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AGGIORNAMENTO
21/01/2008

GLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE NEL BACINO DEL MINCIO

Metodologia Operativa

Il Depuratore di Castiglione delle Stiviere - Indecast

Caratteristiche generali dell’impianto

Il primo impianto su cui si è svolta l’indagine è stato il depuratore Indecast collocato nel comune di Castiglione delle Stiviere (MN), il cui territorio si presenta particolarmente ampio e diversificato, con una grande varietà di situazioni produttive che si riflettono sulle caratteristiche quanti-qualitative dei reflui in ingresso.

 I reflui fognari trattati sono di natura prevalentemente civile (70%) con una relativa percentuale di scarichi  industriali (30%), questi ultimi soprattutto agroalimentari.

L’impianto è “a fanghi attivi” a medio carico, con digestione anaerobica dei fanghi di supero ed è autorizzato all’esercizio delle operazioni di smaltimento di rifiuti speciali non pericolosi e rifiuti speciali pericolosi provenienti da terzi.

 Data la modesta presenza di stabilimenti industriali, è evidente come il carico di origine civile possa avere una profonda influenza sulla caratterizzazione chimico-fisica del refluo addotto al depuratore.

Le acque industriali contenenti particolari inquinanti, dopo un pretrattamento all’interno dell’azienda, vengono convogliate al collettore fognario in cui confluiscono, oltre ai liquami civili, anche le acque piovane incrementando le portate in ingresso nei giorni di pioggia.

 L’impianto è suddiviso in linea acque e linea fanghi, costituite rispettivamente dalle unità di trattamento di seguito elencate:

 Linea Acque

Il trattamento delle acque, che dopo la dissabbiatura viene effettuato su due linee parallele, ha il seguente schema funzionale:

VASCA STOCCAGGIO – EMERGENZA; SOLLEVAMENTO – GRIGLIATURA; RIPARTIZIONE DELLE PORTATE; DISSABBIATURA / DISOLEATURA AEREATA; SEDIMENTAZIONE PRIMARIA; PRE-DENITRIFICAZIONE – OSSIDAZIONE; SEDIMENTAZIONE FINALE; DISINFEZIONE FINALE DELL’EFFLUENTE. 

Linea Fanghi

I fanghi misti (primari e secondari) vengono sottoposti al seguente trattamento:

ISPESSIMENTO; DIGESTIONE ANAEROBICA; DIGESTIONE SECONDARIA – GASOMETRO; DISIDRATAZIONE MECCANICA; AMMASSO TEMPORANEO IN AREA CONFINATA.

 Dopo la sedimentazione finale separata, le due linee si riuniscono in una vasca di contatto dove viene eseguita la disinfezione dell’effluente prima della sua immissione nel corpo idrico ricettore denominato ”Fosso Gerra”.

 
DATI DI PROGETTO

     Tabella 3.1: caratteristiche di progetto Impianto di Castiglione delle Stiviere

Figura 3.1: schema a blocchi impianto di depurazione di Castiglione delle Stiviere

Figura 3.2: ubicazione del depuratore di Castiglione delle Stiviere

Andamento delle portate

Dalla analisi delle portate entranti nell’impianto si è individuata una portata media significativa giornaliera isolando i picchi positivi e negativi dovuti a situazioni straordinarie. Partendo da questo dato si sono definiti all’interno dell’anno due periodi, con lo scopo di rispecchiare le due stagioni principali, inverno ed estate, caratterizzati da alti carichi e bassi carichi.

 Dopo aver rilevato tutti i parametri gestionali inoltre, sono stati descritti gli andamenti temporali delle loro concentrazioni, analizzando per ciascun anno, tramite la stesura di grafici, le due linee lungo il percorso depurativo: ingresso, primario, secondario, uscita.

Carichi inquinanti e concentrazioni medie

La definizione delle condizioni di carico delineate dai periodi rappresentativi le due stagioni (inverno ed estate) ha consentito di valutare il carico effettivo in ingresso ai vari comparti dell’impianto e la “forza” del liquame, intesa come concentrazione degli inquinanti.

