🔬 1. Premessa: Il Processo Biologico a Fanghi Attivi

💡 Comprensione del Sistema

Questa premessa fornisce una spiegazione chiara e accessibile del funzionamento dell'impianto biologico a fanghi attivi con comparto di denitrificazione, fondamentale per interpretare correttamente tutti i parametri e le problematiche operative descritte nel manuale.

1.1 Introduzione al Sistema di Depurazione

📚 Cosa Rimuove l'Impianto

🎯 Sostanze Inquinanti Rimosse

Un impianto a fanghi attivi con denitrificazione rimuove principalmente:

1. Sostanze Organiche (sporco biodegradabile)

Misurate come BOD₅ (domanda biologica di ossigeno) e COD (domanda chimica di ossigeno)
Provengono da scarichi domestici, residui alimentari, deiezioni

2. Azoto in tutte le sue forme

Azoto ammoniacale (NH₄) dalle urine e proteine
Viene trasformato in nitrati (NO₃) e poi in azoto gassoso che esce nell'aria
Questo è il vantaggio del comparto di denitrificazione

3. Fosforo (in parte, circa 20-30%)

Viene inglobato nei fanghi biologici
Proviene da detersivi e deiezioni

4. Solidi Sospesi

Particelle che rendono l'acqua torbida
Vengono trattenuti nella sedimentazione finale

⚙️ Come Funziona il Processo Biologico

Il sistema lavora in due fasi complementari:

🔵 FASE 1: Comparto di Denitrificazione (senza ossigeno)

I batteri "respirano" usando i nitrati al posto dell'ossigeno
Mangiano le sostanze organiche e trasformano i nitrati in azoto gassoso (N₂)
L'azoto gassoso esce come bolle e va nell'atmosfera
È una fase "di pulizia" dall'azoto

🟢 FASE 2: Comparto di Ossidazione (con ossigeno)

L'aria viene insufflata tramite diffusori sul fondo
I batteri eterotrofi mangiano le sostanze organiche usando l'ossigeno
Altri batteri specializzati (nitrificanti) trasformano l'ammonio in nitrati
Questi nitrati vengono ricircolati nel comparto di denitrificazione

💡 Il segreto: Il ricircolo della miscela dal comparto aerato a quello anossico permette di eliminare completamente l'azoto dal sistema!

📊 Parametri da Controllare all'Uscita

All'uscita dell'impianto (nell'effluente scaricato), i parametri più influenti da monitorare sono:

BOD₅
≤ 25 mg/L
Indica se la sostanza organica è stata eliminata

COD
≤ 125 mg/L
Misura l'inquinamento organico residuo totale

Solidi Sospesi (SST)
≤ 35 mg/L
Indica la qualità della sedimentazione

Azoto Totale
≤ 10-15 mg/L
Verifica l'efficienza della denitrificazione

Azoto Ammoniacale
≤ 2-5 mg/L
Indica se la nitrificazione ha funzionato

Fosforo Totale
≤ 1-2 mg/L
Limitato dalla rimozione biologica

⚖️ Nota normativa: I limiti possono variare secondo D.Lgs 152/2006 (Tabella 1 o Tabella 3) in base al corpo recettore e alla potenzialità dell'impianto.

🔄 Differenza tra Linea Acque e Linea Fanghi

È fondamentale comprendere che un impianto di depurazione gestisce due "percorsi" paralleli e interconnessi:

🌊 LINEA ACQUE

Definizione: È il percorso del refluo da trattare, dal suo ingresso fino allo scarico nell'ambiente.

🎯 Obiettivo:
Depurare l'acqua inquinata e restituirla pulita all'ambiente

📍 Percorso:

→ Refluo in ingresso → Denitrificazione → Ossidazione → Sedimentazione → Effluente depurato

✅ Caratteristiche:

Flusso continuo e unidirezionale
Si misura in portata (m³/giorno)
Obiettivo: ridurre inquinanti
L'acqua viene restituita all'ambiente

🟤 LINEA FANGHI

Definizione: È il percorso dei solidi biologici (biomassa batterica) che vengono prodotti, ricircolati e infine smaltiti.

🎯 Obiettivo:
Gestire la biomassa per mantenere l'equilibrio biologico nell'impianto

📍 Percorso:

→ Sedimentazione (fanghi sul fondo) → Ricircolo fanghi attivi (100% Q) ↪ Ritorno in denitrificazione → Fanghi di supero → Ispessimento/Stabilizzazione → Smaltimento

✅ Caratteristiche:

Flusso circolare con ricircolo
Si misura in concentrazione MLSS
Obiettivo: mantenere equilibrio SRT
I fanghi vengono smaltiti

📊 Tabella Comparativa

Aspetto	Linea Acque 🌊	Linea Fanghi 🟤
Cosa trasporta	Acqua da depurare	Biomassa batterica (fanghi attivi)
Tipo di flusso	Unidirezionale (ingresso → uscita)	Circolare (ricircolo + spurgo)
Destinazione finale	Corpo idrico ricettore	Smaltimento/recupero
Parametro principale	Qualità effluente (BOD, COD, N, P)	Concentrazione MLSS, SRT
Controllo operativo	Ossigeno disciolto, pH, temperatura	Spurgo fanghi, ricircolo

🔗 Interconnessione tra le due linee

Le due linee sono strettamente collegate e interdipendenti:

💡 Concetto Chiave:

La linea acque "produce" i fanghi, e la linea fanghi "mantiene attiva" la linea acque.

Senza ricircolo fanghi → Non ci sarebbe biomassa sufficiente per depurare il refluo
Senza spurgo fanghi di supero → Si accumulerebbe troppa biomassa causando problemi (bulking, perdita sedimentabilità)
Il bilanciamento corretto → È essenziale per un funzionamento ottimale dell'impianto

🎯 Gestione Operativa

📋 Linea Acque:

Monitoraggio qualità effluente
Controllo ossigeno disciolto
Verifica parametri analitici (BOD, COD, N, P)
Controllo pH e temperatura

📋 Linea Fanghi:

Calcolo e controllo spurgo giornaliero
Mantenimento età del fango (SRT)
Controllo concentrazione MLSS
Gestione portata ricircolo

Entrambe devono essere bilanciate correttamente per un funzionamento ottimale! ✅

🌊 Schema del Processo Depurativo Completo

Diagramma integrato del trattamento biologico a fanghi attivi con denitrificazione

Comparto Anossico (Denitrificazione)

Comparto Aerato (Ossidazione/Nitrificazione)

Sedimentatore Secondario

Ricircoli interni (miscela e fanghi)

Flusso principale refluo

Fanghi di supero

1.2 Parametri Operativi Fondamentali

📊 Quadro Sinottico dei Parametri di Controllo

Prima di entrare nel dettaglio della biologia del sistema, è essenziale comprendere i parametri operativi chiave che governano il funzionamento dell'impianto e che verranno costantemente richiamati nel manuale.

Parametro	Significato	Valori Tipici	Perché è Importante
MLSS	Concentrazione fango attivo	2500–4000 mg/L	Indica quanta biomassa è disponibile per depurare
SVI	Indice di volume del fango	80–150 mL/g	Misura la sedimentabilità: Ottimale: 80–150; >150 attenzione (pre-bulking); >200 bulking
F/M	Rapporto cibo/microrganismi	0.1–0.3 kgBOD/kgMLSS·d	Determina stato fisiologico batteri
Età Fango (SRT)	Tempo medio permanenza	15–25 giorni	Controlla quali specie batteriche dominano
OD	Ossigeno disciolto in aerazione	1.5–2.5 mg/L	Essenziale per nitrificazione e ossidazione BOD
ORP	Potenziale redox in anossico	-50 a +50 mV	Conferma condizioni anossiche per denitrificazione

⚠️ L'Equilibrio è Tutto

Un impianto biologico funziona correttamente solo quando tutti i parametri sono in equilibrio. Una variazione improvvisa (carico organico, temperatura, tossici) può destabilizzare l'intera popolazione batterica, causando malfunzionamenti che richiedono settimane per essere risolti.

Prevenire è meglio che curare: il monitoraggio costante è fondamentale.

1.3 Il Fiocco di Fango: Struttura e Formazione

🔬 Cos'è un Fiocco di Fango?

Il fiocco di fango è l'unità strutturale fondamentale dell'impianto a fanghi attivi. È un aggregato biologico complesso di dimensioni variabili (50–1000 μm) composto da miliardi di batteri immersi in una matrice gelatinosa.

La capacità del sistema di depurare l'acqua e di sedimentare correttamente dipende interamente dalla qualità di questi fiocchi.

🧱 Composizione del Fiocco

Un fiocco maturo è costituito da sette componenti principali in proporzioni variabili:

Componente	% Peso Secco	Ruolo
1. Batteri eterotrofi	70-85%	Degradazione BOD/COD, nucleo del fiocco
2. EPS (sostanze polimeriche)	10-40%	"Colla" del fiocco, struttura matrice
3. Batteri filamentosi	1-5% (ottimale) 15-30% (bulking)	Scheletro strutturale (se bilanciati)
4. Batteri nitrificanti	1-5%	Ossidazione NH₄⁺ → NO₃⁻
5. Protozoi e metazoi	2-5%	Predazione batteri, chiarificazione
6. Materiale inerte	10-30%	Aumenta densità, riduce attività
7. Acqua legata	95-99% volume	Determina SVI e disidratabilità

🔬 Processo di Formazione del Fiocco

La formazione del fiocco è un processo dinamico trifasico che trasforma batteri dispersi in aggregati sedimentabili. Le tre fasi avvengono in tempi e modalità distinte:

FASE 1: Adesione Primaria (0-2 ore)

Meccanismo: I batteri entrano in contatto attraverso collisioni casuali indotte dall'agitazione meccanica e dal moto browniano (movimento termico delle particelle in sospensione). L'attrazione iniziale è di natura fisico-chimica.

Forze di aggregazione:

Forze di Van der Waals: Deboli attrazioni molecolari tra superfici cellulari ravvicinate
Ponti cationici: Ioni Ca²⁺ e Mg²⁺ neutralizzano le cariche negative delle membrane batteriche, permettendo l'avvicinamento
Interazioni idrofobiche: Le porzioni lipidiche delle membrane tendono ad aggregarsi in ambiente acquoso

Risultato: Si formano micro-aggregati di 5-20 μm (dimensioni di un singolo batterio: 1-2 μm), ancora fragili e soggetti a frammentazione sotto stress idraulico.

FASE 2: Consolidamento con EPS (2-24 ore)

Trigger: Il quorum sensing - sistema di comunicazione chimica tra batteri - rileva l'alta densità cellulare locale e attiva geni specifici per la produzione di sostanze polimeriche extracellulari (EPS).

Composizione e funzione degli EPS:

Polisaccaridi: Catene di zuccheri che formano una matrice gelatinosa attorno e tra le cellule
Proteine e DNA extracellulare: Contribuiscono alla resistenza meccanica della struttura
Ponti di calcio: Gli ioni Ca²⁺ creano legami crociati tra gruppi carbossilici (-COO⁻) degli EPS, stabilizzando chimicamente la matrice tridimensionale
Costo energetico: La sintesi degli EPS richiede ATP prodotto dalla respirazione aerobica (essenziale presenza di O₂)

Risultato: Fiocchi primari di 50-100 μm, meccanicamente resistenti alla rottura per shear stress normale. La matrice di EPS conferisce elasticità e coesione al fiocco.

FASE 3: Maturazione e Stabilizzazione (1-30 giorni)

Processi simultanei di sviluppo strutturale:

Crescita batterica endogena: Moltiplicazione cellulare all'interno della matrice di EPS con accrescimento volumetrico del fiocco
Aggregazione secondaria: Fusione di fiocchi primari in aggregati di dimensioni superiori attraverso collisioni e adesione mediata da EPS
Strutturazione interna: Formazione di canali per la diffusione di O₂ e nutrienti verso le zone più interne, creazione di microambienti con condizioni aerobiche (superficie) e anossiche (nucleo interno)
Colonizzazione da organismi superiori: Protozoi ciliati e rotiferi si insediano nel fiocco maturo, predando batteri dispersi e migliorando la chiarificazione del surnatante
Ottimizzazione reologica: Il fiocco maturo raggiunge un equilibrio tra densità (buona sedimentabilità) e porosità (diffusione nutrienti)

Risultato: Fiocchi maturi di 100-1000 μm con caratteristiche ottimali: SVI 80-120 mL/g, forma compatta ma non eccessivamente densa, superficie irregolare con buona capacità di adsorbimento.

⚠️ Fase di invecchiamento (SRT > 30-35 giorni): Oltre questo periodo si verifica accumulo di materiale inerte, lisi cellulare (morte e degradazione batterica) e possibile frammentazione del fiocco (pin floc) per perdita di coesione della matrice. Intervento correttivo: Aumentare lo spurgo per ridurre l'età del fango e mantenere una popolazione batterica vitale.

⚙️ Fattori che Influenzano la Formazione del Fiocco

Fattore	Effetto sulla Flocculazione	Range Ottimale
F/M (Carico Organico)	F/M basso → ↑ EPS → fiocchi compatti F/M alto → ↓ EPS → fiocchi dispersi	0.10-0.25 kgBOD/kgMLSS·d
SRT (Età Fango)	SRT alto → fiocchi maturi e stabili SRT basso → fiocchi immaturi, pin floc	15-25 giorni
Ossigeno Disciolto	OD adeguato → eterotrofi + nitrificanti OD basso → filamentosi (bulking)	1.5-2.5 mg/L
pH	pH acido → deflocculazione pH alcalino → precipitazione fosfati	6.5-8.0
Cationi Bivalenti	Ca²⁺, Mg²⁺ stabilizzano EPS Carenza → fiocchi deboli	Ca²⁺: 40-150 mg/L
Nutrienti (N, P)	Carenza → crescita filamentosi Eccesso N,P → flocculazione normale	BOD:N:P = 100:5:1
Agitazione Meccanica	Moderata → ottimale contatto Eccessiva → frammentazione fiocchi	Velocità 0.2-0.3 m/s
Temperatura	Alta T → crescita rapida, EPS ridotto Bassa T → crescita lenta, più EPS	15-25°C

1.4 Il Ruolo Cruciale dell'Ossigeno nella Formazione e Stabilità del Fiocco

⚠️ CONCETTO FONDAMENTALE

L'ossigeno non serve solo ai batteri per "respirare" - è il fattore più importante per la formazione e il mantenimento dei fiocchi di fango. Senza ossigeno adeguato, i fiocchi non si formano correttamente, indipendentemente da tutti gli altri parametri (F/M, SRT, nutrienti).

1. L'Ossigeno Produce la "Colla" del Fiocco (EPS)

Come funziona: I batteri producono una sostanza gelatinosa chiamata EPS (sostanze polimeriche extracellulari) che tiene insieme il fiocco come una colla. Per produrre questa "colla" serve molta energia, che i batteri ottengono dall'ossigeno.

Differenza energetica:

Con ossigeno (respirazione aerobica): 38 unità di energia (ATP) per ogni molecola di sostanza organica
Senza ossigeno (fermentazione): Solo 2 unità di energia → 95% in meno!

→ Con poca energia, i batteri non riescono a produrre abbastanza EPS per formare fiocchi compatti

Cosa succede in pratica:

OD Ossigeno Disciolto	Produzione EPS	Qualità Fiocchi
≥ 1.5 mg/L	✓ Abbondante	Fiocchi compatti e densi (SVI 80-120 mL/g)
0.5-1.0 mg/L	⚠️ Limitata	Fiocchi deboli e parzialmente dispersi (SVI 150-200 mL/g)
< 0.5 mg/L	✗ Minima o assente	Fiocchi dispersi, acqua torbida (SVI > 250 mL/g)

2. Batteri Flocculanti vs Batteri Filamentosi: Chi Vince?

Il problema: Quando l'ossigeno è basso, i batteri filamentosi (quelli che causano il bulking) hanno un vantaggio competitivo sui batteri normali che formano i fiocchi.

Perché i filamentosi vincono con poco ossigeno?

