Appunti di sanitaria

Progetto di sanitaria

Fossa biologica e fossa settica convenzionale

La fossa biologica o fossa settica convenzionale è una fognatura di tipo statico, che viene di norma utilizzata nel caso di condomini e gruppi di case isolati e in generale di tutte quelle utenze non servite dalla fognatura dinamica. Tale sistema, raccogliendo e trattando le acque nere (toilette) e grigie (lavabi, ecc.) provenienti dall'utenza, permette di soddisfare le esigenze igieniche senza porre in atto opere di depurazione. Nelle fosse biologiche non possono essere convogliate le acque pluviali.

Mentre i pozzi neri sono destinati alla raccolta delle deiezioni e pertanto sono dotati soltanto di condotta di afflusso, le fosse biologiche permettono lo scarico per sfioramento dalla parte opposta a quella di immissione dei liquami e sono pertanto dotate anche di condotta di efflusso per il convogliamento dell'effluente verso un recapito finale. Quindi, a differenza dei pozzi neri, le fosse biologiche hanno il problema dello smaltimento dell'effluente. Il pozzo nero, dal canto suo, ha invece la necessità di essere svuotato con regolare periodicità poiché, una volta riempito, non è assolutamente più in grado di raccogliere ulteriori liquami.

Opere di presa

Le opere di presa sono serie di impianti che permettono di prelevare l'acqua dai cicli naturali. In genere tali opere si trovano lontane dai centri abitati. Tali opere rappresentano la prima parte di un acquedotto. La captazione può essere effettuata da sorgente, da falde freatiche o artesiane, acque superficiali correnti (fiumi) o stagnanti (laghi), acque subalvee e, raramente, da acque meteoriche o piovane.

Dissabbiatore

Il dissabbiatore è un'opera idraulica che sfruttando la forza di gravità separa l'acqua dalla sabbia o dai materiali portati in sospensione. È costruito generalmente in prossimità dell'opera di presa e consiste in una vasca in calcestruzzo armato che presenta una sezione maggiore del canale di alimentazione. Il dissabbiatore viene impiegato negli impianti idroelettrici per limitare l'usura delle turbine e nei canali irrigui per ridurre i depositi di limi e sabbie, negli impianti di trattamento delle acque reflue.

La dissabbiatura delle acque reflue è un particolare tipo di dissabbiatura: è uno dei trattamenti meccanici preliminari a cui vengono sottoposte le acque di scarico all’ingresso degli impianti di depurazione per rimuovere e ridurre i materiali sospesi e galleggianti.

Nel campo dei liquami urbani, si definiscono "sabbie" tutti i materiali di dimensioni superiori a 0,15-0,2 mm e di alto peso specifico. Tali materiali possono danneggiare i successivi trattamenti di depurazione in vario modo:

• Causano abrasione su pompe, lame raschiatrici, condotte e organi di intercettazione;
• Occludono le luci di passaggio per accumulazione, soprattutto nel caso di flussi discontinui (pozzetti e condotte);
• Costituiscono volumi morti in zone di calma dei vari reattori eventualmente presenti nelle sezioni di impianto più a valle.

Le sabbie asportate nella dissabbiatura delle acque reflue vengono solitamente avviate a discarica, dopo eventuali operazioni di lavaggio e disidratazione.

Autodepurazione dei corpi idrici

L’autodepurazione dei corpi idrici è un processo valido solo per le sostanze biodegradabili e consiste nel trasformare tali sostanze (in genere organiche) in sali, e ciò avviene ad opera di alcuni batteri. I batteri (ad eccezione di quelli fotosintetici) sono classificati come riduttori perché essi sono in grado di degradare i composti chimici complessi a specie più semplici e da qui ricavano l’energia necessaria per la loro crescita.

Batteri autotrofi ed eterotrofi

A seconda del modo con il quale si procurano le due risorse fondamentali per la vita, l'energia ed il carbonio (necessario per la sintesi dei composti organici), i batteri si dividono in autotrofi ed eterotrofi.

I batteri autotrofi sono in grado di sintetizzare le molecole organiche a partire da molecole inorganiche, come l’anidride carbonica. L’energia necessaria per alimentare queste sintesi può essere fornita dalla luce o da altri composti chimici (mediante reazioni).

I batteri eterotrofi hanno bisogno di nutrirsi di molecole organiche già sintetizzate, come fanno tutti gli animali. Questi batteri sono capaci di alimentarsi praticamente di tutto.

Batteri aerobici e anaerobici

Inoltre si definiscono aerobici tutti i batteri che, come gli animali, “respirano” ossigeno, sono anaerobici i batteri che vivono in ambienti privi di ossigeno perché per essi l’ossigeno è tossico; ci sono anche i batteri aerobici facoltativi che preferibilmente usano l’ossigeno ma in assenza di ossigeno sopravvivono ugualmente.

