L'ACQUA TRA BIORISANAMENTO E RISERVE

La depurazione è essenziale per "ripulire" le acque reflue e restituirle all'ambiente in buone condizioni. Infatti queste acque non possono essere reimmesse in natura senza prima essere trattate, in quanto il loro carico inquinante è troppo gravoso e superiore alla capacità autodepurativa del corpo recettore (fiume, lago, mare o terreno). Le acque reflue vengono pertanto raccolte dalla rete fognaria e convogliate verso gli impianti di depurazione, a servizio di intere città o estesi comprensori costituiti da più comuni. Negli impianti tradizionali vengono di norma trattati gli scarichi domestici (acque reflue urbane) e gli scarichi industriali (reflui provenienti dalle lavorazioni) purché siano compatibili con quelli civili. Le acque di rifiuto industriale contenenti sostanze tossiche o pericolose vanno trattate o pretrattate nei luoghi di produzione. 

Nella depurazione si sfruttano varie leggi della fisica: dalla forza di gravità al principio di Archimede alle forze di coesione. Vari comparti depurativi sfruttano forze e principi diversi: nella grigliatura e nella sedimentazione si applicano processi di tipo fisico; la chiariflocculazione, reazione chimica, viene effettuata con aggiunta di particolari agenti chimici; la depurazione biologica con fanghi attivi avviene ad opera di microrganismi aerobici. La maggior parte degli impianti ha rese depurative elevate (90% o superiore). La concentrazione delle varie sostanze inquinanti allo scarico deve comunque essere inferiore ai valori limite imposti dalla normativa (in Italia dal D.Lgs. 152/2006).

I primi trattamenti in un impianto di depurazione sono di carattere meccanico. Comprendono in successione: la grigliatura per rimuovere i corpi solidi (sassi, pezzi di legno, plastiche) che potrebbero danneggiare le pompe e le parti meccaniche del depuratore o intasare le tubazioni; la dissabbiatura che sfruttando la forza di gravità porta a una eliminazione degli inquinanti più pesanti dell'acqua dal refluo; la disoleatura con cui vengono eliminate le sostanze più leggere dell'acqua (oli e grassi) che risalgono sulla superficie (la loro risalita viene spesso favorita dall'insufflazione dell'aria). C'è infine la sedimentazione primaria all'interno di una vasca, di elevati volumi, dove avviene la separazione per gravità dei solidi sospesi sedimentabili (in particolar modo del materiale organico sedimentabile). Sul fondo della vasca si accumula fango che viene raschiato e inviato nelle tramogge di raccolta per i trattamenti successivi.

 (www.cipgallura.it)

Seguono i trattamenti biologici, con un processo iniziale di ossidazione biologica che avviene in una vasca a fanghi attivi (vasca di aerazione). Questo trattamento consente di rimuovere le sostanze disciolte e i solidi sospesi. Il processo avviene grazie all'azione metabolica di microrganismi aerobici  che necessitano di ossigeno per la digestione delle sostanze e per la loro riproduzione. L'ossigeno viene fornito mediante insufflazione di aria dal fondo della vasca. Il processo porta a formare fiocchi di fango che sono eliminati per sedimentazione nella fase successiva. Si tratta della sedimentazione secondaria, che avviene in una vasca in cui i fiocchi di fango attivo sedimentano verso il fondo dove vengono raccolti da un ponte raschiatore; parte del fango attivo è fatta ricircolare nella vasca di aerazione mentre la restante parte è inviata alla linea fanghi. Dal sedimentatore, l'acqua depurata, previa disinfezione per clorazione, viene scaricata nel corpo recettore.

I nuovi impianti prevedono anche comparti e processi per la rimozione dell'azoto e del fosforo, che sono spesso causa di eutrofizzazione dei corpi idrici recettori. La denitrificazione avviene per via biologica e ad opera di specifiche colonie di batteri; per la defosfatazione si utilizza un processo chimico, che prevede l'aggiunta di agenti chimici flocculanti.

Ovviamente i fanghi prodotti dai vari comparti depurativi sono oggetto di trattamento. I fanghi dalla sedimentazione primaria e secondaria sono spillati e pompati nel preispessitore nel quale vengono concentrati, per poi essere inviati nel digestore dove avviene la digestione anaerobica del fango e la produzione di biogas ad opera di batteri metanogeni. Il biogas viene accumulato nel gasometro  e utilizzato come fonte energetica. Il fango digerito viene in questa ultima fase finale disidratato e inviato in agricoltura, a compostaggio o a smaltimento in discarica autorizzata.

 (www.acquedottolucano.it)

http://www.cafcspa.com/educational/acqua/risanamento/risanamento.html)

LAGUNAGGIO e FITODEPURAZIONE 

Il lagunaggio e la fitodepurazione sono sistemi di depurazione naturale delle acque. Questi impianti sono più economici e semplici da gestire, inoltre si integrano con il paesaggio ma un difetto è che l'attività di biodepurazione è dall'altra parte molto lenta e non può far fronte a carichi organici elevati. 