Forma allungata: I batteri filamentosi sono lunghi e sottili, quindi l'ossigeno riesce a raggiungerli facilmente anche quando ce n'è poco
Batteri in fiocco svantaggiati: I batteri ammassati nei fiocchi compatti ricevono poco ossigeno nelle zone interne quando l'OD è basso
Risultato: I filamentosi crescono meglio → si moltiplicano di più → dominano → bulking

Livello OD	Batteri Dominanti	Stato del Fango
> 2.0 mg/L	✓ Flocculanti (Zoogloea, Pseudomonas)	Fiocchi compatti SVI 80-120 mL/g
1.0-2.0 mg/L	Mix equilibrato	Buona struttura SVI 100-150 mL/g
0.5-1.0 mg/L	⚠️ Filamentosi in crescita (Tipo 1701, 0041)	Pre-bulking SVI 150-250 mL/g
< 0.5 mg/L	✗ Filamentosi dominanti (S. natans, Beggiatoa)	Bulking severo SVI > 250 mL/g

3. Come l'Ossigeno si Distribuisce nel Fiocco

Nei fiocchi grandi (oltre 100 μm), l'ossigeno non arriva in modo uniforme. Si crea una stratificazione a strati, come una cipolla:

🔵 SUPERFICIE ESTERNA
OD: 2.0-2.5 mg/L
• Batteri nitrificanti attivi
• Ossidazione NH₄⁺ → NO₃⁻

↓

🟢 STRATO INTERMEDIO
OD: 0.5-1.5 mg/L
• Batteri eterotrofi
• Degradazione sostanza organica

↓

🟠 NUCLEO CENTRALE
OD: < 0.2 mg/L (anossico)
• Batteri denitrificanti
• Rimozione nitrati: NO₃⁻ → N₂

✓ Questa stratificazione è positiva quando l'OD esterno è adeguato (≥ 1.5 mg/L):

Ogni zona ha batteri specializzati per quella funzione
Il fiocco può fare nitrificazione e denitrificazione contemporaneamente

⚠️ MA se l'OD nell'acqua circostante scende sotto 1.0 mg/L:

Anche la superficie esterna del fiocco diventa povera di ossigeno
La nitrificazione si blocca
La produzione di EPS si ferma → il fiocco perde coesione
I batteri filamentosi prendono il sopravvento

4. Regole Pratiche Operative

OD (mg/L)	Qualità Fiocchi	SVI Atteso	Qualità Effluente
> 2.5	Eccellente - Flocculanti puri	60-90 mL/g	✓✓✓
1.5-2.5 TARGET	Ottima - Fiocchi compatti	80-120 mL/g	✓✓
1.0-1.5	Buona - Mix bilanciato	120-150 mL/g	✓
0.5-1.0	Accettabile - Filamentosi emergenti	150-200 mL/g	⚠️
< 0.5	Scadente - Bulking attivo	> 200 mL/g	✗

🎯 REGOLA D'ORO OPERATIVA

Mantenere sempre l'ossigeno disciolto nel comparto di ossidazione tra 1.5-2.5 mg/L

Questo range garantisce:

✓ Produzione abbondante di EPS → fiocchi compatti (SVI < 150 mL/g)
✓ Nitrificazione completa → NH₄⁺ < 2 mg/L in uscita
✓ Prevenzione del bulking filamentoso
✓ Effluente limpido e conforme ai limiti di legge

Importante: L'OD è il primo parametro da controllare quando ci sono problemi. Senza ossigeno adeguato, qualsiasi altro intervento (modifica F/M, spurgo, dosaggio reagenti) non funziona o ha effetto solo temporaneo.

1.5 La Popolazione Microbica del Fango Attivo

🦠 Comunità Biologica Complessa

Il fango attivo non è una massa uniforme, ma un ecosistema microbico complesso in cui diverse specie batteriche, protozoi e organismi superiori collaborano per degradare gli inquinanti. Comprendere questa comunità è essenziale per diagnosticare problemi e ottimizzare le prestazioni.

🧫 Composizione Dettagliata della Biomassa

1. Batteri Eterotrofi (Gruppo Dominante)

Abbondanza: 70-85% della biomassa totale
Generi principali: Pseudomonas, Zoogloea, Flavobacterium, Acinetobacter, Alcaligenes
Funzione primaria: Degradazione BOD e COD tramite respirazione aerobica
Localizzazione: Nucleo del fiocco e strati intermedi
Crescita: Rapida (tempo di duplicazione 0.5-2 ore con BOD disponibile)
Versatilità: Molti ceppi sono facoltativi (possono usare O₂ o NO₃⁻)

2. Sostanze Polimeriche Extracellulari (EPS)

Composizione: Polisaccaridi (60-70%), proteine (20-30%), acidi nucleici, lipidi
Quantità: 10-40% del peso secco totale (dipende da F/M e OD)
Origine: Secrezione attiva batterica + lisi cellulare + adsorbimento di colloidi
Ruolo strutturale: Matrice gelatinosa che cementa le cellule, conferisce resistenza meccanica
Proprietà chimiche: Gruppi funzionali carichi negativamente (-COO⁻, -OH) → affinità per cationi
Funzione ecologica: Protezione da stress (tossici, pH, temperatura), riserva di carbonio

3. Batteri Filamentosi (Doppio Ruolo)

Quantità ottimale: 1-5% della biomassa (formano scheletro strutturale del fiocco)
Quantità patologica: > 15-30% (causano bulking con SVI > 200 mL/g)
Morfologia: Filamenti 50-200 μm di lunghezza, diametro 0.5-2 μm
Specie comuni:
- Tipo 1701, Tipo 0041: Dominano con basso OD (< 1.0 mg/L)
- Sphaerotilus natans: Prolifera con alto BOD e basso nutrienti
- Tipo 021N, Beggiatoa: Indicano presenza di solfuri
- Nocardia, Microthrix: Causano foaming (schiume)
Controllo: Mantenere OD > 1.5 mg/L, F/M equilibrato, nutrienti adeguati

4. Batteri Nitrificanti (Autotrofi Specializzati)

Batteri nitrificanti: Nitrosomonas (NH₄⁺ → NO₂⁻), Nitrobacter (NO₂⁻ → NO₃⁻)
Localizzazione: Negli strati esterni del fiocco (maggiore disponibilità O₂)
Crescita lenta: Tempo di duplicazione 8-48 ore (vs 0.5-2 ore degli eterotrofi)
Abbondanza: 1-5% della biomassa totale in condizioni ottimali (SRT > 10 giorni)
Requisiti critici: OD > 1.0 mg/L, pH 7-8, temperatura > 10°C, SRT > 8-10 giorni

5. Protozoi e Metazoi (Organismi Superiori)

Ciliati natanti: Predano batteri dispersi, chiarificano il surnatante
Ciliati peduncolati (Vorticella): Indicatori di fango maturo e stabile
Rotiferi: Compaiono con SRT > 20 giorni, mangiano piccoli fiocchi
Nematodi: Presenti in fanghi molto vecchi (SRT > 30 giorni)
Funzione ecologica: Controllano la popolazione batterica, mineralizzano ulteriormente la sostanza organica

6. Materiale Inerte e Particelle Intrappolate

Componenti: Silicati, sabbie finissime, particelle organiche non biodegradabili (fibre di cellulosa, capelli), prodotti di lisi batterica, precipitati chimici (fosfati di calcio, idrossidi metallici)
Percentuale: 10-30% dell'MLSS totale in funzione dell'età del fango
Effetto: Aumenta la densità del fiocco (migliora sedimentabilità) ma riduce l'attività specifica

7. Acqua Interstiziale (Acqua Legata)

Quantità: 95-99% del volume totale del fiocco
Tipologie:
- Acqua libera: Nei canali interni, facilmente rimovibile per sedimentazione
- Acqua interstiziale: Tra le cellule, legata da forze capillari
- Acqua di idratazione: Legata chimicamente agli EPS (difficile da rimuovere anche con centrifugazione)
Importanza: Determina il volume occupato dal fango (SVI) e la disidratabilità

📊 Tabella Riepilogativa: Componenti del Fango Attivo

Componente	Descrizione	Ruolo
🦠 Batteri eterotrofi	Maggioranza della biomassa (70-85%)	Degradano BOD e COD
🦠 Batteri nitrificanti	Nitrosomonas, Nitrobacter (1-5%)	Ossidano ammonio (NH₄⁺ → NO₃⁻)
🦠 Batteri denitrificanti	Facoltativi aerobi/anaerobi	Riducono nitrati (NO₃⁻ → N₂)
🔬 Protozoi	Ciliati, flagellati (2-5%)	Predano batteri liberi, chiarificano
🔬 Metazoi	Rotiferi, nematodi (1-3%)	Indicatori di età fango e stabilità
🧬 EPS (matrice)	Polisaccaridi + proteine (10-40%)	Struttura e coesione del fiocco
🪨 Materiale inerte	Particelle non biodegradabili (10-30%)	Aumenta densità, migliora sedimentazione

🔬 Composizione Visiva del Fiocco di Fango Attivo

💡 Nota interpretativa: Il fiocco di fango attivo è un ecosistema complesso dove ogni componente svolge una funzione specifica. La matrice di EPS (sostanze polimeriche extracellulari) agisce come "collante" che tiene insieme i batteri, mentre il materiale inerte conferisce peso e favorisce la sedimentazione. I protozoi e i metazoi fungono da "spazzini", predando i batteri dispersi e migliorando la qualità del surnatante.

✅ Indicatori di Fango Sano e Maturo

Un fango biologico in condizioni ottimali presenta:

✓ Fiocchi compatti e ben definiti (100-500 μm)
✓ Presenza di ciliati peduncolati (Vorticella) e rotiferi
✓ Surnatante limpido dopo sedimentazione (30 min)
✓ SVI compreso tra 80-120 mL/g
✓ Assenza di schiume persistenti
✓ Colore marrone chiaro/nocciola
✓ Odore di terra/muschio (non settico)

Questi indicatori confermano: equilibrio ecologico, età del fango ottimale, condizioni operative corrette (OD, F/M, SRT).

1.6 Degradazione del Fango Attivo: Condizioni di Stress e Meccanismi di Sopravvivenza

⚠️ Premessa Critica - Il Ciclo di Vita del Fango Attivo

Il fango attivo è un ecosistema biologico dinamico che può degradarsi rapidamente in presenza di condizioni avverse. Comprendere i meccanismi di stress e le strategie di sopravvivenza batterica è fondamentale per diagnosticare precocemente i problemi e intervenire efficacemente prima che l'efficienza depurativa venga compromessa in modo irreversibile.

🔄 Il Ciclo Vitale della Biomassa Batterica

La biomassa batterica del fango attivo attraversa un ciclo di vita continuo caratterizzato da fasi di crescita, maturità e senescenza. A differenza di quanto comunemente percepito, i batteri nel fango attivo non crescono indefinitamente: esiste un equilibrio dinamico tra:

🌱 Crescita cellulare (sintesi di nuova biomassa da substrato organico)
⚖️ Mantenimento metabolico (energia per funzioni vitali)
💀 Decadimento cellulare (morte e lisi dei batteri)
♻️ Riciclo endogeno (batteri vivi che consumano cellule morte)

📊 Le Quattro Fasi di Crescita Batterica

Fase	Durata Tipica	Caratteristiche	F/M Tipico
1. LAG (Adattamento)	1-2 giorni	• Adattamento al substrato • Sintesi enzimi • Crescita minima • Bassa attività metabolica	Variabile
2. LOG (Crescita esponenziale)	3-5 giorni	• Crescita massima • Alto consumo substrato • Duplicazione rapida (2-4h) • Massima efficienza depurativa	0,3-0,6 kgBOD/kgMLSS·d
3. STAZIONARIA (Equilibrio)	8-20 giorni	• Crescita = Morte • Popolazioni stabili • Nitrificazione attiva • Zona operativa ottimale	0,1-0,2 kgBOD/kgMLSS·d
4. DECLINO (Senescenza)	> 25-30 giorni	• Morte > Crescita • Respirazione endogena • Accumulo inerti • Efficienza in calo	< 0,05 kgBOD/kgMLSS·d

⏳ Età del Fango (SRT - Sludge Retention Time)

L'età del fango rappresenta il tempo medio di permanenza di una particella di biomassa nel sistema biologico prima di essere estratta come fango di supero. Questo parametro determina:

📈 La composizione della popolazione microbica (batteri veloci vs lenti)
🎯 L'efficienza di rimozione di inquinanti specifici (BOD, azoto, fosforo)
⚖️ Il bilanciamento tra crescita e decadimento cellulare
🔬 La percentuale di biomassa attiva rispetto alla frazione inerte

✅ Età del Fango Ottimale per Diversi Obiettivi

Obiettivo Depurativo	Età Fango (giorni)	Ragioni Tecniche
Solo rimozione BOD₅	3-8 giorni	• Batteri eterotrofi veloci • Alta crescita netta • Molto fango di supero (↑ costi smaltimento)
BOD₅ + Nitrificazione	12-18 giorni	• Tempo per crescita nitrificanti (lenti) • Range più usato in Italia • Buon compromesso prestazioni/costi
Nitrificazione completa + Stabilità	18-25 giorni	• Nitrificazione stabile anche in inverno • Fango ben mineralizzato • Poco fango di supero
Carichi fluttuanti Fosforo biologico	20-30 giorni	• Maggiore resilienza a shock • PAO (organismi accumulatori P) • Biomassa diversificata
Età eccessiva (da evitare)	> 30 giorni	• Respirazione endogena predominante • Accumulo frazione inerte (30-40%) • Bulking da basso F/M • Difficoltà sedimentazione

⚗️ Il Concetto di "Equilibrio Dinamico"

In un impianto a fanghi attivi correttamente dimensionato e gestito, si stabilisce un equilibrio dinamico dove la biomassa si autorinnova continuamente:

🔁 Equazione dell'Equilibrio

Crescita Netta = Crescita Batterica - Decadimento Endogeno - Fango Estratto

Crescita Batterica: dipende dal carico organico (F/M) e dalla temperatura
Decadimento Endogeno: 5-10% biomassa/giorno (a 20°C)
Fango Estratto: controllato dall'operatore (scarico fango di supero)

💡 Principio operativo: Se non si estrae abbastanza fango di supero, l'età del fango aumenta progressivamente → si passa dalla fase stazionaria alla fase di declino → prevale la respirazione endogena → le prestazioni degradano gradualmente anche senza shock esterni.

⚠️ Conseguenze dell'Invecchiamento del Fango

Quando l'età del fango supera i 25-30 giorni, si innescano meccanismi di degradazione progressiva:

Età Fango	Composizione Biomassa	Conseguenze Operative
5-10 giorni	• 80-85% biomassa attiva • 15-20% inerti • Eterotrofi dominanti	✓ Ottima attività ✓ Alto BOD removal ✗ Nitrificazione instabile
12-20 giorni	• 70-75% biomassa attiva • 25-30% inerti • Nitrificanti presenti	✓ Condizioni ottimali ✓ BOD + NH₄ removal ✓ Buona sedimentabilità
20-30 giorni	• 60-65% biomassa attiva • 35-40% inerti • Endogena iniziale	⚠ Attività ridotta ⚠ SVI in aumento ~ Nitrificazione OK
> 30 giorni	• 40-50% biomassa attiva • 50-60% inerti • Endogena dominante	✗ Efficienza calante ✗ Bulking probabile ✗ Foaming possibile ✗ Fiocchi dispersi

🎯 Messaggio Chiave per la Gestione Operativa

Il fango attivo è un sistema vivente che invecchia. Come ogni organismo, attraversa fasi di giovinezza (crescita rapida), maturità (equilibrio ottimale) e senescenza (declino funzionale). L'operatore deve gestire attivamente l'età del fango attraverso lo scarico programmato di fango di supero, mantenendo il sistema nella fase stazionaria (12-20 giorni per la maggior parte degli impianti italiani). Superare i 25-30 giorni significa scegliere consapevolmente di far invecchiare il sistema, accettando una progressiva perdita di efficienza in cambio di minori costi di smaltimento fanghi. La chiave è il monitoraggio continuo di F/M, SVI e osservazioni microscopiche per riconoscere i primi segni di invecchiamento e correggere tempestivamente la rotta operativa.

📉 1.6.1 Carenza Alimentare - Respirazione Endogena

🎯 Condizioni Scatenanti

La respirazione endogena si attiva quando:

Parametro	Soglia Critica	Conseguenza
F/M	< 0,05 kgBOD₅/kgMLSS·d	Inizio respirazione endogena
F/M	< 0,03 kgBOD₅/kgMLSS·d	Respirazione endogena predominante
Età fango	> 25-30 giorni	Biomassa senescente, scarsa vitalità
MLSS	> 4.500-5.000 mg/l	Con carichi ridotti: competizione per substrato

Situazioni operative tipiche:

🏗️ Impianti sovradimensionati rispetto ai carichi effettivi (comune in comuni < 5.000 AE)
🏖️ Chiusure stagionali di attività produttive (stabilimenti turistici, agroindustrie)
🔄 Recircoli eccessivi che diluiscono il substrato organico
⏸️ Fermo impianto prolungato (> 48-72 ore) senza alimentazione

🧬 Meccanismo Biologico della Respirazione Endogena

FASE 1 - Consumo Riserve (0-24 ore):

Utilizzo del glicogeno accumulato durante le fasi di alimentazione
Ossidazione dei polifosfati come fonte energetica
Consumo di lipidi di riserva (PHB - poliidrossibutirrato)
Respirazione ancora elevata: OUR > 10 mgO₂/gMLSS·h
Colore del fango: marrone scuro normale

FASE 2 - Autodigestione (24-96 ore):

Lisi cellulare progressiva: le cellule morte diventano substrato per i batteri vivi
Degradazione delle proteine strutturali cellulari
Rilascio di enzimi lisosomiali che accelerano l'autodigestione
OUR in calo: 5-8 mgO₂/gMLSS·h
Colorazione del fango schiarisce progressivamente: da marrone scuro → beige

FASE 3 - Degradazione Avanzata (>96 ore):

Perdita di biomassa attiva > 30-40%
Formazione di nuclei inerti non biodegradabili
Difficoltà nella flocculazione (fiocchi piccoli e dispersi)
OUR molto basso: < 5 mgO₂/gMLSS·h
Colore: grigio-chiaro, aspetto disperso e poco compatto

📊 Parametri Diagnostici della Respirazione Endogena

Indicatore	Valore Normale	Respirazione Endogena
SVI	80-120 ml/g	120 → 150 → 180 ml/g (aumento progressivo)
Fiocchi	Compatti, 100-500 μm	Piccoli (< 100 μm), irregolari
Supernatante Imhoff	Limpido	Torbido, presenza solidi dispersi
BOD₅ uscita	< 10 mg/l	> 15-20 mg/l
Colore	Marrone scuro/nocciola	Beige → grigio chiaro

⚠️ Rischi Correlati

Bulking da basso F/M: sviluppo batteri filamentosi tipo 0092, 0041, 0675
Foaming: lisi cellulare e rilascio tensioattivi naturali
Nitrificazione instabile: perdita progressiva biomassa nitrificante (Nitrosomonas, Nitrobacter)
Aumento solidi in uscita: fiocchi piccoli superano il sedimentatore

