L' Era moderna

1997, Trasformazione di parte del vecchio settore chimico-fisico in settore biologico

A partire dal 1997 il processo è stato modificato allo scopo di "alleggerire" i trattamenti chimico-fisici ed incrementare i trattamenti biologici mediante la conversione di un comparto chimico-fisico in comparto per un trattamento biologico di primo stadio ad alto carico , con evidenti vantaggi tecnico-economici e gestionali.

Avendo verificato, dopo anni di funzionamento, che:

- i primi due comparti (pretrattamenti meccanici, trattamento chimico-fisico primario) già assicuravano le seguenti rimozioni:

        COD                   60-70% ( da 10.000 mg./l. a 3-4.000 mg./l.)

        Solidi sospesi          90-100%

        Solfuri                        95-100%

        Metalli pesanti             90%

- il comparto chimico-fisico intermedio non migliorava ulteriormente la qualità dell’effluente uscente dai sedimentatori primari;

- dal comparto del trattamento chimico-fisico primario, infatti, si estraevano il 75-80% dei fanghi complessivamente prodotti, mentre dal comparto chimico-fisico intermedio se ne estraeva una quantità del tutto trascurabile;

- tutti i trattamenti effettuati in questi primi tre comparti, non garantivano, comunque, l’eliminazione di eventuali sostanze inibenti il processo biologico, costituite da composti organici solubili e quindi non precipitabili;

- il comparto del trattamento biologico, che è dimensionato per trattare 54.000 Kg/d. di COD e 5.400 Kg/d. di ammoniaca, in alcuni periodi dell’anno (giugno-luglio e ottobre-novembre soprattutto) riceveva quantità molto superiori di COD (70-80.000 Kg/d. con punte fino a 105.000 Kg/d.).In queste situazioni di sovraccarico il processo biologico andava "in sofferenza" con conseguenti rialzi delle concentrazioni nell’effluente in uscita dal comparto del COD e dell'azoto. Per rientrare quindi nei limiti di legge occorreva effettuare successivamente un trattamento terziario "spinto" per l'abbattimento del COD residuo e dosare un eccesso di ipoclorito di sodio per ridurre la concentrazione dell'ammoniaca.

- per ottenere un funzionamento ottimale e affidabile del trattamento biologico occorreva che la quantità di COD entrante non superasse i 40-50.000 Kg/d.

Per quanto sopra premesso nel 1996 fu deciso di trasformare il comparto chimico-fisico intermedio in un primo stadio biologico (o pre-biologico) che avrebbe consentito:

- di smorzare le punte di carico;

- di demolire eventuali sostanze organiche inibenti disciolte e non precipitabili con agenti chimici.

Una ricerca effettuata su impianto pilota condotta per alcuni mesi nel 1995 aveva confermato che un primo stadio biologico ( funzionante ad "alto carico") era in grado di abbattere la quantità del COD uscente dai sedimentatori primari del 50% e di demolire biologicamente composti solubili ed inibenti il processo di nitrificazione dell’azoto ammoniacale e proteggere quindi il secondo stadio biologico.

 

Linea acque


Pretrattamenti sui liquami industriali:


-riunione e miscelazione in un pozzo dove confluiscono le fognature industriali

-sollevamento tramite pompe sommerse

-grigliatura fine mediante n. 3 microstacci a tamburo

-misurazione di portata

-ripartizione su due vasche di omogeneizzazione circolari da 10.000 mc. cadauna dove confluivano anche i ricircoli provenienti dai vari comparti dell’impianto (disidratazione, ispessitori, drenaggi, acque di servizio, ecc.)

-ossidazione dei solfuri realizzata in una delle due vasche di omogeneizzazione.

Pretrattamenti chimico-fisici:


-2° sollevamento mediante pompe a vite d’Archimede

-additivazione di cloruro ferrico, calce, polielettrolita anionico

-ripartizione alla sedimentazione primaria

-sedimentazione primaria su n. 3 vasche da 960 mc cad.

I fanghi primari estratti dai sedimentatori venivano inviati a n. 2 ispessitori circolari da 2.800 mc cad.

