Fanghi di depurazione : produzione, caratterizzazione e trattamento

I fanghi di depurazione costituiscono il principale residuo dei trattamenti depurativi (soprattutto dei processi di sedimentazione) e in essi si concentrano gli inquinanti rimossi dalle acque reflue. La loro gestione è fonte dei principali problemi degli impianti di depurazione dal punto di vista sia tecnico sia economico e, non di rado, sono causa di controversie legali. I processi di trattamento cui i fanghi devono essere sottoposti dipendono dalla loro specifica natura, sebbene ispessimento e disidratazione siano generalmente sempre presenti. L’ispessimento è il processo finalizzato a una preliminare riduzione del contenuto di acqua dei fanghi. La disidratazione, invece, mira a ridurre al minimo la presenza di acqua nei fanghi – prima che gli stessi escano dall’impianto – riducendo, in tal modo, i corrispondenti costi di trasporto e smaltimento. Per quanto attiene alle unità d’ispessimento, sono descritte le seguenti tipologie: (i) a gravità per co-sedimentazione; (ii) a gravità con vasca dedicata; (iii) per flottazione; (iv) per addensamento dinamico; (v) su nastri a gravità. La disidratazione, invece, è discussa con riferimento alle seguenti opzioni tecnologiche: centrifughe, filtropresse a camera, nastropresse, letti di essiccamento, sacchi drenanti. Nel volume sono svolte considerazioni utili per scegliere al meglio le unità d’ispessimento e di disidratazione. Il testo, inoltre, è corredato di esempi numerici sul dimensionamento di un ispessitore a gravità, e sul dimensionamento di un sistema di filtropresse, di nastropresse e di letti di essiccamento per la disidratazione dei fanghi prodotti da un impianto di depurazione per reflui urbani. Anche all’essiccamento termico, che sfrutta il calore (anche residuo) per far evaporare l’acqua presente nei fanghi di depurazione, è dedicata una certa attenzione. I processi di digestione biologica e i processi di condizionamento e stabilizzazione chimica sono sviluppati in funzione delle specifiche caratteristiche dei fanghi da trattare. Per i piccoli e medi impianti di depurazione risulta particolarmente indicato il processo di digestione aerobica, per il quale è anche sviluppato un esempio numerico sul dimensionamento di uno stabilizzatore aerobico. L’importanza delle questioni concernenti il recupero energetico fa sì che la digestione anaerobica dei fanghi abbia assunto una tale rilevanza da meritare una trattazione approfondita. In particolare vengono approfonditi i seguenti aspetti della digestione anaerobica: (i) il ruolo della temperatura; (ii) il metabolismo batterico; (iii) le fasi della digestione; (iv) le condizioni operative; (v) i parametri di processo; (vi) l’inibizione e la tossicità; (vii) le principali modalità di digestione anaerobica; (viii) il dimensionamento dei volumi dei digestori anaerobici; (ix) la produzione di biogas; (x) la potenza di miscelazione e il fabbisogno di calore per il riscaldamento; (xi) il rendimento della digestione; (xii) la produzione e la qualità del surnatante; (xiii) la produzione teorica del fango digerito; (xiv) le modalità realizzative e i particolari costruttivi; (xv) l’utilizzazione del biogas; (xvi) la produzione di idrogeno (cenni); (xvii) gli esempi di realizzazioni. L’argomento è completato da un esempio numerico di dimensionamento di un digestore psicrofilo monostadio e un esempio di dimensionamento di un digestore mesofilo monostadio in un impianto di depurazione per reflui urbani.