💨 1.6.2 Carenza di Ossigeno Disciolto

🎯 Soglie Critiche di Ossigeno

Concentrazione OD	Condizione	Conseguenza Biologica
< 0,5 mg/l	Stress anossico	Inizio sofferenza batteri aerobici obbligati
< 0,2 mg/l	Condizioni anossiche	Attivazione denitrificazione, efficienza ridotta 30-40%
= 0 mg/l	Anaerobiosi completa	Morte batteri aerobici, fermentazione, H₂S

Cause tipiche di carenza ossigeno:

🔧 Insufficienza o guasto sistema di aerazione (soffianti, diffusori)
📈 Sovraccarico organico improvviso (scarichi industriali, eventi piovosi)
🌡️ Temperatura elevata (> 25°C): riduce solubilità ossigeno nell'acqua
⚖️ MLSS eccessivi rispetto alla capacità di aerazione disponibile

🔬 FASE ANOSSICA (OD 0,2-0,5 mg/l)

Batteri Aerobici Facoltativi - Respirazione Anossica:

Attivano la denitrificazione usando nitrati (NO₃⁻) come accettore di elettroni
Processo: NO₃⁻ → NO₂⁻ → NO → N₂O → N₂ (gas azoto)
Efficienza ridotta: 1 kgNO₃ ≈ 0,35 kgO₂ equivalente
Potenziale redox scende: Eh < +50 mV

Conseguenze immediate:

Formazione bolle azoto (N₂): effetto "gasatura" del fango
Floating nel sedimentatore: fango risale in superficie per galleggiamento
Perdita efficienza rimozione BOD: -30-40% rispetto a condizioni aerobiche
pH tende a salire per consumo H⁺ nella denitrificazione

☠️ FASE ANAEROBICA COMPLETA (OD = 0 mg/l)

Metabolismo Fermentativo:

Tipo Fermentazione	Reazione	Prodotto
Acetica	Glucosio → Acido acetico	CH₃COOH + CO₂
Butirrica	Glucosio → Acido butirrico	C₄H₈O₂ + H₂
Idrolisi proteine	Proteine → Aminoacidi	NH₃ + Composti solforati

Batteri Solfato-riduttori:

Reazione: SO₄²⁻ → H₂S (idrogeno solforato)
Odore caratteristico: uova marce (soglia olfattiva: 0,5 ppb)
pH in calo: accumulo acidi organici volatili (VFA)
Tossicità H₂S: > 2 mg/l inibisce la biomassa aerobica residua

⚠️ PROCESSO DI MORTE CELLULARE:

I batteri aerobici obbligati muoiono (rappresentano 40-60% della biomassa totale)
Particolarmente colpiti: nitrificanti (Nitrosomonas, Nitrobacter)
Tempo critico: 4-6 ore in completa anaerobiosi causa danni irreversibili
Lisi cellulare massiva con rilascio sostanze biopolimeriche (EPS)
Fango diventa viscoso, filamentoso, grigiastro

📋 Parametri Diagnostici - Carenza Ossigeno

Parametro	Valore in Anaerobiosi	Significato
pH	< 6,8-7,0	Accumulo VFA (acidi grassi volatili)
Eh (potenziale redox)	< -100 mV	Fortemente riduttivo, anaerobiosi completa
Colore fango	Grigio-nero	Presenza FeS (solfuro di ferro)
Odore	H₂S intenso	Mercaptani, acidi grassi volatili
SVI	> 200-300 ml/g	Bulking settico (tipo 021N, Haliscomenobacter)
Effluente	COD alto, BOD > 40-50 mg/l	Perdita totale capacità depurativa

🔄 Ripristino Post-Carenza Ossigeno

Tempi di recupero in funzione della durata dello stress:

Durata Stress	Tipo Danno	Tempo Recupero
Fase anossica < 4 ore	Stress reversibile	24-48 ore
Anaerobiosi 4-8 ore	Perdita parziale biomassa nitrificante	3-5 giorni
Anaerobiosi > 24 ore	Perdita massiva biomassa, bulking settico	7-15 giorni

Strategie operative di ripristino:

🔹 Aerazione forzata: mantenere OD > 3-4 mg/l per 48-72 ore
🔹 Scarico fango degenerato: rimuovere 30-50% del volume in vasca
🔹 Riduzione carico: limitare temporaneamente gli ingressi organici
🔹 Inoculo fango fresco: se disponibile da altro impianto sano
🔹 Alcalinizzazione: se pH < 6,5 per neutralizzare VFA accumulati

🧪 1.6.3 Presenza di Reflui Fenolici

🏭 Origine e Caratteristiche dei Composti Fenolici

Fonti Tipiche:

Origine	Concentrazione Tipica	Composti Principali
🫒 Acque vegetazione frantoi	1.000-10.000 mg/l	Acido caffeico, ferulico, tirosolo, idrossitirosolo
🛢️ Raffinerie petrolio	200-1.000 mg/l	Fenoli alchilati, cresoli
💊 Industrie chimiche/farmaceutiche	100-500 mg/l	Fenolo semplice, catecolo, resorcinolo
🍾 Distillerie	50-300 mg/l	Fenoli da lignina, acidi fenolici

☠️ Meccanismi di Tossicità dei Fenoli

Effetti sulla Membrana Cellulare:

I fenoli sono composti lipofili che penetrano facilmente la membrana cellulare
Causano alterazione della permeabilità cellulare
Perdita del gradiente protonico (ΔpH) necessario per la sintesi di ATP
Collasso della ATP-sintasi: morte cellulare per carenza energetica
Lisi osmotica: la cellula si rigonfia e scoppia

Concentrazione Fenoli	Effetto sulla Biomassa	Tempo Adattamento
< 50 mg/l	Biodegradabili, stress minimo	7-10 giorni
50-200 mg/l	Inibizione parziale (-30% efficienza)	2-3 settimane
200-500 mg/l	Inibizione forte (-60% efficienza)	3-6 settimane
500-1.000 mg/l	Tossicità acuta, morte 40-60% biomassa	Impossibile
> 1.000 mg/l	Tossicità letale, morte > 80% biomassa	Collasso sistema

Fattori Aggravanti:

📉 pH < 7,0: forma non dissociata più tossica (attraversa facilmente membrane)
🌡️ Temperatura elevata: maggiore assorbimento cellulare
🧂 Presenza cloruri: effetto sinergico tossico
🔀 Mescolanza fenoli diversi: tossicità additiva/sinergica

⚡ Degradazione Biomassa da Shock Fenolico

FASE ACUTA (0-24 ore) - Risposta Immediata:

Inibizione respirazione cellulare
OUR crolla drasticamente: da 15 → 3-5 mgO₂/gMLSS·h
L'ossigeno disciolto SALE paradossalmente (consumo ridotto)
pH tende a salire (metabolismo fermo, no produzione CO₂)

Manifestazioni Visive:

🟤 Fango marrone scuro/nerastro
👃 Odore fenolico/medicinale caratteristico (persistente, pungente)
🫧 Formazione schiuma brunastra persistente
⏱️ Sedimentazione rallentata (fiocchi rigonfi per stress osmotico)

FASE SUBACUTA (24-96 ore) - Lisi Cellulare:

Rilascio massivo di EPS (sostanze polimeriche extracellulari)
Supernatante lattiginoso, torbido
Fango diventa viscoso, filamentoso
Colore schiarisce progressivamente: grigio-beige

Parametro	Valore Shock Fenolico	Interpretazione
SVI	> 250-400 ml/g	Bulking da stress tossico
SS uscita	> 50-100 mg/l	Perdita fiocchi dal sedimentatore
COD uscita	Elevato	Solubilizzazione da lisi cellulare
BOD₅/COD	< 0,3	Sostanza refrattaria (fenoli residui)
NH₄⁺	In aumento	Lisi proteine cellulari

FASE CRONICA (>96 ore) - Selezione Microbica:

Sopravvivono solo ceppi fenolo-degradanti specializzati
Generi resistenti: Pseudomonas, Acinetobacter, Alcaligenes
Biomassa ridotta del 50-70% rispetto all'originale
Età del fango apparente aumenta (meno biomassa, stesso volume)
Capacità depurativa < 40% dell'originale
Necessario lungo periodo di adattamento (3-6 settimane) per recupero completo

✅ Strategia di Adattamento Controllato ai Fenoli

Per reflui con fenoli 50-200 mg/l - Protocollo graduale:

Fase	Durata	Azioni	Parametri Target
1 - Preparazione	Settimana 1-2	• Età fango > 15-20 giorni • F/M basso (0,08-0,12) • Dosaggio iniziale: 5-10% carico target	OD > 2,5-3,0 mg/l MLSS stabili
2 - Incremento	Settimana 3-6	• Aumento 10-15 mg/l ogni 3-4 giorni • Monitoraggio OUR giornaliero • Se OUR cala >30%: stop 5-7 giorni	Mantenere MLSS costanti Scarto fango minimo
3 - Regime adattato	Da settimana 7	• Biomassa specializzata attiva • F/M 0,10-0,15 • Età fango 20-25 giorni	OD 2,0-2,5 mg/l Sistema stabile

🫒 ATTENZIONE: Shock Fenolici da Frantoi Oleari

Caratteristiche Critiche Acque di Vegetazione:

Parametro	Valore Tipico	Criticità
Fenoli totali	1.000-8.000 mg/l	TOSSICITÀ ESTREMA
pH	4,5-5,5	Molto acido, richiede alcalinizzazione
COD	40.000-100.000 mg/l	Carico organico elevatissimo
BOD₅/COD	0,3-0,5	Biodegradabilità media-bassa

Gestione Obbligatoria:

🏗️ Equalizzazione in vasca dedicata (volume minimo: 3-5 giorni di produzione)
💧 Diluizione massiva: raggiungere < 50-100 mg/l fenoli in ingresso biologico
⏱️ Dosaggio continuo 24h: evitare assolutamente shock improvvisi
⚗️ Alcalinizzazione a pH 7,0-7,5: con NaOH o Ca(OH)₂
🚫 MAI in denitrificazione: tossicità maggiore in condizioni anossiche
📊 Monitoraggio OUR continuo: primo indicatore di stress

💡 Regola Pratica:

Per ogni 1 m³ di acque di vegetazione con 5.000 mg/l fenoli, sono necessari almeno 100 m³ di refluo civile per diluizione a concentrazione tollerabile (<50 mg/l). Senza adeguata diluizione e dosaggio controllato, il collasso biologico è praticamente inevitabile.

⚖️ 1.6.4 Meccanismi Comparati di Sopravvivenza e Degradazione

Condizione Stress	Meccanismo Attivato	Tempo Sopravvivenza	Recuperabilità
Carenza Alimentare	Respirazione endogena (autodigestione controllata)	Settimane/Mesi	Alta (80-90%)
Carenza O₂	Metabolismo anossico/anaerobico (fermentazione, denitrificazione)	Ore (aerobici stretti)	Media (50-70%)
Shock Fenolico	Nessuno (morte cellulare diretta)	Immediata	Bassa (20-40%)

🔍 Differenze Diagnostiche Chiave

COLORAZIONE FANGO:

Endogena: marrone → beige → grigio chiaro (cambiamento graduale, settimane)
Anossia: marrone → grigio scuro (con H₂S: nero)
Fenoli: marrone → marrone-nero → grigio (cambiamento rapido, < 48h)

ODORE CARATTERISTICO:

Endogena: terroso normale, leggermente stantio (non sgradevole)
Anossia: H₂S (uova marce), mercaptani, acidi grassi volatili
Fenoli: medicinale/fenolico caratteristico, pungente, persistente

RISPOSTA OSSIGENO DISCIOLTO:

Endogena: consumo O₂ basso ma costante (3-5 mgO₂/gMLSS·h)
Anossia: OD = 0 mg/l → consumo riprende immediatamente con aerazione
Fenoli: OD SALE paradossalmente (consumo bloccato da inibizione enzimatica)

VELOCITÀ DI DEGRADAZIONE:

Endogena: lenta (settimane), reversibile con correzione F/M
Anossia: media (giorni), recuperabile con ripristino aerazione
Fenoli: rapida (ore-giorni), spesso irreversibile senza diluizione massiva

🚨 1.6.5 Sintesi Operativa - Priorità di Intervento

⚡ SHOCK FENOLICO: EMERGENZA ASSOLUTA

Azione immediata richiesta (entro 1-2 ore):

🛑 STOP immediato carico tossico alla fonte
💧 Diluizione massima con refluo civile disponibile
💨 Aerazione forzata: OD > 3-4 mg/l per ossigenare residuo biomassa sopravvissuta
🗑️ Valutare scarico parziale fango intossicato (30-50% volume)
📊 Monitoraggio OUR ogni 2-4 ore per valutare danni
⚗️ Alcalinizzazione se pH < 6,5

⚠️ CARENZA OSSIGENO: URGENTE

Azione entro 2-4 ore:

🔧 Ripristino aerazione immediato: verifica soffianti, diffusori, valvole
📉 Riduzione carico organico: bypass temporaneo o equalizzazione
💨 Aerazione massima: attivare tutti i diffusori disponibili
🔍 Verifica sistema: pulizia diffusori, controllo pressione aria
📊 Monitoraggio continuo OD: mantenere > 2 mg/l

✅ RESPIRAZIONE ENDOGENA: PROGRAMMABILE

Correzione graduale (giorni/settimane):

📈 Correzione F/M: aumentare carico organico o ridurre MLSS
🗑️ Scarico fango programmato: ridurre età fango a 12-18 giorni
🔄 Ottimizzazione recircoli: evitare diluizioni eccessive
📊 Monitoraggio SVI settimanale: verificare tendenze
🔬 Controllo microscopico: presenza filamentosi da basso F/M

💡 PRINCIPIO OPERATIVO FONDAMENTALE

La prevenzione è infinitamente più efficace della cura. Un sistema di monitoraggio continuo con soglie di allarme su F/M, OD, OUR, pH e colorazione/odore fango permette di intercettare i problemi prima che diventino emergenze. La chiave del successo operativo sta nell'osservazione quotidiana e nella risposta rapida ai primi segnali di stress del sistema biologico.

📊 2. Parametri Operativi Fondamentali

2.1 MLSS - Solidi Sospesi nel Liquame Misto

📌 Definizione

L'MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) rappresenta la concentrazione totale di solidi sospesi nel liquame misto, espressa in mg/L. Include sia la frazione organica (biomassa attiva) che quella inerte.

Range	Valutazione	Conseguenze	Azioni
< 2000 mg/L	⚠️ Troppo basso	Capacità depurativa insufficiente, BOD alto in uscita	Ridurre spurgo, aumentare età fango
2500–4000 mg/L	✓ Ottimale	Depurazione efficiente, idoneo alla nitrificazione se F/M e OD sono adeguati	Mantenere con spurgo regolare
> 5000 mg/L	⚠️ Troppo alto	Alta richiesta O₂, sovraccarico sedimentatore	Aumentare spurgo giornaliero

💡 Metodo di Determinazione

Procedura standard:

Prelevare campione rappresentativo dal liquame misto
Filtrare volume noto (es. 100 mL) su filtro 0.45 µm
Essiccare in stufa a 105°C per 2 ore
Pesare il residuo secco
Calcolare: MLSS (mg/L) = (Peso residuo [mg] / Volume [L])

2.2 SVI - Indice di Volume del Fango

📌 Definizione

Lo SVI (Sludge Volume Index) esprime il volume occupato da 1 grammo di fango dopo 30 minuti di sedimentazione (mL/g). È il principale indicatore della sedimentabilità.

Formula: SVI = (V₃₀ × 1000) / MLSS

SVI (mL/g)	Stato Fango	Diagnosi	Intervento
< 80	Pin Floc	Fiocchi piccoli, batteri dispersi	Ridurre spurgo, aumentare età fango
80–150	✓ Ottimale	Fango ben flocculato	Mantenere parametri attuali
150–200	Pre-Bulking	Sedimentazione lenta	Monitorare, verificare OD e nutrienti
> 200	⚠️ Bulking	Batteri filamentosi	Aumentare spurgo, correggere F/M

⚠️ Cause Bulking Filamentoso

Carenza nutrienti: Rapporto BOD:N:P sbilanciato (ottimale 100:5:1)
F/M troppo basso: Condizioni di fame (< 0.1)
Carenza ossigeno: OD < 1.5 mg/L
Presenza solfuri: H₂S favorisce filamentosi

2.3 F/M - Rapporto Cibo/Microrganismi

📌 Definizione

Il F/M (Food to Microorganisms) esprime il carico organico giornaliero per unità di biomassa. Determina lo stato fisiologico dei batteri.

Formula: F/M = (Q × BOD₅) / (V × MLSS)

Unità: kgBOD/(kgMLSS·giorno)

F/M	Stato Batterico	Caratteristiche	Applicazione
0.6–1.0	Crescita rapida	Alta produzione fanghi, no nitrificazione	Alta carica 0,5–1,0
0.2–0.4	Convenzionale 0,2–0,4	Nitrificazione parziale	Impianti standard
0.05–0.15	✓ Endogena	Nitrificazione completa, fango stabile	Aerazione prolungata
< 0.05	Fame spinta	Rischio bulking filamentoso	Evitare

✓ F/M Ottimale (0.10–0.25)

Vantaggi:

Nitrificazione completa ed efficiente
Fango ben flocculato, SVI 80–120 mL/g (fango compatto, buona sedimentabilità)
Resistenza a shock di carico
Bassa produzione fanghi di supero
Presenza di protozoi e metazoi

2.4 Età del Fango (SRT)

📌 Definizione

L'età del fango o SRT (Sludge Retention Time) rappresenta il tempo medio di permanenza dei solidi nel sistema biologico prima dello spurgo.

