grande percentuale di impianti di cartiera non raggiunge sufficienti rese depurative, non è raro mantenersi su percentuali di abbattimento del COD anche al di sotto del 60-. A questo si somma la sofferenza data dai picchi di tossici provenienti da particolari lavorazioni o pulizie in macchina e a punte di carico non calmierate da una sufficiente equalizzazione. Con elevata frequenza si osserva la presenza di schiuma in vasca ossidativa, tale aspetto se dovuto a tensioattivi, non presenta solitamente fenomeni eccessivi. Nel caso, più frequente, di schiume “biologiche”, cioè con cause da imputarsi ad una particolare composizione del fango biologico, si osservano stagionalmente effetti importanti, con al limite fuoriuscita dalle vasche stesse o problematiche alla fase successiva di separazione e chiarificazione. Come ultimo problema è utile ricordare un aspetto non esclusivo sia da prodotti biotecnologici, di natura enzimatico/batterica, a nutrienti bilanciati per fermate, o specifici per compensare il deficit di azoto e fosforo, a innovativi biostimolatori testati per affrontare problematiche inerenti l’eccessivo sviluppo dei filamentosi, per velocizzare la crescita batterica e ottimizzare l’utilizzo dell’ossigeno.
Le soluzioni
Alcuni esempi, di casi specifici affrontati da NCR BIOCHEMICAL, potranno spiegare in maniera chiara ciò che è stato sopra menzionato.
Primo caso “impianto a biodischi”
Durante la visita di NCR Biochemical tutto l’apparato viene esaminato, procedendo a una completa analisi sul posto e in laboratorio. Un attento studio dei dati analitici mostra una percentuale di abbattimento istantaneo di COD nell’ordine del 58-. Questo dato è confermato da una non completa colonizzazione delle superfici dei dischi, come notato durante la visita in loco. In aggiunta a questo viene riscontrata la mancanza di bilanciamento tra i macronutrienti, con carenze evidenti in azoto e fosforo. Dopo aver escluso problemi di natura impiantistica e aver controllato i giusti dimensionamenti di ogni fase, l’azienda procede attraverso due interventi prodotto nutriente, il Profood NP, a base di azoto e fosforo, bilanciato espressamente per il refluo in esame. In base all’esperienza si è portati a credere che non sia necessario raggiungere le proporzioni, tra nutrienti indicati in letteratura e normalmente riferiti a impianti di tipo civile. In questo caso, ma anche in altri simili, è stato sufficiente avvicinarsi a tali valori, per ottenere risultati idonei a rispettare le norme vigenti allo scarico e per garantire un notevole miglioramento di prestazioni. In abbinamento con il nutriente sopra indicato è stato effettuato il dosaggio di batteri ed enzimi in forma liquida, Progen L100, in maniera continua nel refluo in ingresso. Gli interventi si sono rilevati vincenti, l’attecchimento e la colonizzazione di biomassa sulla superficie dei biodischi si è reso evidente nel corso delle settimane seguenti, seguito di pari passo dai miglioramenti in termini di COD consumato.
Secondo caso “fanghi attivi”
Questo secondo caso si può considerare come il rappresentante della problematica classica che affligge l’ambiente in esame. Ci si riferisce ad un refluo che soddisfa, anche se privo di margini di sicurezza, le norme allo scarico, ma presenta indici di sedimentabilità molto elevati. Il fango si presenta “gonfio”, non decanta in maniera soddisfacente, neanche in tempi maggiori rispetto ai 30 minuti della classica prova, in cono o cilindro. In particolari momenti dell’anno, la schiuma sempre presente in vasca ossidativa aumenta enormemente strabordando al di fuori dei perimetri contenitivi. L’osservazione al microscopio ottico mostra un fango biologico con struttura a maglie allargate e microrganismi filamentosi presenti con elevata frequenza. In questo caso è stato optato per l’utilizzo di uno specifico biostimolatore, il Probios, per migliorare la composizione del fango in tutti quei casi in cui risulta alterata, sono stati creati i Probios, prodotti basati su di un supporto di silicati stratificati con effettori di membrana inclusi. L’impiego di tali attivatori biologici consente la costituzione di una biomassa sufficiente in un minor tempo, apportando superfici di crescita per i batteri, sui quali gli stessi si sviluppano con grande rapidità. Tali superfici favoriscono il proliferare di procarioti fiocco formatori, a discapito dei filamentosi che per effetto della competizione crescono in misura minore. In abbinamento alla biotecnologia sopra menzionata, è stato dosato un prodotto della linea Progen, il Progen SC, composto da 5 diversi ceppi batterici e numerosi enzimi, specifici per l’ambiente dei reflui di cartiera. Questa scelta ha avuto come obbiettivo l’incremento della quota di batteri fiocco formatori e la scelta si è sposata perfettamente con l’utilizzo dell’inibitore di filamentosi Probios. Gli indici SVI hanno mostrato un costante e graduale abbassamento, confortato dall’osservazione microscopica, che mostra un sensibile decremento della frequenza di batteri filamentosi.