Dal comparto del trattamento chimico-fisico primario si estraevano il 50 - 60% dei fanghi complessivamente prodotti.

Primo stadio biologico (ex-secondo comparto chimico-fisico):

-n. l vasca di ossidazione biologica da 7.000 mc nella quale veniva iniettato ossigeno puro

-n. 4 vasche di sedimentazione da 960 mc cad.

-ricircolo e spurgo dei fanghi attivi.

I fanghi di supero venivano pompati in n.2 ispessitori da 1.200 mc cad: (denominati ispessitori biologici); la quantità di solidi secchi evacuati come fango di supero da questo comparto costituivano il 20-30% dei solidi totali prodotti nell’impianto.

Pretrattamento delle acque reflue domestiche (invariato):

I liquami provenienti dal sistema fognario civile (separato da quello per i liquami industriali) del Comune di S.Croce sull’Arno e da una parte del sistema fognario del Comune di Fucecchio venivano sottoposti ad una sedimentazione primaria utilizzando una quinta vasca di decantazione identica a quelle già descritte per il comparto di primo stadio biologico per i reflui industriali. I relativi fanghi primari (quantità trascurabili) venivano inviati agli ispessitori primari; mentre i liquami chiarificati si univano a quelli industriali e miscelati venivano inviati al successivo trattamento.

Secondo stadio biologico:

I liquami (civili ed industriali) chiarificati venivano avviati al comparto di trattamento biologico di secondo stadio rimasto invariato.

I fanghi di supero estratti venivano avviati ai due ispessitori da 1.200 mc (ispessitori biologici). la quantità di solidi secchi evacuati come fango di supero da questo comparto costituiscono il 10-20% dei solidi totali prodotti nell’impianto.

Trattamento chimico- fisico finale:

L’effluente chiarificato proseguiva, quindi, verso il comparto di trattamento chimico-fisico finale. L’effluente sversato nel canale Usciana aveva caratteristiche sempre conformi ai parametri di legge a meno dei cloruri e dei solfati per i quali continuava a valere la deroga regionale (vedi tabella sottostante).

Come già descritto tutti i fanghi estratti dai vari comparti venivano inviati al condizionamento effettuato mediante l’aggiunta di calce e cloruro ferrico ed infine disidratati mediante n. 5 filtropresse a piastre.

La produzione dei fanghi disidratati e conferiti a discarica dopo le modifiche e gli aggiornamenti effettuati si attestò a circa 120.000-130.000 t di pannello/anno.

Inoltre, nell’ottica di un miglioramento continuo dell’impatto ambientale dell’impianto di depurazione del territorio circostante, anche in quegli anni si sono continuate le sperimentazioni tese a ridurre l’emissioni di sostanze odorigene. Si ricorda, in particolar modo, il tentativo, elaborato insieme alla Solvay, di ossidare i solfuri presenti nei liquami con acqua ossigenata.

I vantaggi principali nell’uso di acqua ossigenata erano:

- eliminazione delle emissioni maleodoranti

- riduzione dei costi di smaltimento in discarica dei fanghi (non vi è produzione di fanghi aggiuntivi con l’uso di acqua ossigenata rispetto a quelli già presenti nel liquame grezzo)

- eliminazione del problema della corrosione nelle tubazioni

- economicità del processo rispetto al tradizionale trattamento a calce e ferro

- riduzione dell’usura dei macchinari atti alla pressofiltrazione dei fanghi

- semplicità gestionale del sistema di trattamento e dello stoccaggio materie prime.

Il processo a acqua ossigenata è stato utilizzato a partire dal mese di dicembre 1997 in sostituzione del processo a calce e ferro. Il processo a perossido d’idrogeno è stato realizzato in tempi rapidi ed ha consentito sia l’eliminazione del problema odori sia la riduzione della produzione di fanghi, con minimi interventi sull’impiantistica: sostanzialmente la realizzazione di un sistema di stoccaggio e di un sistema di dosaggio e controllo tramite misurazione del potenziale Redox. Il processo a perossido d’idrogeno è risultato performante ed economicamente valido in rapporto al vecchio processo a calce e ferro. In seguito, nella nuova configurazione d’impianto, con la realizzazione del settore prebiologico e nell’ottica di ridurre progressivamente l’utilizzo di reagenti chimici si è preferito modificare nuovamente il processo e ossidare i solfuri presenti nei liquami con l’ausilio di ossigeno gassoso