Formula: SRT = (V × MLSS) / (Qw × SSw)

Unità: giorni

Temperatura	SRT Minimo Nitrificazione	SRT Consigliato	Note
25–30°C	4–6 giorni	10–15 giorni	Estate: ridurre SRT
20–25°C	6–8 giorni	15–20 giorni	✓ Condizioni standard
15–20°C	8–12 giorni	18–25 giorni	Aumentare MLSS
10–15°C	12–18 giorni	25–35 giorni	Inverno: ridurre spurgo
< 10°C	> 20 giorni	30–40 giorni	Critico: rischio perdita nitrificazione

🔬 Perché l'Età del Fango è Critica

L'età del fango determina quali microrganismi possono sopravvivere nell'impianto:

Batteri eterotrofi: Tempo duplicazione 0.3–2 ore → SRT minimo 1–3 giorni
Nitrosomonas: Tempo duplicazione 8–36 ore → SRT minimo 4–6 giorni
Nitrobacter: Tempo duplicazione 10–48 ore → SRT minimo 5–8 giorni
Protozoi: Tempo duplicazione 12–24 ore → SRT minimo 8–10 giorni

Se SRT è inferiore al tempo di crescita, quel gruppo viene "lavato via"

💡 Calcolo Spurgo per SRT Desiderato

Formula inversa: Qw = (V × MLSS) / (SRT × SSw)

Esempio:

Volume vasca: 1000 m³
MLSS: 3500 mg/L = 3.5 kg/m³
SRT target: 20 giorni
SS spurgo: 10000 mg/L = 10 kg/m³

Qw = (1000 × 3.5) / (20 × 10) = 17.5 m³/giorno

2.5 Ossigeno Disciolto (OD)

📌 Definizione

L'ossigeno disciolto (OD) è la concentrazione di ossigeno libero nell'acqua, misurata in mg/L. È il parametro più critico per il comparto di ossidazione.

Comparto	OD Ottimale	Funzione	Conseguenze se Fuori Range
Aerobico	1.5–2.5 mg/L	Nitrificazione + Ossidazione BOD	Se < 0.5: blocco nitrificazione, bulking Se > 3.0: spreco energetico, stress ossidativo
Anossico	< 0.2 mg/L	Denitrificazione	Se > 0.5: denitrificazione inibita

✓ Ruoli dell'Ossigeno

Ossidazione BOD: I batteri usano O₂ per degradare carbonio organico
Nitrificazione: Nitrosomonas e Nitrobacter sono aerobi obbligati
Consumo tipico:
- ~1 kg O₂ / kg BOD rimosso
- 4.57 kg O₂ / kg NH₄-N ossidato

⚠️ OD Troppo Basso (< 0.5 mg/L)

Conseguenze:

Blocco nitrificazione (Nitrosomonas inattivo sotto 0.5 mg/L)
Ammonio elevato in uscita
Bulking filamentoso (Tipo 1701, S. natans prosperano)
Rising nel sedimentatore (denitrificazione non intenzionale)
Odori di ridotto (H₂S)

Azioni:

Aumentare portata aria
Ridurre MLSS (spurgo d'emergenza)
Verificare diffusori

⚠️ OD Troppo Alto (> 3.0 mg/L)

Conseguenze:

Spreco energetico (costi operativi elevati)
Stripping dell'azoto gassoso (perdita efficienza denitrificazione)
Over-ossidazione della sostanza organica (riduzione F/M)
Stress ossidativo sui fiocchi di fango (deflocculazione)
Possibile formazione di schiume persistenti
Difficoltà nel controllo del processo di denitrificazione (se presente ricircolo)

Azioni:

Ridurre portata aria o frequenza insufflazione
Regolare set-point del sistema di controllo automatico
Verificare carico organico in ingresso (potrebbe essere troppo basso)
Ottimizzare rapporto ricircolo fango/refluo per evitare over-aerazione
Valutare aumento MLSS per incrementare consumo di ossigeno

⏱️ Tempo Ottimale di Insufflazione Aria nel Comparto Ossidazione

Gestione dell'aerazione in impianti con denitrificazione e ossidazione separate - Problematica del sovradimensionamento compressori

🔵 Configurazione: Denitrificazione Separata + Ossidazione

Schema classico dell'impianto:

Vasca Denitrificazione: Miscelata, senza aria, alimentata con ricircolo nitrati
Vasca Ossidazione: Aerazione continua + nitrificazione

👉 Principio Fondamentale:

In questa configurazione, nel comparto di ossidazione NON si lavora a cicli pausa/lavoro programmati.

L'aria deve essere continua, modulata solo in portata (o giri soffiante) per mantenere il DO nel range ottimale.

Parametro	Tempo Ottimale	Note
Lavoro aria	100%	Aerazione continua a regime
Pausa aria	0%	Nessuna pausa programmata

🎯 Come Gestire Correttamente il Comparto di Ossidazione

1. Aerazione Continua ✅

Mantieni l'aria sempre ON nel comparto di ossidazione
Regola il DO con sonda su setpoint 1,8–2,2 mg/L
Niente ON/OFF a tempo
Solo modulazione di portata aria

2. Perché NON Fare Cicli ON/OFF ❌

Se si spegne l'aria a tempo in ossidazione:

🔴 Denitrificazione indesiderata → sviluppo gas
🔴 Rischio rising sludge (fango che risale)
🔴 DO va a zero → stress nitrificanti
🔴 Sistema anossico "ufficiale" perde ruolo
🔴 Con fango ben nitrificante: passo indietro

⚠️ L'intermittenza aria ha senso solo negli impianti a vasca unica, NON nel tuo schema

🔧 Dove Ha Senso Giocare con Tempi e Cicli?

In Vasca di Denitrificazione:

Miscelazione continua
Aria sempre OFF
Si può giocare su:
- Ricircolo nitrati
- Dosaggio fonte di carbonio (se presente)
NON su aria (mai presente in denitrificazione)

Nel Controllo dell'Ossidazione:

Non a tempo, ma con controllo DO in continuo:

Periodo	DO Setpoint	Note
Di giorno	1,8–2,0 mg/L	Carico normale
Di notte	2,2–2,5 mg/L	Meno carico, soffianti in modulazione

🧷 Sintesi per Impianto con Denitrificazione e Ossidazione Separate

Comparto	Aria	Gestione	DO Target
Denitrificazione	MAI	Solo mixer/agitatori	< 0,2 mg/L
Ossidazione	SEMPRE ON	Niente cicli pausa/lavoro DO controllato in continuo	1,5–2,5 mg/L (idealmente 1,8–2,2)

🔥 Problema: Compressore Sovradimensionato - DO Elevato Anche al Minimo

Problematica Reale negli Impianti

Situazione tipica:

Soffianti sovradimensionate
Volume vasca relativamente basso
Fango molto attivo
Impossibilità di modulare "realmente" la portata minima

🚨 Risultato:

Anche al regime minimo, l'aria è troppa → DO sale alle stelle (3–5 mg/L o più)

⚠️ Conseguenze del DO Troppo Elevato

🔴 Consumi energetici inutili per aerazione eccessiva
🔴 F/M troppo basso → invecchiamento fango → frammentazione (pin floc)
🔴 Ossidazione endogena eccessiva → perdita di biomassa attiva
🔴 Stripping CO₂ → pH sale → nitrificanti stressati
🔴 Denitrificazione endogena in vasca di ossidazione compromessa
🔴 Effluente più torbido per particelle fini non sedimentabili

💡 Nota tecnica: L'OD troppo elevato (>3.0 mg/L) non causa fiocchi "troppo compatti" - questo sarebbe positivo. Il problema è che spesso si accompagna a F/M molto basso (fango sottoalimentato), causando invecchiamento e frammentazione del fango in particelle piccolissime (pin floc) che non sedimentano bene.

🔬 Perché Succede (Meccanismo)

Un compressore "a canale laterale" o soffiante centrifuga ha un regime minimo alto:

Portata minima troppo elevata per il volume vasca
Diffusori entrano presto in "efficienza massima"
Biomassa (matura, flocculata, attiva) assorbe meno ossigeno di quanto la soffiante ne immetta

➡️ Il DO non scende mai sotto la soglia anche se l'impianto "avrebbe bisogno di poco"

✔️ Soluzioni Possibili per DO Elevato

Ordinate da quelle immediate (implementabili subito) a quelle impiantistiche

1️⃣ Soluzione MIGLIORE: Modulazione Vera del Compressore

Requisiti:

✅ Inverter su soffiante
✅ Controllo DO con anello chiuso
✅ Range modulazione 30–100%

⚠️ Se il compressore NON scende abbastanza al minimo, anche con inverter, allora NON è modulabile

2️⃣ Se Non Si Può Modulare: Intervento sulla Distribuzione Aria

È la soluzione più usata negli impianti reali

Opzione A — Ridurre la Superficie Diffusori

Tappare alcuni diffusori (2–4) nella zona di ossidazione
Meno bolle → meno O₂ trasferito
DO controllabile di nuovo
Nessun effetto collaterale

👉 Tecnica più efficace e più usata nei piccoli/medi impianti

Opzione B — Diffusori a Bassa Efficienza

Installare diffusori a bolle grosse
O con membrana forata meno fitta
Trasferiscono meno O₂ a parità di aria

3️⃣ Cicli ON/OFF Molto Brevi (Soluzione "Tampone")

⚠️ Nel tuo impianto con vasche separate NON è la soluzione ideale, ma se non puoi ridurre la portata minima dell'aria, è un compromesso accettabile

Ciclo consigliato:

Fase	Durata	Effetto
ON (Lavoro)	4–6 minuti	Aerazione
OFF (Pausa)	2–3 minuti	Riduzione DO

Vantaggi di questo ciclo breve:

✅ NON crea denitrificazione a livelli pericolosi
✅ Mantiene DO < 3 mg/L
✅ Evita sprechi di energia
✅ Evita continua "risalita DO"

🚨 ATTENZIONE: OFF > 5–6 minuti = rischio sviluppo gas + flocchi in superficie

4️⃣ Bypass di Aria a Cielo Aperto (Valvola a Perdere)

Soluzione semplice e molto funzionale:

Installare una T sulla mandata del compressore
Una parte dell'aria viene scaricata all'atmosfera
L'aria in vasca scende → DO si stabilizza

👉 Usata in moltissimi impianti dove la soffiante è troppo grossa. Trucco pratico e sicuro, con costo quasi zero

5️⃣ Aumentare la Miscelazione (Senza Aggiungere Ossigeno)

Con mixer sommerso (anche piccolo)
Permette di ridurre leggermente l'aria
Mantiene comunque la miscelazione
Evita zone morte
Contiene il DO

🚫 Cosa NON Fare MAI

Azione Errata	Conseguenze
Spegnere soffiante per 10–20 minuti	Denitrificazione massiccia in ossidazione → rising sludge (fango sollevato)
Ridurre aria senza garantire miscelazione	Zone anaerobiche → filamenti tipo Sphaerotilus
Soffiante al minimo con DO > 4 mg/L	pH sale, problemi in decantazione, effluente torbido

🟢 Soluzione Consigliata per Fango di Qualità

Con fango che mostra ottima flocculazione, buona compattazione e nitrificanti attivi

👉 RIDURRE L'EFFICIENZA DI TRASFERIMENTO O₂, non il tempo di aerazione

Opzioni in ordine di efficacia:

✔️ Opzione A

Tappare 2–3 diffusori

✔️ Opzione B

Valvola bypass aria a cielo aperto

✔️ Opzione C

Soffiante con inverter VERO

📋 Dati Necessari per Calcolo Preciso

Per determinare esattamente quanti diffusori tappare o di quanto aprire la valvola di bypass:

Litri vasca ossidazione
Tipo soffiante e portata minima
Numero e tipo di diffusori
DO attuali misurati
Portata influente

Con questi dati è possibile calcolare il setpoint ottimale di DO a 1,8–2,2 mg/L

2.6 Interdipendenza e Gerarchia dei Parametri Operativi

📌 Relazioni Fondamentali

I parametri operativi di un impianto a fanghi attivi non sono indipendenti ma formano una rete di relazioni causa-effetto in cui alcuni parametri svolgono un ruolo dominante nel determinare il valore e il comportamento degli altri.

Comprendere questa gerarchia è essenziale per una gestione razionale dell'impianto e per interpretare correttamente i dati analitici.

🔗 Gerarchia dei Parametri: Dal Controllo all'Effetto

I parametri operativi possono essere classificati in base al loro grado di controllabilità diretta:

Livello 1: Parametri Primari di Controllo

Questi sono i parametri che l'operatore può controllare direttamente attraverso le operazioni quotidiane:

Spurgo fanghi (Qw): Regola direttamente MLSS e Età del Fango
Portata aria (OD): Controlla l'ossigeno disciolto nel comparto aerobico
Ricircolo fanghi (Qr): Influenza MLSS e SVI apparente

Livello 2: Parametri Dipendenti Calcolati

Questi parametri derivano matematicamente dai parametri primari e dal carico in ingresso:

Età del Fango (SRT): Dipende da MLSS, volume vasca e spurgo
F/M: Dipende da BOD in ingresso, MLSS e volume vasca
MLSS: Risulta dall'equilibrio tra crescita batterica e spurgo

Livello 3: Parametri Indicatori di Risposta

Questi parametri riflettono lo stato fisiologico del sistema biologico:

SVI: Risponde a F/M, OD, nutrienti e presenza di filamentosi
Composizione microbica: Risponde a SRT, F/M e OD
Qualità effluente: Risposta integrata di tutti i parametri

⚙️ Catene di Dipendenza Fondamentali

1. Catena del Controllo della Biomassa

Spurgo (Qw) → MLSS → F/M → Età del Fango (SRT)

Parametro dominante: Lo spurgo giornaliero è l'azione primaria che controlla tutta la catena
Effetto su MLSS: ↓ Qw → ↑ MLSS (ridurre spurgo aumenta la biomassa)
Effetto su F/M: ↑ MLSS → ↓ F/M (più biomassa = meno "cibo" per batterio)
Effetto su SRT: ↓ Qw → ↑ SRT (meno spurgo = fango più vecchio)

Implicazione pratica: Se si vuole ridurre F/M per migliorare la nitrificazione, si deve ridurre lo spurgo, non modificare altri parametri.

2. Catena della Capacità Nitrificante

SRT → Popolazione Nitrificanti → Ossigeno Disciolto → Efficienza Nitrificazione

Parametro dominante: Età del fango (SRT) determina se i nitrificanti possono sopravvivere
Soglia critica: SRT < 6 giorni (a 20°C) → lavaggio dei nitrificanti → nitrificazione impossibile
Ruolo dell'OD: Anche con SRT adeguato, se OD < 0.5 mg/L → blocco metabolico
Interdipendenza: SRT e OD sono entrambi necessari ma SRT è prerequisito assoluto

Implicazione pratica: Prima di aumentare l'aerazione per migliorare la nitrificazione, verificare che SRT sia sufficiente. Aumentare OD con SRT basso è inutile.

3. Catena della Sedimentabilità

F/M → Tipo Metabolismo → Produzione EPS → Morfologia Fiocco → SVI

Parametro dominante: F/M determina lo stato fisiologico batterico
F/M alto (0.4-0.6): Crescita rapida → fiocchi piccoli → ↑ SVI (tipo pin floc)
F/M ottimale (0.1-0.25): Fase endogena → EPS abbondante → fiocchi compatti → SVI ottimale (80-120)
F/M troppo basso (<0.05): Fame → competizione → filamentosi → ↑↑ SVI (bulking)
Ruolo OD: Influenza secondaria ma critica: OD < 1.0 mg/L favorisce filamentosi anche con F/M corretto

Implicazione pratica: Per correggere SVI alto, identificare se la causa è F/M o OD. Modificare F/M (via spurgo) è più efficace a lungo termine.

⚠️ Errori Comuni di Interpretazione

Errore 1: Confondere Causa ed Effetto

Affermazione errata: "Il mio MLSS è basso, devo ridurre lo spurgo"

Analisi corretta: MLSS è l'effetto dello spurgo. Se MLSS è basso, significa che lo spurgo è già troppo alto rispetto alla crescita batterica. La soluzione è corretta (ridurre spurgo), ma la logica causale va compresa.

Errore 2: Intervenire sul Parametro Sbagliato

Situazione: Ammonio alto in uscita, OD = 2.0 mg/L, SRT = 4 giorni

Intervento errato: Aumentare ulteriormente OD a 3.0 mg/L

Intervento corretto: Aumentare SRT riducendo lo spurgo. L'OD è già sufficiente, ma i nitrificanti vengono "lavati via" perché SRT < tempo di duplicazione.