Il lagunaggio si realizza in ampi bacini in terra battuta con fondo impermeabilizzato con teli in PVC. Può essere effettuato con due processi di depurazione differenti: laguna aerata e laguna non aerata.

• Nelle lagune aerate l'aerazione è forzata e ottenuta da turbine galleggianti o pompe sommerse che insufflano aria nella massa d'acqua.
• Nelle lagune non aerate la depurazione dei reflui avviene aerobicamente in superficie grazie alla presenza dell'ossigeno nell'aria e anaerobicamente negli strati più profondi dei bacini.

Le lagune non aerate possono essere di tre tipologie differenti:

1. Aerobie: con profondità 100-150 cm, in questo modo l'ossigeno è distribuito facilmente in tutta lo spessore del refluo;
2. Facoltative: profonde fino a 2 m, in questo caso avvengono reazioni aerobiche in superficie, reazioni anaerobiche in profondità e reazioni miste nello strato intermedio (batteri facoltativi);
3. Anaerobie: con profondità fino a 5 m in cui la degradazione dei composti organici avviene ad opera dei microrganismi anaerobi che svolgono processi fermentativi.

vasca di lagunaggio: (www.bluprogetti.eu)

La fitodepurazione sfrutta i processi biologici e chimico-fisici che avvengono in natura normalmente tra suolo e vegetazione. La fitodepurazione richiede tempi lunghi e superfici molto estese, è un sistema di depurazione in cui i reflui stazionano molto lentamente. L'aspetto di un impianto di fitodepurazione è molto simile a una zona umida con stagni, con specie vegetali caratteristiche delle zone umide. Le comunità microbiche che si sviluppano in associazione con le radici delle piante e le piante stesse svolgono il lavoro principale della depurazione. I fattori che influenzano l'efficienza del sistema sono oltre ai parametro chimico-fisici, la profondità dell'acqua, la temperatura, il pH, la concentrazione di ossigeno, la vegetazione e i microrganismi presenti.

La fitodepurazione può essere realizzata con microfite o con macrofite.

• Le microfite possono essere le alghe unicellulari. 
• Le macrofite possono essere galleggianti, radicate sommerse e radicate emerse.

In questi impianti di depurazione delle acque è indispensabile che a monte sia collocato un sistema di grigliatura per la rimozione dei solidi grossolani e per la raccolta di quelli sedimentabili e una disoleatura per grassi e oli.

 (www.artecambiente.it)

Fonte: Scienze Zanichelli - Biologia, microbiologia e biotecnologie. Tecnologie di controllo ambientale                                                                                     

La popolazione cresce più in fretta delle riserve di acqua

Nel 1960, Heinz von Foerster e i suoi colleghi pubblicarono su Science uno studio contenente una formula in grado di prevedere l’andamento della crescita della popolazione mondiale. Questa formula, quando utilizzata, restituiva un accurato valore della popolazione per il 1960 (2,7 miliardi di persone), e mostrava come questo andamento sarebbe diventato infinito a partire dal 13 Novembre 2026, una predizione che ha fatto guadagnare alla formula il nome di Doomsday Equation, l’equazione dell’Apocalisse.

Grazie ai dati ottenuti da varie fonti, infatti, von Foerster concluse che la crescita della popolazione attraverso i secoli stava aumentando più rapidamente di una curva esponenziale, più simile, di fatto, a un’iperbole. Molte ricerche hanno cercato di provare la solidità dei risultati ottenuti da von Foerster 50 anni fa. Uno studio, pubblicato su WIREs Water, si è occupato di indagare, in particolare, come la crescita della popolazione sia collegata alla quantità di acqua potabile globale, considerata risorsa fondamentale per una crescita sostenibile del numero di esseri umani sul pianeta.

Tenendo in considerazione vari fattori, i ricercatori hanno notato che la popolazione mondiale sta crescendo più in fretta della riserva di acqua sul pianeta, un cambiamento nel regime di crescita previsto da von Foerster che potrebbe portare a una nuova fase per il sistema uomo-acqua. 

Anthony Parolari, autore principale dello studio dice: “Sembra che stiamo ora per entrare in un periodo di stagnazione per le riserve d'acqua, mentre la popolazione continua a crescere”.

Parolari ha anche aggiunto che, per evitare una penuria di acqua potabile in futuro, è necessario studiare innovazioni tecnologiche che permettano di aumentare le riserve di acqua disponibili sul pianeta. E’ anche necessario prendere più seriamente il concetto di un tasso di consumo di acqua su scala globale più sostenibile di quello attuale.

(http://www.torinoscienza.it/notizie/2015/popolazione_cresce_26032015.html)