Come funzionano gli impianti di depurazione delle acque e quali trattamenti vengono fatti

L'acqua che usiamo quotidianamente dopo il suo utilizzo viene considerata contaminata perché i suoi parametri chimico-fisico non la rendono più utilizzabile. Queste acque reflue vengono quindi allontanate (ad esempio tramite il sistema fognario) e, visto che possono compromettere la stabilità degli ecosistemi, è necessario mettere in atto un processo di regimentazione di questi liquidi di scarto. L'obiettivo quindi è quello di trasformare le acque inquinate per re-immetterle in ambiente in modo da non causare alcun problema. Il tutto nasce e si sviluppa in quelli che chiamiamo impianti di depurazione. In questo articolo vedremo quali sono i meccanismi base del loro funzionamento e quali trattamenti vengono effettuati sulle acque per immetterle in sicurezza in ambiente.

I trattamenti delle acque reflue

Una volta raccolte e inviate ad un impianto di depurazione tramite un opportuno sistema fognario, le acque reflue (cioè quelle acque contaminate) subiscono svariati trattamenti che portano all'eliminazione degli agenti contaminanti presenti al loro interno. Questi trattamenti si distinguono grossolanamente in due/tre importanti famiglie: i trattamenti fisici, chimici e biologici. Vediamo meglio di cosa si tratta.

Trattamenti fisici

Un trattamento fisico permette di separare dall'acqua contaminata tutte quelle sostanze più grossolane presenti, senza l'introduzione di alcun componente aggiuntivo che sviluppi reazioni chimiche volte a favorire questa separazione. Ad esempio:

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• Grigliatura: rappresenta un trattamento fisico che consiste nel far passare l'acqua contaminata in una griglia di dimensioni standardizzate, consentendo di separare dall'acqua in moto tutti quegli elementi con dimensioni maggiori delle maglie della griglia stessa;
• Dissabbiatura: è un trattamento che prevede la rimozione di sabbie in acqua. A differenza del precedente, però, in questo caso la rimozione avviene tramite un processo di sedimentazione. In sostanza, si fa depositare la generica particella di sabbia sfruttando la caduta della particella per gravità. Per fare questo, specifiche vasche devono essere progettate per garantire il continuo passaggio di acqua (altrimenti si fermerebbe l'impianto!) ma allo stesso tempo limitarne la velocità, per permettere appunto alla sabbia di sedimentare. Infatti, se l'acqua è troppo veloce la particella non ha il tempo di cadere sul fondo!
• Filtrazione: si serve appunto di filtri che trattengono le sostanze in sospensione principalmente per contatto, adesione o distacco.

Trattamenti chimici

A differenza di quelli fisici, hanno bisogno di catalizzatori che inneschino il meccanismo di funzionamento, cioè vengono inserite in acqua specifiche sostanze che, reagendo con gli elementi in sospensione, formano composti più pesanti che cadono sul fondo della vasca in cui avviene il processo. Ne è un esempio la chiariflocculazione , il cui obiettivo è rimuovere solidi presenti in acqua che non riescono a sedimentare naturalmente.

Trattamenti biologici

Questi trattamenti sono il vero e proprio cuore pulsante dell'intero processo di depurazione. Si chiamano trattamenti biologici perché si servono di microorganismi che, immessi in acqua, reagiscono con le sostanze presenti e le trasformano, permettendone poi un successivo allontanamento. Un trattamento biologico può avvenire in presenza o in assenza di ossigeno, si parla rispettivamente di processi aerobici e anaerobici. Solitamente, un impianto di depurazione contiene entrambi i tipi.

Il prodotto della reazione tra sostanze inquinanti e microorganismi prende il nome di fango. Il vantaggio del fango, rispetto alla sostanza inquinante vergine, è che questo è più pesante e sedimenta facilmente. Questo processo avviene attraverso le vasche di sedimentazione: sono delle enormi vasche di forma circolare, con fondo conico. I fanghi si accumulano sul fondo e vengono raschiati da una lama in rotazione, per poi essere completamente separati dall'acqua "pulita". Il fango prodotto viene in parte riutilizzato per il processo di depurazione, mentre una rimanente parte, fatta essiccare, può essere assoggettata ad altri processi che permettono eventualmente produzione di biogas o altre sostanze utilizzabili.