Errore 3: Ignorare le Soglie Critiche

Concetto chiave: Alcuni parametri hanno soglie assolute sotto le quali il processo fallisce indipendentemente dagli altri parametri:

SRT < 6 giorni (a 20°C): Nitrificazione impossibile, anche con OD = 5 mg/L
OD < 0.5 mg/L: Nitrificazione bloccata, anche con SRT = 30 giorni
Rapporto BOD:N:P lontano da 100:5:1: Bulking filamentoso inevitabile

Obiettivo Operativo	Parametro Primario da Controllare	Parametri Secondari di Supporto	Parametri di Verifica
Aumentare Nitrificazione	↑ SRT (ridurre spurgo)	Verificare OD > 1.5 mg/L, Temperatura	NH₄-N effluente, NO₃-N
Ridurre SVI (Bulking)	Correggere F/M (via spurgo) e OD	Verificare nutrienti (N, P), pH	SVI giornaliero, V₃₀
Ridurre Fanghi di Supero	↑ SRT (ridurre spurgo)	Accettare ↑ MLSS e ↓ F/M	Produzione fanghi kg/giorno
Aumentare Capacità Depurativa	↑ MLSS (ridurre spurgo)	Verificare capacità sedimentatore	BOD effluente, carico idraulico
Ridurre Consumo Energetico	Ottimizzare OD (1.5-2.0 mg/L)	Mantenere F/M e SRT costanti	kWh/kg BOD rimosso

💡 Strategia di Intervento Razionale

Di fronte a un problema operativo, seguire questa sequenza logica:

Identificare il sintomo: Quale parametro è fuori range? (es. NH₄-N alto, SVI > 200)
Risalire alla causa primaria: Quale parametro controllabile è la causa? (es. SRT basso, F/M basso)
Verificare le soglie critiche: Ci sono parametri sotto soglie assolute? (es. OD < 0.5, SRT < 6 giorni)
Intervenire sul parametro dominante: Modificare il parametro primario di controllo (es. ridurre spurgo)
Monitorare la risposta: Attendere 2-3 SRT per vedere l'effetto completo
Aggiustamenti secondari: Ottimizzare parametri secondari se necessario (es. OD, ricircolo)

Regola d'oro: Non modificare più di un parametro primario alla volta. Attendere la stabilizzazione prima di ulteriori interventi.

🎯 Sintesi: Quali Parametri Controllano Quali Altri

Parametro Controllato	Controllato Principalmente Da	Influenzato Secondariamente Da
MLSS	Spurgo (Qw) ★★★	BOD in ingresso, Ricircolo
SRT	Spurgo (Qw) ★★★	MLSS, Volume vasca
F/M	Spurgo (Qw) via MLSS ★★★	BOD in ingresso, Volume vasca
SVI	F/M ★★★, OD ★★	Nutrienti, Temperatura, pH
Nitrificazione	SRT ★★★, OD ★★★	Temperatura, pH, Alcalinità
Denitrificazione	OD (anossico) ★★★, COD disponibile ★★	Temperatura, pH, Ricircolo

★★★ = Controllo dominante | ★★ = Controllo necessario ma non sufficiente

📊 2.7 Metodologia completa per la valutazione della sedimentabilità dei fanghi attivi e diagnosi precoce delle patologie

2.7.1 Descrizione dello Strumento

Il cono Imhoff è uno strumento fondamentale per la gestione quotidiana dell'impianto biologico. Si tratta di un recipiente conico graduato in vetro o plastica trasparente con capacità standard di 1 litro, caratterizzato da un cono inferiore graduato con precisione che permette la lettura diretta del volume di fango sedimentato.

🔬 Caratteristiche Tecniche del Cono Imhoff

Capacità totale: 1.000 mL (1 litro)
Graduazione cono inferiore: 0–100 mL (divisioni da 1 mL)
Materiale: Vetro borosilicato o policarbonato trasparente
Forma: Conica (angolo 60°) per favorire compattazione
Supporto: Asta metallica o rack specifico per stabilità

2.7.2 Procedura Standard di Misurazione

La procedura di misurazione al cono Imhoff deve essere eseguita seguendo un protocollo standardizzato per garantire ripetibilità e confrontabilità dei risultati nel tempo.

📊 Diagramma di Flusso della Procedura

Prelievo del Campione

Prelevare 1 litro di mixed liquor direttamente dalla vasca di ossidazione, nella zona centrale, a metà profondità, utilizzando un contenitore pulito. Evitare zone di stagnazione o vicine agli aeratori. Il campione deve essere rappresentativo della biomassa presente.

Riempimento del Cono

Versare il campione nel cono Imhoff fino alla tacca di 1.000 mL, assicurandosi che non vi siano bolle d'aria intrappolate. Mescolare delicatamente se il campione si è separato durante il trasporto.

Sedimentazione

Posizionare il cono su un supporto stabile in posizione verticale, in un luogo privo di vibrazioni e a temperatura ambiente (20–25°C). Avviare il cronometro immediatamente.

Letture Temporizzate

Effettuare letture del volume di fango sedimentato a intervalli prestabiliti: 5', 10', 15', 30', 45', 60'. La lettura standard per il calcolo dell'SVI è quella a 30 minuti.

Osservazioni Qualitative

Durante la sedimentazione, annotare aspetto visivo, colore, odore, presenza di schiume, caratteristiche dell'interfaccia fango-surnatante, presenza di materiale flottante o sedimento non compattato.

⚠️ IMPORTANTE: Distinzione tra Parametri del Surnatante

1. Colore/Chiarezza del Surnatante (VOLUME):

Valuta la torbidità dell'intero volume di surnatante sopra il fango sedimentato
Surnatante torbido = presenza di particelle fini sospese nel volume (pin-floc, dispersione fanghi)
Indica problemi di sedimentabilità o dispersione del fango

2. Materiale Galleggiante in Superficie (SUPERFICIE):

Valuta solo la superficie superiore del surnatante (interfaccia aria-acqua)
Materiale galleggiante = schiume, particelle leggere, oli che galleggiano in superficie
Indica problemi di schiume biologiche (es. Nocardia) o presenza grassi/oli

→ I due parametri sono INDIPENDENTI: puoi avere surnatante limpido con schiume in superficie, o surnatante torbido senza materiale galleggiante!

Registrazione Dati

Registrare tutti i valori misurati e le osservazioni su un registro dedicato, riportando data, ora, operatore, condizioni operative dell'impianto (portata, OD, temperatura).

2.7.3 Parametri Misurabili e Calcoli

Sludge Volume Index (SVI)

Il parametro più importante derivabile dalla prova al cono Imhoff è lo Sludge Volume Index, che esprime la sedimentabilità del fango attivo.

📐 Formula di Calcolo SVI

SVI (mL/g) = (V₃₀ × 1.000) / MLSS

Dove:

V₃₀ = volume di fango sedimentato a 30 minuti (mL/L)
MLSS = concentrazione solidi sospesi mixed liquor (mg/L)

Esempio pratico: Se V₃₀ = 250 mL/L e MLSS = 3.000 mg/L:
SVI = (250 × 1.000) / 3.000 = 83 mL/g → Fango con ottima sedimentabilità

Sludge Density Index (SDI)

Parametro complementare che esprime la densità del fango sedimentato.

📐 Formula di Calcolo SDI

SDI (g/L) = MLSS / V₃₀ × 1.000

SDI è l'inverso dell'SVI moltiplicato per 1.000. Valori elevati indicano fango denso e ben sedimentante.

📊 Approfondimento: Fenomeno di Compattazione del Fango dopo 30 Minuti

❓ Domanda Operativa

È un fenomeno regolare che il fango dopo i 30 minuti di sedimentazione al cono continui a sedimentare passando da 300 mL/L a sedimentazione finale di 220 mL/L?

✔️ Risposta

Sì: è assolutamente normale, fisiologico e desiderabile che il fango continui a sedimentare anche oltre i 30 minuti, passando ad esempio da:

V₃₀ = 300 mL/L
a
V_finale (dopo 2–4 ore) = 220 mL/L

Questo comportamento è quello che un fango "sano" e maturato deve mostrare.

🔬 Perché Succede: Le Due Fasi della Sedimentazione

Fase 1 – Sedimentazione (0–30 min)

I fiocchi scendono per gravità
Si accumulano sul fondo
Il volume diminuisce rapidamente
Si forma un'interfaccia netta

Misurazione: Sedimentazione flocculante, il V₃₀ misura questa fase

Fase 2 – Compattazione (30 min → 2–3 ore)

Il letto di fango si "strizza"
L'acqua intrappolata tra i fiocchi esce
La densità aumenta
Il volume si riduce gradualmente

Caratteristica: Naturale per fanghi ben flocculati con buona SRT

📐 Interpretazione del Dato Specifico (300 → 220 mL/L)

V₃₀ = 300 mL/L → Fango con buona sedimentazione

V_finale = 220 mL/L → Fango che compatta bene, con matrice biologica coesa

Questa differenza (300 → 220) indica:

✅ Assenza di filamenti dominanti (che impedirebbero la compattazione)
✅ Fiocco strutturato
✅ Biomassa con età buona e dominanza di nitrificanti
✅ Quota equilibrata di sostanze polimeriche extracellulari (EPS)

📊 Valore Tecnico della Compattazione

Rapporto di Compattazione = V₃₀ / V_finale = 300 / 220 ≈ 1,36

Rapporto	Interpretazione
1,2 – 1,5	✅ Tipico dei migliori fanghi attivi: sedimentano bene e si compattano bene
≈ 1,0	⚠️ Fango "leggero" (solitamente con problemi di bulking)
>> 1,5	🔴 Fango fragile, pin-point o stressato

👉 Il caso in esame (R ≈ 1,36) è perfettamente nella norma e anzi particolarmente positivo

🧮 Calcoli Dettagliati e Parametri Stimabili

Dati di Riferimento dal Cono Imhoff

V₁₀ ≈ 400 mL/L
V₃₀ = 300 mL/L
V_finale = 220 mL/L (dopo alcune ore)
MLSS tipico per impianti con nitrificazione/denitrificazione: 3–4 g/L

1️⃣ Calcolo SVI (da V₃₀)

SVI (mL/g) = V₃₀ (mL/L) / MLSS (g/L)

Con V₃₀ = 300 mL/L:

MLSS (g/L)	SVI (mL/g)	Valutazione
3,0	100	✅ Fango ottimo/buono Nessun bulking Buona sedimentazione Età del fango equilibrata
3,5	≈ 86
4,0	75

➡️ Range realistico SVI ≈ 75–100 mL/g
Valore centrale: ~85–90 mL/g

2️⃣ "SVI Compattato" (usando V_finale = 220 mL/L)

Nota: Non è l'SVI normativo, ma aiuta a capire la compattazione reale a lungo termine

SVI_finale = V_finale / MLSS

MLSS (g/L)	SVI_finale (mL/g)
3,0	≈ 73
3,5	≈ 63
4,0	55

➡️ SVI_finale ≈ 55–75 mL/g
Fango molto ben compattante, coltre in secondario tendenzialmente stabile

3️⃣ Rapporto V₃₀ / V_finale (Indice di Compattazione)

R = V₃₀ / V_finale = 300 / 220 ≈ 1,36

✅ Perfetto: ottimo compromesso tra sedimentazione rapida e compattazione

4️⃣ Correlazione V₁₀–V₃₀: Velocità di Sedimentazione

V₁₀ ≈ 400 mL/L → V₃₀ = 300 mL/L

In 20 minuti: riduzione di 100 mL/L

Conferma:

✅ Fase iniziale di sedimentazione molto rapida → fiocchi pesanti e coesi
✅ Dopo 30 min il volume è già stabile → sedimentazione flocculante classica
✅ Nessun fenomeno anomalo
✅ Fango non filamentoso dominante, buona flocculazione
✅ Regime di aerazione e carico coerente con impianto nitrificante/denitrificante ben condotto

🔧 Indicazioni Operative su Spurgo, RAS e MLSS

🎯 Obiettivi di Gestione

Mantenere SVI reale tra 80 e 100 mL/g
Mantenere MLSS in ossidazione attorno a 3–3,5 g/L (se compatibile con idraulica e carico)
Coltre in secondario non eccessiva (evitare accumuli eccessivi)

💧 Spurgo (WAS)

Con questo tipo di fango:

✅ Non aumentare lo spurgo in modo aggressivo

SVI buono
Buona compattazione
Nessun indizio di fango troppo vecchio

Spurgo "di mantenimento":

Puntare a una SRT di 10–15 giorni (tipico per impianto con nitrificazione in climi temperati)
Aumentare spurgo solo se:
- MLSS tende a salire >4 g/L in modo stabile
- Coltre nel secondario diventa troppo alta
- Iniziano problemi di trascinamento

🔁 Ricircolo Fanghi (RAS)

Con fango ben sedimentante e compatto:

Tasso di ricircolo moderato: 50–100% della Q influente (dipende dall'impianto)
Nessun rischio di "lavaggio" del fango

⚠️ Se l'effluente è torbido, verificare prima:

Portata di ricircolo → se troppo bassa, aumentare leggermente
Se già adeguata, controllare:
- Turbolenza in ingresso al secondario
- Equalizzazione del carico
- Picchi di portata

📊 MLSS Ottimale

Dato il comportamento al cono:

MLSS (g/L)	Valutazione	Azione
3,0–3,5	✅ Target ragionevole	Mantenere
< 2,5	⚠️ SVI potrebbe essere più alto	Ridurre spurgo gradualmente
> 4,0	🔴 Coltre molto carica, rischio accumulo eccessivo	Valutare aumento spurgo

📋 Riassunto Secco

SVI (da V₃₀)

~75–100 mL/g

✅ Ottimo/buono

SVI_finale (220 mL/L)

~55–75 mL/g

✅ Molto compattante

Rapporto V₃₀/V_finale

≈ 1,36

✅ Compattazione ideale

Sedimentazione 0–30 min

Rapida, flocculante

✅ Fango sano, non in bulking

🎯 Gestione Raccomandata

✅ Mantieni MLSS ≈ 3–3,5 g/L
✅ Spurgo di mantenimento (SRT 10–15 giorni)
✅ RAS dimensionato senza eccessi, verifica solo in caso di torbidità in uscita

💡 Conclusione: Fango maturo, ben sedimentante, con buona compattazione e processo biologico stabile

2.7.4 Tabelle Interpretative

Classificazione della Sedimentabilità

SVI (mL/g)	Classificazione	Condizione del Fango	Azione Richiesta
< 50	Eccellente	Fango molto denso, possibile pin-point	⚠️ Verificare formazione fiocchi
50–80	Ottima	Sedimentazione rapida e completa	✅ Condizioni ideali
80–120	Buona	Sedimentazione normale	✅ Gestione routinaria
120–150	Accettabile	Sedimentazione moderata	👁️ Monitoraggio ravvicinato
150–200	Mediocre	Inizio bulking leggero	⚠️ Interventi preventivi
200–300	Scarsa	Bulking moderato	🔴 Interventi correttivi immediati
> 300	Pessima	Bulking severo	🚨 Emergenza operativa

📊 Range di Classificazione SVI

✅ Zone Ottimale

50–150 mL/g

⚠️ Zona Attenzione

150–200 mL/g

🚨 Zona Critica

> 200 mL/g

Curve di Sedimentazione e Diagnosi

L'andamento della curva di sedimentazione (volume vs tempo) fornisce informazioni diagnostiche preziose:

Tipo di Curva	Caratteristica	Interpretazione
Curva rapida iniziale	Rapida sedimentazione nei primi 10'	Fiocchi grandi e densi, sedimentabilità ottima
Curva lineare graduale	Sedimentazione costante	Fango normale, condizioni operative stabili
Curva lenta con plateau alto	Sedimentazione lenta, volume elevato	Bulking filamentoso o viscoso
Curva con risalita dopo sedimentazione	Volume aumenta dopo 30–45'	Rising da denitrificazione nel cono
Interfaccia diffusa e poco definita	Zona grigia tra fango e surnatante	Fiocchi piccoli (pin-point) o bulking viscoso

📈 Curve di Sedimentazione - Confronto Tipologie

Interpretazione: La curva verde rappresenta un fango ottimale con sedimentazione rapida nei primi 10 minuti. La curva gialla mostra un comportamento normale e graduale. La curva rossa indica bulking con sedimentazione lenta e volume elevato. La curva viola mostra il fenomeno di rising con risalita dopo 30 minuti.

2.7.5 Osservazioni Qualitative al Cono

Aspetto del Fango Sedimentato

👁️ Caratteristiche Visive Normali

Colore: Marrone-nocciola, uniforme
Consistenza: Fiocchi ben formati, dimensioni 1–3 mm
Interfaccia: Netta e ben definita tra fango e surnatante
Surnatante: Limpido, incolore o leggermente giallognolo
Odore: Di terra/muffa, non sgradevole
Assenza: Materiale flottante, schiume persistenti, colorazioni anomale

Indicatori di Patologie

Osservazione al Cono	Possibile Patologia	Caratteristica Distintiva
Fango voluminoso, aspetto "lanoso"	Bulking filamentoso	Presenza di filamenti visibili a occhio nudo
Fango gelatinoso, viscoso	Bulking viscoso (Zooglea)	Aspetto gommoso, difficile da versare
Interfaccia diffusa, surnatante torbido	Pin-point floc	Fiocchi piccolissimi dispersi
Risalita fango dopo sedimentazione	Rising/denitrificazione	Bollicine di N₂ sollevano il fango
Schiuma densa e persistente	Foaming biologico	Colore marrone, odore terroso
Fango nero, odore di uova marce	Settizzazione	Condizioni anaerobiche, produzione H₂S
Colore verde	Crescita alghe (improbabile in attivi)	Presenza clorofilla, esposizione luce

2.7.6 Frequenza e Tempistica dei Controlli

📅 Programma di Monitoraggio Raccomandato

Test giornaliero: 1 misura al cono Imhoff ogni mattina, stesso orario
Test settimanale completo: Curva di sedimentazione completa (0–60 min) con analisi MLSS
Test in condizioni critiche: 2–3 volte/giorno durante variazioni operative o comparsa anomalie
Analisi microscopica: Almeno 1 volta/settimana in abbinamento al cono Imhoff

2.7.7 Correlazioni con Altri Parametri

La lettura al cono Imhoff va sempre correlata con i parametri operativi dell'impianto per una diagnosi completa:

Combinazione Parametri	Interpretazione	Intervento Suggerito
SVI alto + OD basso	Bulking da sottoaerazione	Aumentare apporto ossigeno
SVI alto + F/M basso + età fango alta	Bulking da invecchiamento	Aumentare spurgo fanghi
SVI normale + surnatante torbido	Pin-point floc	Ridurre età fango o aumentare F/M
Rising + presenza nitrati	Denitrificazione nel sedimentatore	Ridurre tempo permanenza o aumentare estrazione
Schiume + SVI normale	Foaming superficiale (grassi, tensioattivi)	Migliorare pretrattamenti a monte

2.7.8 Limiti e Precauzioni della Prova

⚠️ Limitazioni del Test al Cono Imhoff

Piccolo volume: Il cono da 1L può non essere rappresentativo di grandi volumi
Condizioni statiche: Non riproduce le condizioni dinamiche del sedimentatore reale
Temperatura: Le condizioni di laboratorio possono differire da quelle operative
Tempo di trasporto: Il campione può alterarsi se il test non è immediato
Denitrificazione nel cono: Può falsare la lettura causando rising artificiale
Variabilità operatore: Letture soggettive dell'interfaccia, importanza standardizzazione

Buone Pratiche

Eseguire il test sempre allo stesso orario per confrontabilità
Utilizzare lo stesso operatore formato per ridurre variabilità
Mantenere condizioni ambientali costanti (temperatura, assenza vibrazioni)
Registrare sempre le condizioni operative dell'impianto al momento del prelievo
Integrare con analisi microscopica per diagnosi accurate
Confrontare sempre con serie storiche e trend, non singoli valori isolati

🔵 3. Denitrificazione

3.1 Principi del Processo

⚗️ Reazione di Denitrificazione

2 NO₃⁻ + 10 H⁺ + 10 e⁻ → N₂↑ + 5 H₂O + 2 OH⁻

I batteri denitrificanti (facoltativi) utilizzano il nitrato come accettore finale di elettroni in assenza di ossigeno, ossidando il carbonio organico.