I carichi inquinanti, rilevati per entrambi gli anni presentano valori bassi per quanto riguarda il COD, valori medio-alti per le forme azotate in ingresso all’impianto. Il carico influente riferito al COD è nettamente inferiore al dato di progetto (3.350 kg COD/d per l’inverno 2006 e 3.500 kg COD/d per l’estate 2006 in ingresso al comparto biologico, contro 5.400 kg COD/d di progetto). Al contrario il carico in ingresso al comparto biologico relativo all’azoto è sensibilmente superiore al dato di progetto (630 kg azoto/d per l’inverno 2006 e 670 kg azoto/d per l’estate 2006, contro 325 kg azoto/d di progetto). Nonostante questo non si riscontrano differenze marcate tra inverno ed estate in quanto all’aumentare della portata diminuisce la concentrazione media degli inquinanti.

Rendimenti di rimozione

I rendimenti di rimozione del COD _GEN. (Generale) attinenti il trattamento primario non risultano dimostrare sostanziali differenze tra inverno ed estate (2005-2006), concentrandosi in un range che va da 14 a 33%.

I rendimenti di rimozione del COD da parte del processo biologico non presentano apprezzabili differenze tra loro. Sia in inverno che in estate si riscontrano rendimenti molto buoni, intorno al 75-80%; le concentrazioni degli inquinanti misurati rientrano nei parametri di legge.

Il rendimento di rimozione dell’azoto risulta essere sempre sopra il 70%, valore in linea con le attese considerando la presenza di trattamenti specifici.

 Il rendimento di nitrificazione dimostra essere eccellente, stabilizzandosi intorno al 95%.

Il rendimento di denitrificazione si attesta intorno al 70-75%, valore buono, considerando lo schema impiantistico, ad esclusione del periodo estivo del 2005 (45%) in cui il comparto non ha funzionato correttamente.

Campagna di monitoraggio

Il monitoraggio è stato effettuato attraverso la rilevazione di una serie di parametri di tipo chimico-fisico e biologico su campioni prelevati in nove punti di misura dislocati sia all’interno del depuratore (4 punti), sia lungo il collettore Fosso Gerra (3 punti) ed il successivo corpo idrico recettore: Seriola Marchionale (2 punti). Le analisi chimico-fisiche hanno riguardato i seguenti parametri: BOD₅, COD, azoto nelle diverse forme, fosforo totale, solidi sospesi, solidi totali. Per le analisi di tipo biologico, sono stati determinati Salmonella ed Escherichia Coli. Oltre alla rilevazione dei parametri sopra elencati, sono stati misurati “in situ”, per tutti i nove punti di campionamento: l’ossigeno disciolto (O.D.), la temperatura (T) ed il pH.

Punti di Misura

Punto 1 : Depuratore – INGRESSO;

Punto 2 : Depuratore – a Valle della sedimentazione primaria;

Punto 3 : Depuratore – a Valle della sedimentazione secondaria;

Punto 4 : Depuratore – USCITA;

Punto 5 : Fosso Gerra – a Valle dello scarico del depuratore;

Punto 6 : Fosso Gerra – a Monte della tombinatura località San Viletto;

Punto 7 : Fosso Gerra – a Monte della confluenza con la Seriola Marchionale;

Punto 8 : Seriola Marchionale – a Monte della confluenza con il Fosso Gerra;

 Punto 9 : Seriola Marchionale – a Valle della confluenza con il Fosso Gerra.

