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LAGUNAGGIO - VASSOI A FLUSSO SUPERFICIALE

Il sistema ad ossidazione in lagune aerate differisce dal processo a fanghi attivi poiché non si utilizza il ricircolo dei fanghi per mantenere la flora batterica necessaria alla depurazione(valori compresi tra i 6 e i 10 milioni di individui litro) nella vasca di ossidazione; così come non si ricorre alla sedimentazione finale.
I fanghi biologici sono prodotti dalla depurazione del substrato entrante nel bacino di aerazione.
Tali bacini sono in genere realizzati in terra meglio se impermeabilizzata. Nella fase attuale è preferibile utilizzare teli in PVC incollati o saldati a caldo; la fornitura di ossigeno è in genere fornita da turbine galleggianti o da pompe sommerse con sistema di diffusione a tubi tipo Venturi con prese d’aria in atmosfera munite di filtri.
Le lagune possono essere di due tipi:
le lagune aerate, che a causa dei bassi valori dei solidi sospesi totali (MLSS) e della conseguente bassa attività biologica per unità di volume di bacino, hanno il consumo di energia necessario per ottenere una sufficiente miscelazione prevalente sul consumo necessario al trasferimento dell’ossigeno per il processo biologico.
Nelle lagune non aerate, la biodemolizione può avvenire sia aerobicamente tramite l’ossigeno atmosferico trasferito dalla superficie aria - acqua e/o tramite l’ossigeno prodotto dallo sviluppo algale, sia attraverso i processi anaerobici.
Attraverso le varie condizioni che si possono realizzare all’interno delle lagune non aerata si possono suddividere in tre tipi :
aerobiche, aerobiche - anaerobiche o facoltative e anaerobiche.
Le lagune aerobiche hanno una profondità di circa 1 - 1,5 m tale da permettere la presenza di ossigeno disciolto in tutti i punti della laguna; il liquame deve essere però continuamente miscelato con pompe o agitatori superficiali.
Nelle lagune facoltative profonde 1 - 2 m, si possono distinguere tre zone: una zona superficiale aerobica dove sono presenti e sviluppano batteri ed alghe, (tale zona riduce il problema degli odori); una zona anaerobica dove si depositano i solidi sedimentabili di sostanze decomposte dai batteri anaerobici presenti sul fondo del bacino; una zona intermedia dove sono presenti i batteri facoltativi.
Le lagune anaerobiche sono profonde 2 - 5 m.
Per i bacini aerati e non, di piccole dimensioni, si dovrà prevedere il punto di ingresso del liquame nella posizione centrale, mentre per bacini di qualche ettaro l’immissione può avvenire a 100 m dalla costa laterale. Per bacini che non hanno sistemi di miscelazione dei liquami i punti di immissione dovranno essere previsti in più punti.
Le pendenze degli argini sono funzione del tipo di terreno e di materiale sintetico utilizzato e la loro altezza dal pelo libero superficiale, in genere di 0,5 - 1 m, è funzione della grandezza del bacino; gli scarichi dovranno essere realizzati direttamente sotto la superficie, per evitare problemi durante la stagione fredda.
La messa in funzione di una laguna, deve essere preceduta e seguita da una serie di controlli che vanno dalla verifica della tenuta, alla capacità di resistere all’erosione delle sponde, alla verifica della copertura vegetale delle sponde; in seguito l’avviamento avviene come per un impianto a fanghi attivi. La messa in marcia è bene che avvenga durante il periodo più caldo dell’anno, con invio di liquame in maniera intermittente e verifiche periodiche del pH. Tale valore deve essere superiore a 7,5 onde favorire la decomposizione del fango sul fondo. Il controllo dei valori di COD , BOD5 e solidi sospesi, consente inoltre di verificare il funzionamento e la messa a regime della depurazione. Soltanto dopo aver verificato tali condizioni si invierà in maniera continua il liquame. La verifica ed il controllo biologico non sono necessari in quanto il sistema si riadatta automaticamente alle variazioni di carico tendendo a raggiungere lo stato di equilibrio per le nuove condizioni.
In relazione alle caratteristiche biologiche di tale processo alcune variazioni di fattori quali temperatura, pH, carenza di nutrienti ecc. possono produrre disfunzioni nel funzionamento della laguna.
Tra le disfunzioni sono da porre in rilievo quelle relative a:
a) diffusione di cattivi odori;
b) blocco degli aeratori superficiali per formazione di ghiaccio;
c) proliferazione di insetti.
La diffusione dei cattivi odori (a) è dovuta generalmente all’aumento del carico organico in arrivo, con riduzione del pH e dell’ossigeno disciolto; le operazioni che possono essere compiute sull’impianto sono la riduzione del carico organico con l’installazione di idonei sistemi di areazione;
tale disfunzione (b) non compromette l’utilizzo di sistemi a diffusione d’aria;
il sistema (c) per eliminare questo inconveniente è quello di operare una disinfestazione delle erbacce e del materiale galleggiante e di utilizzare in taluni casi degli insetticidi.
I processi biologici fondamentali che possono avere luogo nello stagno biologico sono:
- fotosintesi
- ossidazione aerobica
- decomposizione anaerobica
- azione fagotrofa dei predatori.