Requisito	Valore Ottimale	Note
OD	< 0.2 mg/L	Ottimale: < 0.1 mg/L
ORP	-50 a +50 mV	Conferma condizioni anossiche
Rapporto C/N	> 3:1	Carbonio organico necessario
HRT	1–3 ore	Tempo per completare reazione
Temperatura	15–25°C	Ottimale: 20°C
pH	6.5–8.5	Ottimale: 7.0–7.5

3.2 Parametri di Controllo Specifici

Parametro	Misurazione	Interpretazione	Azione se Anomalo
Colore Mixed Liquor	Visivo	Marrone scuro/grigio = OK Verde/nero = problemi	Verificare OD, ridurre ricircolo
Bolle N₂	Visivo	Piccole bolle = denitrificazione attiva	Assenza bolle: verificare NO₃ in ingresso
Odore	Olfattivo	Terroso = OK H₂S = anaerobico	Aumentare mescolamento, ridurre HRT
Mescolamento	Visivo	Uniforme, no sedimentazione	Regolare velocità mixer
NO₃⁻ in uscita	Laboratorio	3–5 mg/L = efficienza 70–80%	< 1: ridurre HRT o C/N > 10: aumentare HRT o carbonio

3.3 Problematiche Specifiche

⚠️ Denitrificazione Insufficiente

Sintomi:

NO₃⁻ alto in uscita comparto anossico (> 10 mg/L)
Assenza di bolle N₂
ORP alto (> +100 mV)

Cause:

OD troppo alto: > 0.5 mg/L inibisce processo
Carenza carbonio organico: C/N < 3:1
HRT insufficiente: < 1 ora
Temperatura bassa: < 12°C rallenta processo

Rimedi:

Ridurre ricircolo (meno NO₃ + meno OD)
Dosare carbonio esterno (metanolo, acetato)
Aumentare volume anossico / ridurre portata
Verificare mescolatori: no aerazione accidentale

⚠️ Condizioni Anaerobiche (Non Anossiche)

Sintomi:

Odore intenso di H₂S (uova marce)
Colore nero/verde scuro
ORP molto basso (< -100 mV)
Fango flottante

Cause:

NO₃⁻ esaurito: tutto ridotto
HRT eccessivo con basso ricircolo
Mescolamento insufficiente: zone morte

Rimedi:

Aumentare ricircolo (fornire più NO₃)
Ridurre HRT / aumentare portata
Migliorare mescolamento
Dosare piccole quantità O₂ (cautela!)

⚠️ Rising nel Sedimentatore

Sintomo: Fango che risale con bolle attaccate

Causa: Denitrificazione non intenzionale nel sedimentatore

OD basso in aerazione (< 1.0 mg/L)
HRT sedimentatore eccessivo
Temperatura alta (estate)

Rimedi:

Aumentare OD in aerazione (> 2.0 mg/L)
Aumentare ricircolo fanghi (ridurre HRT sedimentatore)
Clorazione fanghi (con cautela)

3.4 Diagnosi Rapida Denitrificazione

✓ Check-List Operativa Giornaliera

Colore ML anossico: Deve essere marrone/grigio uniforme
Presenza bolle N₂: Piccole bolle che risalgono lentamente
Odore: Terroso, non putrescente
Mescolamento: Uniforme, nessuna sedimentazione
ORP: -50 a +50 mV (se disponibile sonda)
OD: < 0.2 mg/L (se disponibile sonda)

Osservazione	Stato	Diagnosi	Azione
Bolle N₂ abbondanti	✓ OK	Denitrificazione attiva	Nessuna
Assenza bolle	⚠️ Problema	No denitrificazione	Verificare NO₃ in ingresso, OD
Colore verde/nero	⚠️ Problema	Condizioni anaerobiche	Aumentare ricircolo
Odore H₂S forte	⚠️ Critico	Anaerobiosi	Aumentare ricircolo, mescolamento
Fango sedimentato	⚠️ Problema	Mescolamento insufficiente	Aumentare velocità mixer

🌫️ 4. Schiume nel Sistema a Fanghi Attivi

4.1 Tipologie di Schiume

Tipo	Origine	Caratteristiche	Persistenza
Bianche/Leggere	Tensioattivi	Bolle grandi, instabili, evanescenti	Temporanea
Marroni Spesse	Biologica	Compatte, viscose, persistenti	Giorni/settimane
Grigie/Nere	Anaerobica	Odore H₂S, fango decomposto	Fino a risoluzione causa

4.2 Schiume Biologiche

⚠️ Schiume da Actinomiceti (Nocardia, Microthrix)

Caratteristiche:

Colore: marrone chiaro/beige
Consistenza: densa, persistente, viscosa
Odore: terroso
Spessore: 5–30 cm

Cause:

Età fango elevata (> 25 giorni)
F/M basso (< 0.1)
Presenza oli/grassi nel refluo
Temperature basse (favoriscono Microthrix)

Gestione:

Ridurre età fango (aumentare spurgo)
Rimuovere meccanicamente le schiume
Spray acqua per abbattimento
Clorazione selettiva (2–5 mg Cl₂/L)
Installare barriere anti-schiuma

4.3 Schiume Chimiche

💧 Schiume da Tensioattivi

Origine: Detersivi, saponi nel refluo

Caratteristiche:

Colore: bianco brillante
Bolle grandi, instabili
Si formano rapidamente, si dissolvono in minuti/ore

Gestione:

Spray acqua per abbattimento immediato
Installare barriere galleggianti
Identificare e ridurre fonte se possibile
Non richiedono interventi sul processo biologico

4.4 Gestione Operativa delle Schiume

Metodo	Applicazione	Efficacia	Note
Spray acqua	Tutte le schiume	⭐⭐⭐ Alta immediata	Economico, sicuro, temporaneo
Rimozione meccanica	Schiume biologiche dense	⭐⭐⭐ Alta	Paletta, skimmer, aspiratore
Clorazione selettiva	Nocardia, Microthrix	⭐⭐ Media	Dosare 2–5 mg/L, con cautela
Riduzione età fango	Prevenzione biologiche	⭐⭐⭐ Alta a lungo termine	Effetto dopo 2–3 settimane
Barriere anti-schiuma	Contenimento	⭐⭐ Media	Non risolve causa

✓ Best Practices Preventive

Mantenere età fango 15–20 giorni (non superare 25)
F/M ≥ 0.1 (evitare fame prolungata)
Rimuovere grassi in pre-trattamento
Monitorare microscopia: presenza Nocardia/Microthrix
Spray acqua preventivo giornaliero nelle zone critiche

⚕️ 5. Patologie del Fango Attivo

📖 Introduzione alle Patologie del Fango

Le patologie del fango attivo sono disfunzioni del processo biologico che compromettono la sedimentabilità, la capacità depurativa o la stabilità operativa dell'impianto. Una diagnosi accurata e tempestiva è fondamentale per prevenire il deterioramento della qualità dell'effluente e garantire la conformità normativa.

Classificazione delle patologie principali:

Patologie di sedimentazione: Bulking filamentoso, Bulking viscoso, Pin Floc
Patologie biologiche: Deflocculation, Rising, Foaming
Patologie da stress: Shock tossico, Shock termico, Shock idraulico

🎯 Approccio diagnostico sistematico:

Misurare SVI (Sludge Volume Index) → indicatore primario
Eseguire test del cono Imhoff → osservazione comportamento sedimentazione
Effettuare analisi microscopica → identificazione cause specifiche
Valutare parametri operativi → F/M, OD, età fango, nutrienti
Verificare qualità effluente → SST, BOD₅, COD, NH₄⁺

5.1 Bulking Filamentoso

📋 5.1.1 Descrizione e Meccanismo

Definizione: Il bulking filamentoso è caratterizzato dalla proliferazione eccessiva di batteri filamentosi che interferiscono con la compattazione del fango nel sedimentatore, causando un aumento anomalo del volume occupato.

Meccanismo fisiopatologico:

Struttura alterata del floccolo: I filamenti si estendono oltre i confini del floccolo creando una struttura aperta e soffice
Impedimento sterico: I filamenti intrappolano acqua e impediscono l'avvicinamento dei floccoli durante la sedimentazione
Ridotta velocità di sedimentazione: La legge di Stokes è sfavorita dall'aumento del rapporto superficie/volume
Rischio trascinamento: Il fango non compattato può essere trascinato nel troppo-pieno del sedimentatore

SVI tipico: > 200 mL/g (severo se > 300 mL/g)

🔍 5.1.2 Cause e Condizioni Favorenti

Categoria	Condizione Specifica	Batteri Filamentosi Favoriti	Meccanismo
Carenze Nutrizionali	Azoto (N) insufficiente BOD:N > 100:5	Tipo 021N, Thiothrix	I filamentosi hanno maggiore superficie per assorbire nutrienti limitanti
Carenze Nutrizionali	Fosforo (P) insufficiente BOD:P > 100:1	Tipo 021N, Tipo 0041	Stessa logica dell'azoto
Ossigeno Disciolto	OD basso (< 1,0 mg/L)	Tipo 1701, Tipo 0092, Haliscomenobacter	I filamentosi tollerano meglio condizioni di microaerofilia
Ossigeno Disciolto	OD fluttuante (0,5-3 mg/L)	S. natans, Tipo 1701	Adattamento a condizioni variabili
Carico Organico	F/M molto basso (< 0,05)	Tipo 0092, Microthrix	Condizioni di "fame" favoriscono organismi a crescita lenta
Carico Organico	Substrato rapidamente biodegradabile basso	M. parvicella, Tipo 0092	Filamentosi hanno vantaggio su substrati lentamente biodegradabili
Temperatura	T < 15°C	Microthrix parvicella	M. parvicella cresce ottimalmente a basse temperature
Presenza Solfuri	H₂S, S²⁻ da reflui settici	Thiothrix, Beggiatoa, Tipo 021N	Batteri solfo-ossidanti utilizzano solfuri come fonte energetica
pH	pH < 6,5	Tipo 0041, Tipo 0675	Tolleranza a pH acidi
Configurazione Idraulica	Miscelazione completa (CSTR)	Tutti i tipi	Assenza di gradiente di substrato (selettore)

🎯 5.1.3 Segni Clinici e Parametri Diagnostici

⚠️ Manifestazioni Cliniche del Bulking Filamentoso

Tipo di Osservazione	Segno Clinico	Valore/Descrizione
Parametri Quantitativi	SVI (Sludge Volume Index)	> 200 mL/g (lieve-moderato) > 300 mL/g (severo)
	V30 (Volume cono Imhoff)	> 400-500 mL/L
	SST effluente	> 50 mg/L (per trascinamento)
Osservazioni Visive	Aspetto fango in vasca	Soffice, leggero, color marrone chiaro
	Test cono Imhoff	Sedimentazione molto lenta (interfaccia diffusa), surnatante torbido
	Schiume superficie vasca	Abbondanti, dense, viscose, marroni, persistenti
	Stramazzo sedimentatore	Possibile trascinamento fango ("fango volante")
Analisi Microscopica (100-400x)	Indice Filamentoso (IF)	3-4 (comune), 5-6 (molto abbondante) Scala Jenkins 0-6
	Struttura flocculi	Bordi sfrangiati, struttura aperta, filamenti protesi all'esterno
	Dimensione flocculi	Flocculi anomalamente grandi (> 500 μm)
Parametri Operativi Correlati	MLSS vasca ossidazione	Spesso elevato (> 4000 mg/L) per compensare
Parametri Operativi Correlati	Portata ricircolo fanghi	Spesso aumentata (> 100% Q) per compensare

🔬 5.1.4 Protocollo Diagnostico Operativo

💡 Sequenza Diagnostica Completa per Bulking

STEP 1 - Conferma presenza bulking (15 minuti):

Prelevare 1 L di fango dalla vasca di ossidazione (zona centrale, campione rappresentativo)
Versare in cilindro graduato da 1000 mL
Lasciare sedimentare 30 minuti cronometrati
Leggere V30 (mL) → Se V30 > 400 mL/L: bulking probabile
Prelevare 100 mL di fango omogeneizzato, pesare in becher tarato dopo essiccazione (105°C, 2h)
Calcolare SVI = (V30 × 1000) / MLSS → Se SVI > 200: bulking confermato

STEP 2 - Analisi microscopica (30 minuti):

Preparare vetrino con goccia di fango non diluito, copri oggetto
Osservare a 100x per panoramica generale
Contare numero di filamenti che attraversano il campo visivo a 100x (almeno 10 campi)
Assegnare Indice Filamentoso (IF) secondo scala Jenkins:
- 0 = assenti, 1 = pochi, 2 = comuni, 3 = molto comuni, 4 = abbondanti, 5 = molto abbondanti, 6 = eccessivi
Passare a 400x per identificazione morfologica preliminare
Annotare: forma (dritto/ondulato), posizione (interno/esterno floccolo), guaine, ramificazioni

STEP 3 - Test di identificazione batterica (opzionale, 1-2 ore):

Colorazione di Gram: Distingue filamentosi Gram+ (Nocardia, M. parvicella) da Gram- (Tipo 021N, 1701, Thiothrix)
Test di Neisser (granuli di polifosfato): Positivo per Thiothrix, Tipo 0041/0675
Test Indofenolo (test Gordona/Nocardia): Positivo per actinomiceti
Consultare tabella di identificazione (vedere sotto)

STEP 4 - Verifica condizioni operative (30 minuti):

Misurare OD in vasca ossidazione (minimo 3 punti, diverse zone)
Calcolare F/M attuale: F/M = (Q × BOD_in) / (V × MLSS)
Calcolare età fango: θ_c = (V × MLSS) / (Q_spurgo × MLSS_spurgo)
Verificare rapporto BOD:N:P su refluo in ingresso (campione 24h composito)
Misurare temperatura vasca ossidazione

STEP 5 - Diagnosi causale:

Incrociare risultati microscopici con condizioni operative per identificare causa primaria (utilizzare tabelle seguenti).

🔬 Guida Rapida Identificazione Batteri Filamentosi

Tipo Batterio	Morfologia 400x	Gram	Neisser	Causa Primaria	Priorità Intervento
Tipo 021N	Dritti, spessi, uscenti dal floccolo, no guaine	–	–	N, P insufficienti	Dosare urea/DAP
Tipo 0092	Lunghi, ondulati, curve ad "S", esterni	–	–	F/M < 0,05	Aumentare spurgo
Tipo 1701	Sottili, dritti, interni, fasci	–	–	OD < 1 mg/L	↑ Aerazione
M. parvicella	Sottili, arrotolati interno floccolo, Gram+	+	–	T < 15°C, età alta	↓ Età fango, selettore
Thiothrix sp.	Guaine evidenti, rosette terminali	–	+	H₂S, settici	Pre-aerazione
S. natans	Guaine spesse, false ramificazioni	–	–	BOD basso fluttuante	Stabilizzare carico
Nocardia	Ramificati veri, idrofobici (schiume)	+	–	Età > 25d, grassi	↓ Età, controllo grassi
Tipo 0041/0675	Lisci, dritti, fasci paralleli	–	+	pH < 6,5	Tamponare pH
Haliscomenobacter	Curve, forma "elica", singoli	–	–	OD basso, grease	↑ OD, degreasers

⚡ 5.1.5 Azioni Correttive

✓ LIVELLO 1 - Interventi Immediati (0-48 ore)

Obiettivo: Stabilizzare la situazione ed evitare peggioramento della qualità effluente.