Figura 3.3: schema punti di monitoraggio Castiglione delle Stiviere

Si riportano di seguito i risultati dei parametri più significativi

ESCHERICHIA COLI

In ingresso all’impianto il valore del parametro microbiologico è sempre di 10⁶ ufc/100mL, normale, in quanto il liquame in entrata proviene sostanzialmente da reflui civili. Il depuratore a fanghi attivi abbatte di due unità logaritmiche la concentrazione: da 10⁶ ufc/100 mL nel punto 1 a 10⁴ ufc/100 mL nel punto 3. Questo significa che già il processo biologico permette un rendimento molto efficace (99%). Un ulteriore abbattimento di circa un’unità logaritmica può verificarsi grazie alla disinfezione. A valle di tale comparto talvolta si sono riscontrati campioni con concentrazioni sorprendentemente elevate, specialmente nei giorni 6-7 febbraio, in cui le condizioni meteorologiche (giorni di pioggia) hanno comportato un dilavamento del terreno. A valle dello scarico ovviamente le condizioni delle contaminazioni microbiologiche possono peggiorare in virtù della presenza di scarichi di aziende agrozootecniche nei corsi d’acqua. In conclusione, l’influenza del depuratore risulta essere trascurabile; sorprende però il fatto che la Seriola Marchionale presenti concentrazioni dell’ordine di 10⁴-10⁵ ufc/100mL a monte dell’ingresso del Fosso Gerra (punto 8).

SALMONELLA

E’ stata riscontrata la presenza di Salmonella, anche se non costantemente, sia nel liquame affluente al depuratore, sia in uscita dalla disinfezione, sia nella Seriola Marchionale. Peraltro il prelievo eseguito il giorno 5 marzo evidenzia la scomparsa di Salmonella a valle della disinfezione in concomitanza con l’abbattimento molto forte nei confronti di Escherichia coli.

BOD₅

Il liquame in ingresso appare abbastanza diluito. I volori di BOD₅ risultano più elevati nel punto 2 rispetto al punto 1 poichè in quel determinato comparto rientrano i ricircoli della linea fanghi (nastropresse) ed i rifiuti liquidi (percolati di discarica). I dati dei punti 3 e 4 sono molto al di sotto dei limiti di legge ed evidenziano un buon funzionamento dell’impianto. All’esterno del depuratore si evince come il valore della concentrazione del punto 6 sia minore del valore della concentrazione del punto 5 per l’effetto di autodepurazione che avviene nel Fosso Gerra. Analogamente i valori bassi del punto 7 confermano il fatto che il corpo idrico recettore si autodepuri. Lungo la Seriola Marchionale, i punti 8 e 9 non denotano alcuna differenza significativa.

COD

Il liquame in entrata risulta diluito. I punti 3 e 4 denotano una buona efficienza depurativa in termini di COD, mantenendosi sotto i limiti stabiliti dalla legge. Al di fuori dell’impianto i punti 5, 6 e 7 sono analoghi: tutti e tre non risentono dell’autodepurazione in quanto il COD è costituito principalmente da sostanza organica non biodegradabile. Nel punto 8 e 9 si evidenzia l’effetto dell’ingresso del Fosso Gerra nella Seriola Marchionale, infatti i valori del punto 7 sono maggiori rispetto a quelli del punto 8. In conclusione la Seriola Marchionale risente del COD apportato dal corpo recettore proveniente dall’impianto.

AZOTO AMMONIACALE

La concentrazione di azoto ammoniacale risulta più elevata dopo l’ingresso dei surnatanti e dei percolati di discarica; infatti le concentrazioni misurate nel punto 2 sono maggiori di quelle del punto 1. Lungo i punti 3 e 4 le concentrazioni si riducono notevolmente, mostrando un’efficienza di depurazione molto alta, raggiungendo valori inferiori a 2mg/l, al di sotto dei limiti di legge. La concentrazione si mantiene uguale lungo tutto il Fosso Gerra; al contrario, risulta che l’azoto ammoniacale nel canale Marchionale sia stato per due volte elevato e per due volte basso.

SOLIDI SOSPESI

L’andamento dei dati misurati risulta molto variabile. Questo comporta una difficile interpretazione in quanto i valori dei solidi sospesi risultano essere non coerenti tra loro. Infatti in determinati giorni (15 febbraio) il Fosso Gerra mostra concentrazioni più elevate rispetto allo scarico in uscita dal comparto della disinfezione.