Terzo caso “fanghi attivi”
L’impianto in esame, presentava una scarsa efficienza nell’abbattimento della frazione carboniosa che raggiungeva, in media, il 60- di rendimento. In seguito ad una attenta analisi è stato notato che era presente una notevole sofferenza biologica, in conseguenza a punte di carico di COD e di tossici provenienti da particolari produzioni o lavaggi, mancando una fase essenziale quale il comparto di equalizzazione, tali fenomeni erano molto evidenti. La crescita di una importante e attiva biomassa risentiva di tali picchi e la ripresa era sempre parziale dopo tali fenomeni. Lo scompenso in termini di nutrienti è subito risultato evidente ed è stato deciso di procedere seguendo due linee guida. Prima di tutto è stato installato un impianto di dosaggio per il nutriente bilanciato in azoto e fosforo, Profood Np, nel contempo è cominciato il dosaggio di un prodotto biologico a base di ceppi batterici generici, Progen A 100. L’utilizzo di quest’ultimo prodotto è stato continuativo e quotidiano, quale forma di copertura costante e di inoculo per la crescita batterica. Nel contempo ogni qualvolta si verificava un picco di carico l’inoculo si spostava, per sostituzione, su ceppi maggiormente selezionati contenuti nel Progen SC. La crescita di biomassa è risultata ottimale e questo ha permesso un netto miglioramento nelle percentuali di abbattimento di COD e nella costanza dei rendimenti nel tempo.
Quarto caso “fanghi attivi”
In tale stazione depurativa, storicamente al rientro dalle ferie estive o invernali, ma anche in corrispondenza di lunghe fermate, le prestazioni dell’impianto di depurazione risultavano per le due settimane successive non soddisfacenti, con COD elevato allo scarico ed effluente torbido. La mancanza di nutrienti per periodi prolungati, e comunque l’instabilità nel refluo in ingresso, porta ad una sofferenza della massa biologica. In particolare, le cellule batteriche cannibalizzano le proprie riserve per un processo di autossidazione, con sfaldamento del fiocco batterico, perdita di coesione e compattezza, intorbidimento del chiarificato. In aggiunta, l’intero processo deve in pratica ricominciare e questo necessita tempo. Per mantenere una costanza nelle caratteristiche ambientali nelle vasche ossidative, e per impedire l’impoverimento della massa biologica, nella fermata successiva alla visita è stato deciso di impiegare un nutriente bilanciato in carbonio, azoto e fosforo, con l’aggiunta di numerosi micronutrienti, il Profood 151. La massa batterica non ha così attraversato periodi di crisi di nutrienti e alle ripartenze le prestazioni impiantistiche sono rimaste immutate e paragonabili con l’andamento consueto.
Conclusioni
I differenti casi elencati non possono essere certamente esaustivi delle diverse tipologie e problematiche riscontrate in campo, ma si vuole sottolineare il metodo di lavoro che contraddistingue l’approccio ad ognuno di essi. Alla base è sempre presente un’attiva collaborazione con i tecnici quotidianamente presenti nella conduzione dell’impianto, i tecnici NCR Biochemical aggiungono la cultura che viene dal conoscere una moltitudine di casistiche. Importante è naturalmente l’attività di campo e cioè l’osservazione di tutti i parametri che descrivono l’andamento della stazione depurativa. Essenziale, naturalmente, è l’avere a disposizione una gamma di risoluzioni per ogni esigenza, superando spesso problemi impiantistici che richiederebbero investimenti eccessivi e non realizzabili e comunque non escludono una corretta gestione e utilizzo di prodotti chimici. NCR Biochemical è orgogliosa di avere sviluppato un efficiente e maturo metodo di lavoro, che non si conclude con la vendita della risoluzione, ma che continua nel tempo, accompagnando i clienti in ogni scelta e aspetto tecnico gestionale.