Il metabolismo batterico è l’insieme di processi attraverso cui le sostanze chimiche vengono modificate nella cellula per ricavarne energia e biomassa (materiale cellulare). Le cellule sfruttano il catabolismo (l'insieme dei processi metabolici che ha come prodotti sostanze più semplici) per ricavare energia e l'anabolismo o biosintesi (l'insieme dei processi di sintesi delle molecole organiche più complesse da quelle più semplici o dalle sostanze nutritive) per ricavare biomassa la quale è sfruttata per crescere e immagazzinare energia.

La richiesta di ossigeno come indice d’inquinamento (BOD e COD)

Quando un corpo idrico tiene sospese o disciolte sostanze ossidabili (biodegradabili) dà il via all’azione autodepurativa tramite microrganismi aerobi i quali, per ossidare le sostanze inquinanti, consumano ossigeno.

La domanda d’ossigeno di un corpo idrico è la quantità d’ossigeno (espressa in mg/l) richiesta per liberarlo dagli agenti contaminanti. La quantità di ossigeno che viene consumata per l’ossidazione dei contaminati presenti nell’acqua, ad opera dei microrganismi, prende il nome di BOD (domanda biochimica di ossigeno) acronimo dell'inglese Biochemical Oxygen Demand. Esso rappresenta una misura del contenuto di materia organica biodegradabile presente in un campione d'acqua. Il test del BOD viene effettuato su un campione dell'acqua da analizzare precedentemente saturato di ossigeno; sigillando il campione (per impedire che altro ossigeno passi in soluzione) e quindi conservandolo al buio per impedire che si sviluppino reazioni di fotosintesi (che generano ossigeno). Il campione è mantenuto al buio alla temperatura di 20 °C per tutta la durata del test (solitamente 5 giorni) e al termine di questo periodo viene analizzato l'ossigeno disciolto residuo, la quantità di ossigeno mancante sarà stata utilizzata dai batteri per mineralizzare le sostanze organiche biodegradabili. Se non si è consumato ossigeno vuol dire che non ci sono sostanze degradabili dai batteri ma l’acqua può essere ugualmente inquinata da sostanze non biodegradabili dai batteri.

COD (chemical oxygen demand)

In chimica, COD (domanda chimica di ossigeno) è l'acronimo di chemical oxygen demand (in italiano letteralmente "domanda chimica di ossigeno"). Mentre con il BOD misuriamo l’inquinamento dovuto a sostanze biodegradabili con il COD misuriamo l’inquinamento totale cioè dovuto a sostanze biodegradabili e non. Il suo valore, espresso in milligrammi di ossigeno per litro, rappresenta la quantità di ossigeno necessaria per la completa ossidazione dei composti organici ed inorganici presenti in un campione di acqua. Il test del COD viene effettuato su un campione dell'acqua da analizzare addizionandolo di una quantità nota di bicromato di potassio (che è un forte ossidante) in ambiente acido per acido solforico, facendo bollire tale soluzione per due ore e determinando infine la quantità di bicromato non consumato per l’ossidazione mediante una titolazione con sale di Mohr.

Il BOD può essere usato per stimare le qualità generali dell'acqua e il suo grado di inquinamento ed è un parametro usato nella gestione della qualità dell'acqua e nella depurazione:

• BOD > 10 mg/l Fortemente inquinato
• BOD 5÷10 mg/l Inquinato
• BOD 3÷5 mg/l Leggermente inquinato
• BOD ≤ 3 mg/l Non inquinato

Il BOD inoltre è spesso usato come parametro di misura per valutare l'efficienza per gli impianti di trattamento acque reflue.

L’abitante equivalente

Possiamo misurare l’inquinamento di un corpo idrico dovuto a uno scarico misurandolo come la quantità di abitanti che contribuirebbe a creare quello scarico. L'abitante equivalente (a.e.) è definito all'art.74 comma 1 lett. a) del D.Lgs. 152/06 come "carico organico biodegradabile avente una richiesta di ossigeno a 5 giorni (BOD5) pari a 70 grammi di ossigeno al giorno o 250 l di H₂O". (questi dati sono variabili nel tempo, ad esempio negli anni ’50 si utilizzava 150 l di H₂O).

Questi dati si utilizzano per calcolare a quanti abitanti equivalenti corrispondono ogni giorno le attività lavorative; il calcolo si può effettuare considerando il carico idraulico o il carico organico. In genere, si considera il carico organico perché è quello più rilevante perché esso tiene conto di tutto quello che c’è disciolto in quella determinata acqua (grassi, tensioattivi, ecc.) e dell’eventuale inquinamento che si provoca. Le attività che producono acque diverse da quelle per usi civili devono, per scaricare in fogna, depurare le acque e portarle al valore di BOD5 tipico delle acque domestiche (250 mg/l) dopodiché possono scaricare in fogna; se invece le attività vogliono scaricare direttamente nell’ambiente (in un corpo idrico) devono depurare l’acqua fino a portare il valore di BOD5 a 40 mg/l.