Azione	Modalità Esecutiva	Dosaggio/Target	Risultato Atteso	Tempo Risposta
1. Spurgo Aggressivo	Aumentare portata spurgo per ridurre MLSS	Ridurre MLSS del 20-30% (es: da 4000 a 2800 mg/L)	↓ SVI del 15-25%	12-24h
2. Dosaggio Cloruro Ferrico	Dosare FeCl₃ in continuo all'ingresso vasca ossidazione	40-100 mg Fe³⁺/L (= 150-400 mg FeCl₃ 40%/L)	Flocculazione chimica, ↓ SVI 20-40%	6-12h
3. Polielettrolita Cationico	Alternativa al ferro, dosaggio in continuo o batch	5-15 ppm (mg/L) Testare prima in laboratorio	Miglioramento sedimentazione	2-6h
4. Incremento OD	Aumentare aerazione (soffianti, diffusori)	Target OD > 2,0 mg/L (meglio 2,5-3,0 mg/L)	Controlla filamentosi a basso OD	12-24h
5. Aumento Ricircolo Fanghi	↑ portata RAS temporaneamente	Da 50-75% Q a 100-150% Q	↓ HRT sedimentatore, ↓ rischio trabocco	Immediato

⚠️ ATTENZIONE - Cloruro Ferrico:

Dosaggi eccessivi (> 150 mg Fe³⁺/L) possono causare deflocculation
Abbassa pH (effetto tampone): monitorare pH e dosare alcali se necessario
Colorazione marrone del fango: normale, non indica problema
Non utilizzare come soluzione permanente (max 2-3 settimane)

✓ LIVELLO 2 - Correzioni Operative (3-14 giorni)

Obiettivo: Eliminare le cause radice del bulking e ristabilire condizioni favorevoli ai batteri floc-formers.

Causa Identificata	Intervento Specifico	Modalità	Target Parametrico
Carenza N, P (Tipo 021N)	Dosaggio nutrienti	• Urea: 46% N • DAP: 18% N, 20% P • Acido fosforico: 35% P	BOD:N:P = 100:5:1 NH₄⁺ uscita 1-3 mg/L PO₄³⁻ uscita 0,5-2 mg/L
F/M molto basso (Tipo 0092)	Aumento F/M	↑ Spurgo per ridurre MLSS O riduzione volume vasca attiva	F/M target: 0,15-0,25
OD insufficiente (Tipo 1701)	Potenziamento aerazione	• Pulizia diffusori • Aggiunta diffusori • ↑ pressione/portata aria	OD continuo > 2,0 mg/L (in tutti i punti vasca)
T bassa + età alta (M. parvicella)	Riduzione età fango	Spurgo quotidiano sostenuto	Età fango: 12-18 giorni (da > 25 giorni)
Solfuri (H₂S) (Thiothrix)	Pre-aerazione/ossidazione chimica	• Pre-aerazione ingresso 15-30 min • Dosaggio H₂O₂ o NaOCl • Sali di ferro (FeCl₃) per precipitazione	H₂S < 0,5 mg/L in ingresso biologico
pH acido (Tipo 0041/0675)	Tamponamento pH	• Dosaggio NaOH • Dosaggio Na₂CO₃ • Dosaggio calce Ca(OH)₂	pH = 7,0-7,5 (stabile ± 0,2)

📅 Protocollo tipo settimana 1-2 (Bulking moderato, SVI 220):

Giorno 1-2: Spurgo aggressivo (↓ MLSS 25%), dosaggio FeCl₃ 60 mg Fe³⁺/L, OD > 2,5 mg/L
Giorno 3-5: Verifica BOD:N:P, correzione con urea/DAP se necessario, continua FeCl₃ a 40 mg/L
Giorno 6-10: Ridurre gradualmente FeCl₃ a 20 mg/L, ottimizzare F/M a 0,2, microscopia ogni 2 giorni
Giorno 11-14: Sospendere FeCl₃ se SVI < 150, mantenere OD > 2,0, monitoraggio SVI ogni 3 giorni

✓ LIVELLO 3 - Modifiche Strutturali (3-8 settimane)

Obiettivo: Prevenire ricorrenze tramite modifiche configurazione idraulica o introduzione tecnologie di controllo biologico.

Modifica Strutturale	Principio Funzionale	Tipologia Impianto	Costo	Efficacia
Selettore Anossico	Competizione substrato rapidamente biodegradabile in assenza O₂ favorisce floc-formers vs filamentosi	Impianti con denitrificazione (pre-D)	Basso (modifica idraulica)	★★★★★ Riduzione IF 60-80%
Selettore Aerobico	Zona compatta ad alto F/M (0,5-1,0) con HRT 10-20 min, favorisce r-strategists	Impianti senza denitrificazione	Medio (vasca aggiuntiva)	★★★★☆ Riduzione IF 40-60%
Conversione Plug-Flow	Gradiente substrato longitudinale (compartimentazione) svantaggia filamentosi	Vasche esistenti modificabili	Medio (setti divisori)	★★★☆☆ Riduzione IF 30-50%
Pre-Aerazione Dedicata	Stripping H₂S e volatili in vasca separata (15-30 min)	Reflui settici, industriali con solfuri	Alto (vasca + soffianti)	★★★★★ Eliminazione Thiothrix
Clorazione Selettiva RAS	Dosaggio intermittente NaOCl (3-8 mg Cl₂/L) su fanghi ricircolati, attacco Gram+	Bulking ricorrente da Nocardia/Microthrix	Basso (pompa dosatrice)	★★★☆☆ Efficace ma impatta nitrificazione

💡 Raccomandazione per impianti 4000-5000 AE:

Il selettore anossico è la soluzione più efficace e sostenibile. Può essere implementato convertendo il primo comparto della vasca di denitrificazione esistente in zona selettiva, con HRT 20-40 minuti e ricircolo RAS dedicato. Investimento minimo, massima efficacia.

5.2 Bulking Viscoso (Bulking Non-Filamentoso)

📋 5.2.1 Descrizione e Meccanismo

Definizione: Il bulking viscoso è causato dalla sovrapproduzione di polimeri extracellulari (EPS - Exopolymeric Substances) che formano una matrice gelatinosa intorno ai flocculi, aumentando il volume occupato senza presenza significativa di filamentosi.

Meccanismo:

Polisaccaridi extracellulari: I batteri zooglea-formanti producono eccessive quantità di EPS (gel matrix)
Trattenimento acqua: La matrice gelatinosa intrappola molecole d'acqua (fino a 95-98% in peso)
Viscosità elevata: Il fango appare denso, "mucillaginoso", con consistenza simile a gel
Sedimentazione impedita: La viscosità ostacola la compattazione anche senza filamenti

SVI tipico: 150-250 mL/g (raramente > 250)

Aspetto caratteristico: "Jelly-like", gelatinoso, trasparente o biancastro, appiccicoso

🔍 5.2.2 Cause e Condizioni Favorenti

Categoria	Condizione Specifica	Meccanismo
Carico Organico Elevato	F/M > 0,6 kg BOD/(kg MLSS·d)	Stress metabolico induce produzione EPS come risposta protettiva
Reflui Ricchi Carboidrati	Industria alimentare (zuccheri, amidi), caseifici, birrerie	Carboidrati semplici sono precursori diretti di polisaccaridi EPS
Carenza Azoto	BOD:N > 100:3 (grave carenza)	Eccesso C/N favorisce conversione carbonio in EPS invece che biomassa
OD Basso Fluttuante	OD alternato 0,2-1,5 mg/L	Stress ossidativo induce produzione EPS protettivo
Temperatura Bassa	T < 12°C	Rallentamento metabolismo → accumulo substrato → produzione EPS
Presenza Metalli Pesanti	Reflui industriali (Cr, Ni, Zn, Cu)	Stress tossico cronico → EPS come barriera protettiva
pH Estremamente Basso	pH < 5,5	Stress acido → produzione EPS

🎯 5.2.3 Segni Clinici e Parametri Diagnostici

⚠️ Diagnosi Differenziale: Bulking Viscoso vs Bulking Filamentoso

Parametro	Bulking Viscoso	Bulking Filamentoso
SVI	150-250 mL/g	> 200 mL/g (spesso > 300)
Aspetto Visivo Fango	Gelatinoso, viscoso, trasparente-biancastro, "mucus-like"	Soffice, leggero, marrone, "fluffy"
Sedimentazione Cono	Lenta ma uniforme, interfaccia netta ma gelatinosa	Molto lenta, interfaccia diffusa/sfumata
Surnatante	Limpido o leggermente opalescente	Torbido, solidi sospesi
Schiume	Scarse, viscose se presenti	Abbondanti, persistenti, marroni
Indice Filamentoso (IF)	0-2 (assenti o rari)	3-6 (comuni-abbondanti)
Microscopia Flocculi	Densi, immersi in matrice gelatinosa traslucida, bordi netti	Struttura aperta, filamenti protrudenti, bordi sfumati
Test Capillarità	Forma "filo" viscoso quando prelevato (stringy)	Non forma filo, si disfa facilmente
SST Effluente	Moderatamente elevato (30-60 mg/L)	Molto elevato (> 60 mg/L per trascinamento)

🔬 5.2.4 Protocollo Diagnostico

💡 Test Diagnostico Specifico per Bulking Viscoso

Test della Viscosità ("Stringiness Test"):

Prelevare campione fango con asta di vetro o pipetta
Sollevare l'asta lentamente dal campione
Risultato positivo (bulking viscoso): Il fango forma un "filo" gelatinoso lungo > 5 cm che non si rompe facilmente
Risultato negativo (fango normale): Il fango si stacca e cade subito, nessun filo

Analisi Chimica EPS (opzionale, laboratorio esterno):

Estrazione EPS con resina a scambio cationico (Dowex)
Dosaggio polisaccaridi totali (metodo fenolo-H₂SO₄)
Dosaggio proteine (metodo Lowry o Bradford)
Soglia diagnostica: EPS > 150 mg/g MLSS (vs normale 40-80 mg/g)

⚡ 5.2.5 Azioni Correttive

✓ Interventi per Bulking Viscoso

LIVELLO 1 - Azioni Immediate (0-48 ore):

Azione	Modalità	Dosaggio	Effetto
1. Cloruro Ferrico o Alluminio	Dosaggio in continuo ingresso vasca ossidazione	FeCl₃: 80-150 mg Fe³⁺/L Al₂(SO₄)₃: 50-100 mg Al³⁺/L	Destabilizzazione EPS, flocculazione
2. Polielettrolita Cationico ad Alto PM	Dosaggio batch o continuo	10-20 ppm (test jar test)	Neutralizzazione cariche negative EPS
3. Spurgo Aggressivo	Rimozione fango gelatinoso	↓ MLSS 30-40%	Diluizione EPS accumulato
4. Incremento Aerazione	↑ OD per degradazione EPS	OD → 3,0-4,0 mg/L (temporaneo)	Ossidazione parziale EPS

LIVELLO 2 - Correzioni Operative (3-10 giorni):

Causa Identificata	Intervento	Target
F/M eccessivo	Riduzione carico organico o aumento MLSS	F/M → 0,2-0,35
Carenza N severa	Dosaggio urea o solfato ammonio	BOD:N = 100:5 minimo
Reflui industriali con carboidrati	Diluizione o pre-trattamento (idrolisi enzimatica)	COD carboidrati < 40% COD totale
OD instabile	Ottimizzazione controllo aerazione	OD stabile 2,0-2,5 mg/L (± 0,3)
Temperatura bassa	↑ Età fango (compensazione), eventuale riscaldamento	Età fango +20% rispetto estate

LIVELLO 3 - Prevenzione Ricorrenze:

Selettore anossico/aerobico: Favorisce batteri floc-formers a basso EPS
Pre-trattamento reflui industriali: Idrolisi acida/enzimatica carboidrati complessi
Controllo nutrienti rigoroso: Dosaggio automatico N, P basato su carico
Evitare sovraccarichi organici: Equalizzazione reflui, laminazione picchi

5.3 Pin Floc (Deflocculation da Basso Carico)

📋 5.3.1 Descrizione e Meccanismo

Definizione: Il pin floc è caratterizzato dalla formazione di flocculi molto piccoli e dispersi (< 30-50 μm) con scarsa capacità di aggregazione, causando un effluente torbido ricco di solidi finemente sospesi.

Meccanismo fisiopatologico:

Crescita dispersa: F/M elevato favorisce crescita batterica rapida in forma dispersa invece che aggregata
Età fango bassa: I batteri giovani non hanno sviluppato sufficienti polimeri extracellulari (EPS) per l'aggregazione
Dimensione sub-critica: Flocculi troppo piccoli per sedimentare efficacemente (velocità Stokes proporzionale a r²)
Surnatante torbido: Particelle colloidali attraversano il sedimentatore senza separarsi

SVI tipico: < 80 mL/g (spesso 30-60 mL/g)

Caratteristica distintiva: Sedimentazione rapida nel cono Imhoff ma surnatante molto torbido

🔍 5.3.2 Cause e Condizioni Favorenti

Categoria	Condizione Specifica	Meccanismo
F/M Eccessivo	F/M > 0,6 kg BOD/(kg MLSS·d)	Crescita batterica dispersa (r-strategists), insufficiente tempo per aggregazione
Età Fango Bassa	θ_c < 3-5 giorni	Batteri giovani con scarsa produzione EPS, popolazione non stabilizzata
Spurgo Eccessivo	Riduzione improvvisa MLSS > 40%	Shock da rimozione biomassa, sistema destabilizzato
Carico Idraulico Elevato	Tempo di contatto < 2 ore	Insufficiente tempo per flocculazione biologica
OD Molto Alto	OD > 5-6 mg/L costante	Ossidazione eccessiva EPS, riduzione adesività
pH Estremo	pH < 5,5 o pH > 9,0	Destabilizzazione cariche superficiali, repulsione elettrostatica
Carenza Nutrienti Acuta	BOD:N > 100:2 (grave carenza N)	Sintesi proteica limitata, ridotta produzione EPS
Presenza Tensioattivi	Detergenti, saponi > 10 mg/L	Interferenza tensioattiva riduce tensione superficiale e aggregazione
Avvio Impianto	Prime 2-4 settimane funzionamento	Biomassa non ancora matura e stabilizzata

🎯 5.3.3 Segni Clinici e Parametri Diagnostici

⚠️ Manifestazioni Cliniche del Pin Floc

Tipo di Osservazione	Segno Clinico	Valore/Descrizione
Parametri Quantitativi	SVI (Sludge Volume Index)	< 80 mL/g (tipicamente 30-60 mL/g)
	V30 (Volume cono Imhoff)	< 200 mL/L (sedimentazione rapida in 5-10 min)
	SST effluente	> 50 mg/L (può arrivare a 80-120 mg/L)
Osservazioni Visive	Aspetto fango in vasca	Grigio chiaro, torbido, "polveroso", poco denso
	Test cono Imhoff	Sedimentazione molto rapida (interfaccia scende velocemente), surnatante lattiginoso-torbido
	Schiume superficie vasca	Scarse o assenti
	Effluente sedimentatore	Torbido, grigiastro, opaco (elevata SST)
Analisi Microscopica (100-400x)	Dimensione flocculi	Molto piccoli (< 30-50 μm), paragonabili a "polvere fine"
	Batteri liberi	Abbondanti batteri dispersi non aggregati (campo visivo pieno)
	Protozoi	Rari o assenti (ambiente instabile)
Parametri Operativi Correlati	F/M	Tipicamente > 0,5 kg BOD/(kg MLSS·d)
	Età fango	< 5 giorni (spesso 2-4 giorni)
	MLSS	Spesso basso (< 2000 mg/L) per spurgo eccessivo

🔬 5.3.4 Protocollo Diagnostico Operativo

💡 Diagnosi Rapida Pin Floc

Test diagnostico cono Imhoff (10 minuti):

Prelevare 1 L fango da vasca ossidazione
Versare in cilindro graduato, iniziare cronometro
Osservazione a 5 minuti: Se interfaccia già sedimentata < 200 mL → possibile pin floc
Osservazione a 30 minuti: Se V30 < 150 mL ma surnatante molto torbido (lattiginoso) → pin floc confermato
Calcolare SVI: se < 80 mL/g → diagnosi confermata

Esame microscopico (15 minuti):

Preparare vetrino con goccia di surnatante del cono Imhoff
Osservare a 400x
Segno patognomonico: Campo visivo pieno di piccole particelle/batteri isolati, pochissimi flocculi visibili
Stimare rapporto batteri liberi/flocculi: se > 50% liberi → pin floc severo

Verifica cause operative:

Calcolare F/M attuale → se > 0,5: causa primaria identificata
Verificare storia spurgo ultimi 3 giorni → se spurgo massiccio recente: causa iatrogena
Misurare OD → se > 5 mg/L: iper-aerazione
Verificare pH → se < 6,0 o > 8,5: pH estremo

⚡ 5.3.5 Azioni Correttive

✓ LIVELLO 1 - Interventi Immediati (0-24 ore)

Obiettivo: Migliorare immediatamente qualità effluente e favorire aggregazione flocculi.

Azione	Modalità Esecutiva	Dosaggio/Target	Risultato Atteso	Tempo Risposta
1. STOP Spurgo	Sospendere completamente spurgo fanghi	Blocco spurgo per 48-72 ore	↑ MLSS, ↑ età fango	Immediato
2. Polielettrolita Cationico	Dosaggio in continuo ingresso sedimentatore	5-15 ppm Testare con jar test	Flocculazione chimica, ↓ SST effluente 40-60%	2-4h
3. Cloruro Ferrico	Alternativa a polielettrolita	20-50 mg Fe³⁺/L	Coagulazione particelle fini	4-6h
4. Riduzione Aerazione	Diminuire portata aria se OD > 3 mg/L	Target OD: 1,5-2,5 mg/L	Riduzione stress ossidativo su EPS	6-12h
5. Correzione pH	Dosare acido/base se pH fuori range	pH target: 6,8-7,5	Ripristino condizioni flocculazione	2-6h

💡 NOTA IMPORTANTE: Il pin floc è spesso una patologia "iatrogena" (causata da interventi operativi errati). La correzione più efficace è NON intervenire (stop spurgo) e lasciare che il sistema si auto-stabilizzi in 3-5 giorni. I flocculanti chimici sono solo palliativi temporanei.