I requisiti di qualità

Tutti i trattamenti effettuati su acque reflue mirano a riportare sotto valori standard e accettabili il quantitativo di sostanze presenti in acqua. Tali valori non sono a discrezione del generico operatore che esegue il trattamento, ma sono ben regolamentati da una serie di Decreti Ministeriali e leggi che si sono succeduti negli anni, fino ad oggi. Senza entrare molto nel dettaglio legislativo, può valere la pena citare la nota Legge Merli del 1976, in rappresentanza del primo obbligo ufficiale di trattamento delle acque reflue provenienti da insediamenti produttivi o civili, prima dell'effettivo sversamento nel recapito finale (un bacino idrico, ad esempio).

Gli impianti di depurazione

L'impianto di depurazione rappresenta uno spazio fisico dove sono presenti tutti i dispositivi necessari a garantire il processo di trattamento delle acque, fino alla successiva re-introduzione in ambiente. Non tutti gli impianti di depurazione sono uguali: a seconda della tipologia di acqua che si deve trattare l'impianto stesso può avere la possibilità/necessità di eseguire specifici trattamenti. I trattamenti devono eseguirsi in serie in una specifica modalità: ne viene da sé che i trattamenti fisici sono sempre i primi ad essere effettuati, mentre i biologici restano nella parte terminale del ciclo. Alla fine dei trattamenti avviene sempre una fase di disinfezione, anche questa garantita solitamente con l'aggiunta di sostanze esterne in determinate vasche, oppure, ad esempio, mediante l'ausilio di raggi ultravioletti.

Facciamo quindi un resoconto grossolano delle fasi principali:

1. L'acqua arriva dalla fognatura all'impianto di depurazione;
2. Vengono effettuati i primi trattamenti fisici per rimuovere materiale grossolano nella corrente, come ad esempio la grigliatura;
3. Altri solidi in sospensione che "sfuggono" alla griglia vengono fatti successivamente sedimentare naturalmente in apposite vasche;
4. In parallelo, oli e grassi vengono separati mediante insufflazione di aria (si parla di disoleatura);
5. Vengono successivamente inseriti in acqua prodotti chimici che garantiscono la sedimentazione di solidi in sospensione non sedimentabili in maniera naturale;
6. Partono i trattamenti biologici: i microorganismi permettono la trasformazione degli inquinanti disciolti e sostanze non sedimentabili in fiocchi di fango, che sedimentano per gravità;
7. Da qui in poi si biforca il processo: l'acqua ripulita passa ai trattamenti successivi che prevedono disinfezione prima della re-immissione in ambiente. Invece, il fango prodotto passa nella sua linea di trattamento, dove tramite altri processi viene trasformato in materiale riutilizzabile (a fini agricoli, ad esempio) o semplicemente smaltito in discarica.

Gli impianti di potabilizzazione

Analogamente a quanto visto per le acque reflue, anche le acque prelevate da sorgenti, fiumi o qualsiasi altro corpo idrico a servizio poi di una rete di distribuzione, sono caratterizzate da diversi trattamenti che ne garantiscono standard chimico-fisici tali da poter essere considerata potabile. Vale la pena precisare quindi che l'acqua immessa in ambiente a seguito di un processo di depurazione non necessariamente è potabile: essa rispetta certamente dei requisiti di legge in termini di parametri chimico-fisici, necessari per la re-immissione in ambiente in sicurezza. Quando si preleva acqua da distribuire poi attraverso una rete, per arrivare poi fino nelle nostre case, è necessario che questa stessa rispetti requisiti più stringenti, appunto perché destinata ad altri utilizzi. Ecco perché è necessario un trattamento dell'acqua prelevata prima della sua immissione.

L'impianto di potabilizzazione assolve a questo compito. Come funziona? Allo stesso modo di un impianto di depurazione. Ci saranno vari trattamenti fisici e biologici che permetteranno la riduzione (entro limiti tollerabili) di alcuni parametri per garantire la potabilità dell'acqua. Curiosità: uno dei trattamenti finali della potabilizzazione è quello che vede l'aggiunta di cloro in acqua. Questo è un componente essenziale, perché protegge l'acqua durante il suo viaggio dall'impianto fino alle nostre case, evitando la proliferazione batterica nella stessa.