La sostanza organica contenuta nel liquame che entra in un stagno biologico va incontro a reazioni biochimiche che portano alla sua trasformazione sotto forma di fango, alla successiva decomposizione di quest’ultimo ed alla parziale sintesi di nuove cellule viventi.
Una volta depositatosi, se è disponibile O2 disciolto, il fango viene decomposto dai batteri aerobi e può subire una completa ossidazione; se invece non vi è disponibilità di O2 libero il fango va incontro solo a parziale decomposizione di tipo anaerobico.
Oltre alla flora batterica di natura aerobica o anaerobica, nello stagno aerobico o facoltativo sono presenti anche le alghe verdi e i predatori.
Le prime traggono energia dalla luce solare e utilizzano CO2, composti azotati e fosforici (prodotti dalla decomposizione batterica delle molecole organiche più complesse), per sintetizzare nuove cellule algali con produzione di O2 gassoso come catabolica, e questi a sua volta contribuisce a mantenere il liquido in condizioni aerobiche.
Gli organismi predatori fanno invece principalmente parte dello zooplancton, costituito da piccoli animali che si nutrono di batteri ed alghe producendo O2 come catabolita gassoso.
In questo modo si attua un sistema ciclico attraverso il quale la sostanza organica biodegradabile viene in parte convertita in materiale cellulare ed in parte gassificata.
Il bilancio energetico di un tale sistema ciclico delle laguna aerobica coinvolge due fonti di provenienza, e varie forme di destinazione.
La maggior parte delle energie che entra nel sistema è quella solare che si libera in parte come calore, ed in parte è utilizzata dalla biomassa attiva, il liquame costituisce poi la seconda fonte di energia, la quale viene veicolata parte in batteri, alghe e predatori, in parte viene dispersa in calore e parte esce dal sistema con l’effluente finale.
Per gli stagni aerati, la fonte principale di energia è l’apporto dei sistemi di miscelazione e di ossigenazione artificiale.
La produzione di fango è dovuta a diversi fenomeni , la sedimentazione dei materiali pesanti, la bioflocculazione (o bioassorbimento), l’autoflocculazione e la sintesi di nuove cellule.
Il lungo periodo di ritenzione a cui è sottoposto il liquame nello stagno fa si che i solidi sedimentabili vengano rimossi totalmente ,la bioflocculazione, fisico biologico per cui le sostanze organiche finemente particolate e colloidali, ad opera di una popolazione molto ricca e varia di microrganismi, vanno a costruire fiocchi facilmente sedimentabili.
Tale fenomeno è facilitato per temperature al di sopra dei 4°C e da una buona miscelazione della fase liquida.
I vari fattori che concorrono alla determinazione di uno stagno sono:
fattori idraulici: da cui si ricava il tempo di riduzione idraulico convenzionale;
fattori chimici: come ogni processo biologico le caratteristiche chimiche del liquame influiscono notevolmente sul funzionamento;
fattori climatici: l’entità delle precipitazioni è facilmente valutabile dai dati meterologici in circa 1000 mm/anno.
Gli stagni realizzati hanno una profondità media di 1,00 metri ed operano sfruttando fenomeni biologici diversi in funzione della loro profondità, della intensità luminosa e della trasparenza del mezzo.
Adatti a trattamento di scarichi con concentrazioni di BoD5 analoghe a quelle dei liquami domestici e consentono rendimenti di depurazione che possono superare il 90% sul filtrato.
Negli strati superiori, per effetto della fotosintesi algale, si ha un’intensa ossigenazione del liquame, che consente l’instaurarsi di una attiva fermentazione batterica del tipo aerobico; negli strati profondi e nei sedimentati, non essendo disponibile ossigeno disciolto, il processo è del tipo anaerobico - facoltativo.
L’estensione in profondità di questi due strati è continuamente variabile nel corso della giornata: è individuabile un livello di separazione che è più profondo nelle ore diurne e più superficiale durante la notte : per adattarsi a questa situazione, la flora batterica è di tipo facoltativo.
Naturalmente se l’incidenza del vento nel corso della giornata è notevole, tale stratificazione è modificata.
Il maggior apporto di ossigeno è di origine fotosintetica; le quantità sono variabili con:
- intensità luminosa;
- latitudine;
- stagione;
- temperatura;
- trasparenza del liquame.
Alle ns. latitudini la produzione di O2 fotosintetico può oscillare tra 20 e 100 Kg O2/ ha x giorno. Come più sopra accennato anche il vento può contribuire parzialmente all’ossigenazione del liquame, si stima però che tale apporto non superi 10 Kg O2 /ha x giorno.
Poiché le variazioni stagionali possono produrre sbalzi di temperatura tali che provocano formazione di ghiaccio sulla superficie con conseguente diminuzione di penetrazione della luce solare, ed in considerazione delle notevoli variazioni di carico apportate dalla discontinuità della produzione agroalimentare, abbiamo integrato il progetto con due aeratori di fondo.
Il supporto per le fermentazioni batteriche aerobiche è fornito con ossigeno formato da due tubi venturi di tipo statico sommersi.
Hanno il vantaggio , oltre a quello di non produrre fastidiosi effetti aerosol, quello che per temperature esterne inferiori ai 6°C, di trasferire il calore apportato dall’aria compressa.
Lo scopo degli organi di aerazione non è solo quello di fornire ossigeno , ma anche di mantenere rimescolata l’idromassa.

©2007 F.A.R.A. s.r.l.