A partire dall’anno 1997 fu data crescente importanza ai controlli automatici, alla automazione in generale. In particolare modo è da quegli anni che le diverse fasi del processo depurativo sono controllate automaticamente da un sistema informatico centralizzato che rileva ed elabora in tempo reale i dati relativi alla funzionalità delle apparecchiature, le quantità di acqua scaricata e trattata, i principali parametri di processo, i dati di monitoraggio delle emissioni odorigene e delle condizioni meteorologiche utili per lo studio e per il contenimento dell’impatto ambientale.

Negli archivi informatici, sono quindi memorizzati i dati di anni di gestione, la cui elaborazione consente a chiunque di verificare anche a posteriori e in qualunque momento la funzionalità ed il grado di efficienza dei sistemi di depurazione.

Oltre al controllo automatico si è continuato, naturalmente, ad effettuare i controlli manuali da parte degli operatori.

I principali parametri monitorati nelle diverse fasi dell’impianto (ingresso, uscita omogeneizzazione, uscita sed.primario, uscita primo stadio biologico, uscita secondo stadio biologico, uscita finale) sono:

-ph 

-COD

-solidi sospesi 

-azoto ammoniacale 

-azoto nitroso 

-azoto NItrico 

-cloruri 

-solfati 

-fosforo totale 

-solfuri 

-ossigeno disciolto

-potenziale redox

-livello e concentrazione dei fanghi nei sedimentatori e negli ispessitori

-analisi microscopica e caratterizzazione della flora batterica


 PARAMETRO  UNITA' DI MISURAVALORI PIU' FREQUENTI  VALORI MEDI VALORI DI LEGGE
 pH 6,5 - 8,5  7,255,5 - 9,5 
 COD mg/l 120 - 160150 160 
 SOLIDI SOSPESI  mg/l 20 - 302535 
 N-ammoniacale mg N-NH4+/l 0,5 - 10 615 
 N-nitrico  mg N-NO3-/l8 - 18 12 20
 SOLFURI mgS=l 0 0 1
 SOLFATI mgSO4=/l1.300 - 1.6001.500  1.700
 CLORURI mgCl-/l2.200 - 2.800  2.500 3.800


Tutte le analisi di controllo dell’impianto (non delle utenze industriali che sono effettuate in altro luogo)  continuavano ad essere eseguite da un laboratorio interno in cui lavorano n. 4 tecnici, che si occupano anche del controllo della qualità dei fanghi disidratati, dei prodotti chimici impiegati nella depurazione e dei reflui addotti mediante autobotti. Sul piano dell’efficienza si deve rilevare che negli anni ’93 e ’94 l’impianto aveva sofferto di disfunzioni rilevanti, tant’è vero che le Autorità Pubbliche di controllo in diverse occasioni erano intervenute per imporre il fermo delle attività produttive a causa dei superamenti dei limiti tabellari di legge allo scarico e con ordinanze sindacali per salvaguardare l’ambiente con particolare riferimento alle emissioni maleodoranti che provocavano giustificate rimostranze da parte della popolazione. Negli anni dal 1997 al 2001 l’impianto non ha dato alcun problema rispetto all’efficienza del processo di depurazione arrivando a consolidare le sue performances ad un livello superiore al 98,5% di abbattimento e conseguendo l’acquisizione di livelli di qualità dell’aria circostante tali da meritare il pubblico apprezzamento dell’Autorità di controllo. In particolare modo, si è iniziato in quegli anni, e si sta continuando adesso il dosaggio di reattivi chimici quali soda caustica, acqua ossigenata e calce, utilizzati esclusivamente per il miglioramento ambientale. I suddetti reattivi vengono in parte immessi direttamente nelle stazioni di sollevamento intermedie lungo le fognature industriali, in parte in alcuni comparti specifici dell'impianto di depurazione oltre che negli impianti di trattamento dell’aria confinata ed aspirata.