La realizzazione del presente lavoro di tesi è stata motivata dal forte interesse per la tutela ambientale in materia di acque e dall’approfondimento nella ricerca di una risorsa idrica alternativa a quelle tradizionali e con basso impatto ambientale, che potesse aiutare a risolvere il secolare problema dell’approvvigionamento idrico in Puglia ed in generale nel Mediterraneo.
Si è quindi scelto di affrontare la problematica dello smaltimento delle acque reflue urbane tramite processi di depurazione avanzati che permettessero di ottenere acqua effluente con parametri chimico-fisici conformi alla normativa nazionale più restrittiva, in particolare allo scarico su suolo secondo il D.Lgs. 4 aprile 2006, n.152, c.d. Testo Unico Ambientale o T.U.A, arrecando il minore inquinamento possibile all’ambiente.
Molto interessante risulta la possibilità di riutilizzare le acque reflue così depurate per l’irrigazione in agricoltura o per usi civili secondari ovvero nell’industria, secondo quanto specificato nel “Regolamento recante norme tecniche per il riutilizzo delle acque reflue” del D.M.185/2003.
Lo studio e la ricerca sono stati svolti presso la sede di Bari del CNR-IRSA (Istituto di Ricerca Sulle Acque) con l’ausilio di un’attività sperimentale in laboratorio e presso un impianto pilota di depurazione di acque reflue urbane con l’uso di bioreattori a membrane.
E’ stato infine elaborato un programma di calcolo su base Excel per la progettazione di un impianto di depurazione convenzionale e successivi adeguamenti con processi avanzati.
In prima istanza si è prevista la depurazione con trattamenti convenzionali, che rappresentano la modalità sulla quale si basano la maggior parte degli impianti di depurazione esistenti in Italia, quali trattamenti preliminari, primari e secondari basati su processi fisico-biologici.
Successivamente sono stati ipotizzati tre adeguamenti o potenziamenti (up-grade), a valle della sedimentazione primaria, ciascuno con una variante specifica, ma tutti con l’utilizzo di un sistema innovativo per la depurazione: i reattori biologici a membrana (Membrane Biological Reactor, anche indicati con l’acronimo MBR) che derivano dall’abbinamento del processo convenzionale a biomassa sospesa con la filtrazione su membrana.
L’eliminazione dell’unità di sedimentazione secondaria, ed il funzionamento del reattore biologico con valori più elevati di concentrazione di MLSS, comporta i seguenti vantaggi:
1) possibilità di applicare maggiori carichi organici volumetrici e, pertanto di adottare tempi di residenza idraulica inferiori,
2) maggiori SRT, e quindi ridotte produzioni di fango,
3) funzionamento con concentrazioni minori di OD, e possibilità di ottenere la simultanea nitrificazione – denitrificazione se il sistema viene dimensionato con lunghi SRT,
4) produzione di un effluente di elevata qualità, in termini di basso contenuto di torbidità, batteri, SST e BOD, con conseguenti possibilità di re-impiego a scopo agricolo, ricreativo o industriale,
5) svincolamento del tempo di residenza cellulare (SRT, Sludge Retention Time) dal tempo di residenza idraulico(HRT, Hydraulic Retention Time);
6) flessibilità gestionale dell’impianto, adattabile a variazioni di carico inquinante e di modalità operative,
7) non utilizzo di sostanze chimiche per ottenere effluenti di qualità elevata,
8) minori impegni di superficie per il trattamento dei reflui.
Nella totalità degli upgrades previsti è stata in ogni modo verificata e soddisfatta la nitrificazione. Sarebbe però difficile confrontare i risultati in quanto sono diversi i carichi in ingresso ed i parametri operativi (età del fango, concentrazione di fango scelta, ecc.); tuttavia si è voluto esporre una casistica di problematiche gestionali di un impianto di depurazione convenzionale e possibili risoluzioni attraverso le membrane a micro ed ultrafiltrazione.