TEMPERATURA

Le acque di scarico in uscita presentano generalmente un valore della temperatura più elevato rispetto ai due corpi idrici presi in esame. I valori superiori riscontrati a valle della disinfezione sono dovuti sia a scarichi civili sia a reflui caldi di provenienza industriale. Questi ultimi necessariamente hanno apportato al Fosso Gerra e al canale Marchionale un incremento della temperatura dell’ordine di 2-3 gradi centigradi senza però provocare effetti negativi su flora e fauna.

 pH

I valori del pH non presentano elevate oscillazioni attestandosi in un range che va da 7,4 a 8.3. Peraltro si è osservata una diminuzione del pH tra ingresso ed uscita per effetto della nitrificazione. All’esterno dell’impianto però, man mano che ci si avvicina al Fosso Gerra e al canale Marchionale, il pH si alza di nuovo per effetto dell’attività delle alghe.

OSSIGENO DISCIOLTO

I valori dell’ossigeno registrati a valle della disinfezione risultano essere molto bassi, in particolare il giorno 6 febbraio (2,4 mg/l). Al contrario la concentrazione tende a risalire per effetto dell’attività delle alghe, consentendo una naturale riossigenazione lungo i due corpi idrici recettori presi in esame.

Considerazioni complessive

I risultati principali emersi durante l’attività di analisi dei dati storici presso l’impianto sono i seguenti:

 Il depuratore di Castiglione delle Stiviere tratta una portata media giornaliera (13.700 m³/d per il 2005 e 14.900 m³/d per il 2006) che risulta essere conforme alla portata di progetto (15.000 m³/d).

I carichi presentano valori bassi per quanto riguarda il COD: 3.350 kg COD/d per l’inverno 2006 e 3.500 kg COD/d per l’estate 2006 in ingresso al comparto biologico, contro 5.400 kg COD/d di progetto. Al contrario il carico in ingresso al comparto biologico relativo all’azoto è sensibilmente superiore al dato di progetto (630 kg azoto/d per l’inverno 2006 e 670 kg azoto/d per l’estate 2006 contro 325 kg azoto/d di progetto).

I rendimenti di rimozione, calcolati per fasi (trattamento primario e secondario), riguardanti gli inquinanti principali (COD e azoto), non denotano sostanziali differenze tra inverno ed estate (2005-2006):

Complessivamente, analizzati i rendimenti di rimozione (paragrafo 3.2.4), l’efficienza dell’impianto è molto buona.

 I risultati principali emersi dalla campagna di monitoraggio effettuata in collaborazione con alcuni Istituti Medi Superiori di Mantova sono i seguenti:

 L’efficienza del depuratore di Castiglione delle Stiviere risulta essere molto elevata per quanto riguarda la rimozione della sostanza organica (BOD₅, COD), dei solidi sospesi e dell’azoto, a conferma di quanto sopra riportato.

La disinfezione è molto efficiente quando viene utilizzata in maniera ottimale, potendo in questo caso garantire una concentrazione di Escherichia coli in uscita inferiore a 10 ucf/100ml e assenza di Salmonella.

Lo scarico del depuratore influisce sulla qualità dei corpi idrici recettori in termini di COD e fosforo. Viceversa l’influenza è trascurabile per il BOD₅, solidi sospesi, Escherichia coli e forme azotate. Inoltre è da sottolineare il peggioramento della qualità dei corpi idrici recettori, indipendentemente dalla presenza del depuratore, in caso di pioggia.

 Nel complesso, quindi, la ricerca ha dimostrato come il potenziale impatto dello scarico del depuratore sui corpi idrici recettori (peraltro di modesta portata) venga minimizzato grazie ad una corretta e attenta gestione dell’impianto stesso. Viceversa esistono altre forme di contaminazione di tipo concentrato (scarichi di attività zootecniche) e diffuso (dilavamento terreni) che possono risultare determinanti.

  Il Depuratore di Mantova - TEA Acque