✓ LIVELLO 2 - Stabilizzazione Sistema (3-10 giorni)

Obiettivo: Portare sistema a condizioni operative stabili con flocculi maturi.

Fase	Giorni	Azioni	Target Parametrico
Fase 1: Accumulo Biomassa	1-3	• Stop spurgo totale • Monitoraggio MLSS quotidiano • Ridurre polielettrolita gradualmente	MLSS → 2500-3000 mg/L Età fango → 5-8 giorni
Fase 2: Ottimizzazione F/M	4-7	• Calcolare F/M attuale • Se F/M > 0,4: considerare ↑ MLSS o riduzione carico • Verificare BOD:N:P	F/M target: 0,2-0,35 BOD:N:P = 100:5:1
Fase 3: Ripristino Spurgo	8-10	• Riprendere spurgo gradualmente (10-20% MLSS/d) • Monitorare V30, SVI ogni 2 giorni • Microscopia: verifica formazione flocculi > 50 μm	SVI → 100-150 mL/g SST effluente < 30 mg/L Protozoi ricomparsi

📊 Criteri di Successo:

SVI stabilizzato a 100-150 mL/g
Surnatante cono Imhoff limpido
SST effluente < 30 mg/L
Microscopia: flocculi 80-150 μm, protozoi ciliati presenti (10⁴-10⁵/mL)
F/M in range ottimale 0,2-0,35

✓ LIVELLO 3 - Prevenzione Ricorrenze

Strategie operative per evitare pin floc futuro:

Gestione spurgo rigorosa: Mai ridurre MLSS > 30% in meno di 48 ore, spurgo graduale e programmato
Mantenere età fango minima: θ_c > 5 giorni sempre, anche con F/M alto
Controllo F/M: Target 0,15-0,35; se carico aumenta, aumentare proporzionalmente MLSS
Equalizzazione carico: Vasca di equalizzazione per laminare picchi organici/idraulici
Monitoraggio proattivo: SVI settimanale, microscopia bi-settimanale come early warning
Protocollo avvio impianto: Inoculo con fango maturo da impianto stabile (1000-2000 L), evitare spurgo prima 21 giorni

5.4 Deflocculation (Deflocculazione)

📋 5.4.1 Descrizione e Meccanismo

Definizione: La deflocculazione è la disgregazione improvvisa e massiva dei flocculi batterici pre-esistenti, con rilascio di batteri liberi nel mixed liquor, causando un effluente estremamente torbido.

Meccanismo fisiopatologico:

Rottura legami EPS: Agenti chimici/fisici rompono i ponti polisaccaridici che tengono insieme i batteri
Shock acuto: Evento improvviso (ore-pochi giorni) vs sviluppo graduale di pin floc
Rilascio batterico massiccio: Batteri precedentemente aggregati diventano dispersi
Collasso qualità effluente: SST da 20-30 mg/L a > 100-200 mg/L in 24-48 ore

SVI: Variabile (può essere normale 100-150 o molto basso < 50)

Differenza chiave da pin floc: Evento ACUTO con storia di fango precedentemente stabile

🔍 5.4.2 Cause e Condizioni Favorenti

Categoria	Causa Specifica	Agente/Condizione	Meccanismo
Shock Chimico/Tossico	Metalli pesanti	Cr⁶⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺ (> 1-5 mg/L)	Inibizione enzimatica, denaturazione proteine EPS
	Solventi organici	Toluene, xilene, tricloroetilene, acetone (> 50 mg/L)	Dissoluzione membrana cellulare, lisi batterica
	Fenoli/Cresoli	> 200 mg/L (acuto), > 50 mg/L (cronico)	Tossicità diretta su enzimi respiratori
	Cianuri	> 2 mg/L CN⁻	Blocco citocromo ossidasi (respirazione cellulare)
Shock Fisico	pH estremo improvviso	pH < 4,5 o pH > 10,0	Denaturazione proteine EPS, repulsione elettrostatica
Shock Fisico	Temperatura shock	ΔT > 10°C in < 2 ore, o T > 45°C	Denaturazione enzimi, morte cellulare
Stress Osmotico	Salinità elevata improvvisa	Aumento salinità > 5 g NaCl/L in < 24h	Shock osmotico, plasmolisi cellulare
Stress Osmotico	Reflui concentrati	COD > 10.000 mg/L (scarichi accidentali)	Stress osmotico inverso
Sovradosaggio Chimici	Cloruro ferrico eccessivo	> 200 mg Fe³⁺/L	Over-flocculazione → re-destabilizzazione colloidale
Carenze Nutrizionali Acute	Azoto/Fosforo zero	Interruzione dosaggio nutrienti > 48h	Arresto sintesi proteica, lisi cellulare autolitica
Carenze Nutrizionali Acute	Micronutrienti (Fe, Mn, Co)	Acqua demineralizzata, reflui oligotrofici	Blocco metabolismo (cofattori enzimatici)
Ossidanti Forti	Cloro, perossido, ozono	Cl₂ > 20 mg/L, H₂O₂ > 100 mg/L	Ossidazione EPS e membrane cellulari

🎯 5.4.3 Segni Clinici e Parametri Diagnostici

🚨 Segni di Allarme per Deflocculazione Acuta

Parametro	Condizione Normale	Durante Deflocculazione	Gravità
SST Effluente	20-35 mg/L	> 100-200 mg/L (picco in 24-48h)	🔴 Critico
Torbidità Effluente	< 10 NTU	> 50-100 NTU (lattiginoso)	🔴 Critico
Surnatante Cono Imhoff	Limpido, cristallino	Estremamente torbido, "latte"	🔴 Critico
OD Vasca Ossidazione	1,5-3,0 mg/L	> 5-8 mg/L (respirazione assente)	🟡 Warning
Microscopia	Flocculi 80-200 μm, pochi batteri liberi	Flocculi disgregati, batteri liberi abbondanti, protozoi morti/assenti	🔴 Critico
COD/BOD Effluente	COD < 100 mg/L	COD > 150-300 mg/L (per biomassa dispersa)	🟠 Alto
Timeline	Stabile giorni/settimane	Deterioramento RAPIDO (< 48h)	🔴 Diagnostico

🔍 Triade diagnostica deflocculazione acuta:

Storia di stabilità precedente: Fango funzionava bene fino a 1-3 giorni fa
Evento scatenante identificabile: Scarico industriale, manutenzione, modifica operativa
Collasso improvviso: SST effluente da normale a > 100 mg/L in < 48 ore

🔬 5.4.4 Protocollo Diagnostico - Investigazione Causa

🔎 Investigazione Causa Root della Deflocculazione

STEP 1 - Verifica Timeline Eventi (15 minuti):

Ricostruire cronologia ultime 48-72 ore: scarichi industriali inusuali? Manutenzioni? Modifiche operative?
Verificare log dosaggi chimici: sovradosaggi accidentali di coagulanti/cloruro?
Interrogare operatori: odori inusuali percepiti? Colori anomali refluo in ingresso?

STEP 2 - Analisi Chimiche Urgenti (2-4 ore, laboratorio esterno se disponibile):

Analisi	Campione	Soglia Allarme
Metalli pesanti	Refluo in ingresso	Cr⁶⁺ > 2 mg/L, Cu > 1 mg/L, Zn > 5 mg/L, Ni > 2 mg/L
pH	Vasca ossidazione	< 5,5 o > 9,0
Solventi VOC	Refluo ingresso + vasca	Totale VOC > 50 mg/L
Fenoli totali	Refluo ingresso	> 100 mg/L
Cianuri	Refluo ingresso	> 1 mg/L CN⁻
Cloruri	Vasca ossidazione	> 10.000 mg/L (shock salino)

STEP 3 - Test Respirometrico Semplificato (30 minuti):

Prelevare 500 mL fango da vasca ossidazione
Trasferire in becher, aerare vigorosamente
Aggiungere 50 mg glucosio (substrato facilmente biodegradabile)
Misurare OD ogni 5 minuti per 30 minuti
Risultato normale: OD scende da 6-7 mg/L a 1-2 mg/L (respirazione attiva)
Risultato patologico: OD rimane alto > 5 mg/L (biomassa inattiva/morta)

STEP 4 - Microscopia Forensics (20 minuti):

Preparare vetrino da fango vasca ossidazione, osservare 400x
Segni di tossicità: Cellule batteriche lisate (membrane rotte), protozoi immobili o morti, assenza movimento
Colorazione vitalità (opzionale): Blu di metilene o LIVE/DEAD staining → cellule morte non escludono colorante

⚡ 5.4.5 Azioni Correttive

🚨 LIVELLO 1 - Protocollo di Emergenza (0-6 ore)

Obiettivo: Isolare sorgente tossica, proteggere biomassa residua, prevenire scarico non conforme.

Priorità	Azione	Modalità	Risultato Atteso
P1 (0-1h)	STOP Ingresso Refluo	• Chiudere valvola ingresso biologico • Deviare refluo a bypass (se disponibile) • Avvisare autorità competenti	Blocco ulteriore intossicazione
P2 (1-2h)	Identificare Fonte Tossico	• Campionare tutti scarichi industriali collegati • Analisi rapide in situ (pH, metalli con kit, odore) • Isolare scarico sospetto	Individuazione sorgente
P3 (2-4h)	Diluizione/Neutralizzazione	• Se possibile acqua pulita: diluire 1:1 • Se pH: neutralizzare con acido/base • Se metalli: precipitare con NaOH (pH 9-10) + FeCl₃	Riduzione concentrazione tossico
P4 (2-6h)	Aerazione Massima	• Portare OD > 4 mg/L • Stripping volatili (VOC) • Ossidazione parziale tossici	Rimozione/degradazione composti volatili
P5 (4-6h)	Dosaggio Polielettrolita	• Cationico ad alto PM: 10-20 ppm • Solo per migliorare provvisoriamente effluente	Riduzione SST effluente temporanea

⚠️ ATTENZIONE NORMATIVA: In caso di deflocculazione severa con scarico non conforme prolungato (> 24h), è obbligatorio comunicare tempestivamente all'autorità competente (ARPA/Provincia) l'evento e le misure adottate. Documentare tutto con foto, analisi, report.

✓ LIVELLO 2 - Recupero Biomassa (12h - 14 giorni)

Timeline recupero dipende da severità danno:

🟢 Scenario A: Danno Lieve-Moderato (Respirazione > 40% normale)

Tempo recupero: 3-7 giorni

Giorno 1-2: Stop spurgo, mantenere OD 2-3 mg/L, dosare nutrienti (N, P abbondanti)
Giorno 3-5: Alimentazione graduale: 20% Q giorno 3, +20% al giorno se OD scende
Giorno 6-7: Ripresa funzionalità parziale, SST effluente < 50 mg/L, riprendere spurgo leggero

🟡 Scenario B: Danno Severo (Respirazione 10-40% normale)

Tempo recupero: 7-14 giorni + inoculo esterno

Giorno 1-3: Inoculo fango esterno (500-1000 L da impianto vicino), stop spurgo totale
Giorno 4-7: Alimentazione 10% Q, incremento graduale, dosaggio nutrienti massiccio
Giorno 8-14: Incremento a 50-100% Q, microscopia ogni 48h per verifica colonizzazione protozoi

🔴 Scenario C: Danno Catastrofico (Respirazione < 10%, biomassa >90% morta)

Tempo recupero: 3-6 settimane + svuotamento vasca

Settimana 1: Svuotamento vasca ossidazione (smaltimento fango morto), pulizia vasche, inoculo massiccio nuovo fango (3000-5000 L)
Settimana 2-3: Acclimatamento nuovo fango, alimentazione 10-30% Q
Settimana 4-6: Graduale incremento carico, monitoraggio intensivo

📊 Criteri Obiettivi per Valutare Recupero:

Parametro	Inizio (Danno)	Recupero Parziale	Recupero Completo
SST effluente	> 100 mg/L	40-60 mg/L	< 30 mg/L
OD dopo carico	> 6 mg/L (no respirazione)	2-4 mg/L	1-2 mg/L (respirazione normale)
Microscopia	Batteri morti, no protozoi	Batteri attivi, pochi protozoi	Flocculi 100-200 μm, protozoi 10⁴-10⁵/mL
BOD₅ effluente	> 80 mg/L	30-50 mg/L	< 25 mg/L
Nitrificazione	Assente (NH₄⁺ alto)	Parziale	Completa (NH₄⁺ < 5 mg/L)

✓ LIVELLO 3 - Prevenzione Eventi Futuri

Misure preventive strutturali:

Vasca di equalizzazione: 4-8 ore HRT per laminare shock di carico e diluire picchi tossici
Pre-trattamento industriale: Obbligo scarichi industriali critici di avere proprio pre-trattamento (neutralizzazione, rimozione metalli)
Sistema early warning:
- Sonde pH/conducibilità continue in ingresso biologico (allarmi automatici)
- Test tossicità rapido: Daphnia magna/Microtox su ingresso (settimanale)
- OD-metro in continuo vasca ossidazione: se OD non scende dopo carico → allarme respirazione
Protocollo scarichi industriali: Registro con orari, composizione, volume; pre-avviso 24h per scarichi straordinari
Valvola bypass automatica: Deviazione automatica refluo se pH < 5 o > 9,5 rilevato in ingresso
Fango di riserva: Accordo con impianto vicino per fornitura urgente fango in caso emergenza (500-1000 L)

🔧 Regolamento scarichi industriali (esempio clausole):

Metalli pesanti totali < 2 mg/L (Cu + Zn + Ni + Cr + Cd + Pb)
Solventi organici totali < 20 mg/L
Fenoli < 5 mg/L
pH 6,0-9,0 (misurato in continuo)
Obbligo comunicazione 24h prima per scarichi > 10 m³ con composizione anomala
Multe progressive per violazioni: 1ª = 1000 €, 2ª = 5000 €, 3ª = sospensione scarico

5.5 Rising (Risalita Fango nel Sedimentatore)

📋 5.5.1 Descrizione e Meccanismo

Definizione: Il rising è la risalita spontanea del fango sedimentato nel clarificatore secondario a causa della produzione di bolle di azoto gassoso (N₂) generate dalla denitrificazione non intenzionale all'interno del manto fangoso.

Meccanismo fisiopatologico:

Denitrificazione nel sedimentatore: Batteri denitrificanti presenti nel fango riducono i nitrati (NO₃⁻) ad azoto gassoso (N₂) in condizioni anossiche
Formazione bolle N₂: L'azoto gassoso forma microbolle (20-100 μm) che si attaccano ai flocculi di fango
Galleggiamento: Le bolle riducono la densità del fango rendendolo più leggero dell'acqua (ρ < 1 g/cm³)
Risalita: Il fango "galleggia" verso la superficie formando strati superficiali che possono traboccare nello stramazzo
Differenza da bulking: Il fango sedimenta inizialmente normalmente, poi risale dopo 1-3 ore

SVI: Tipicamente normale (80-150 mL/g)

Segno caratteristico: Presenza visibile di bolle di gas nel fango sedimentato

🔍 5.5.2 Cause e Condizioni Favorenti

Categoria	Condizione Specifica	Meccanismo	Gravità
Ossigeno Disciolto Basso	OD uscita aerazione < 1,0 mg/L	Fango ancora parzialmente anossico entra in sedimentatore, continua denitrificazione	🔴 Alto
Ossigeno Disciolto Basso	Fluttuazioni OD notturne (< 0,5 mg/L)	Periodo notturno con aerazione ridotta favorisce sviluppo batteri denitrificanti	🟡 Medio
Nitrati Elevati	NO₃⁻ effluente ossidazione > 10-15 mg/L	Alta disponibilità substrato per denitrificazione nel sedimentatore	🟠 Medio-Alto
Nitrati Elevati	Nitrificazione completa senza denitrificazione	Impianti senza comparto pre-D accumulano nitrati	🟠 Medio-Alto
Tempo Ritenzione Sedimentatore	HRT sedimentatore > 3-4 ore	Tempo sufficiente per denitrificazione completa (1-3 ore in anossico)	🔴 Alto
Tempo Ritenzione Sedimentatore	Ricircolo fanghi insufficiente (< 50% Q)	HRT effettivo aumenta, fango "invecchia" nel sedimentatore	🔴 Alto
Temperatura Elevata	T > 20-25°C (estate)	Velocità denitrificazione aumenta esponenzialmente con T (Q10 = 2-3)	🟡 Medio
Età Fango Alta	θ_c > 20 giorni	Popolazione elevata batteri denitrificanti, denitrificazione più rapida	🟡 Medio
Carico Organico Residuo	BOD/COD nel fango ricircolato	Substrato carbonioso disponibile per denitrificazione nel sedimentatore	🟢 Basso

🎯 5.5.3 Segni Clinici e Parametri Diagnostici

⚠️ Diagnosi Differenziale: Rising vs Bulking Filamentoso

Caratteristica	Rising (Risalita)	Bulking Filamentoso
SVI	80-150 mL/g (normale)	> 200 mL/g (elevato)
Sedimentazione Cono Imhoff	Normale nei primi 15-20 min, poi fango risale lentamente	Lenta fin dall'inizio, interfaccia diffusa costante
Bolle Gas Visibili	Presenti (N₂), aderenti ai flocculi	Assenti
Surnatante	Inizialmente limpido, torbido solo se fango risale e si disperde	Sempre torbido dall'inizio
Aspetto Fango	Normale (marrone scuro), flocculi integri	Soffice, chiaro, "fluffy"
Microscopia (IF)	0-2 (filamentosi assenti/rari)	3-6 (filamentosi abbondanti)
OD Vasca Ossidazione	Spesso < 1,5 mg/L (insufficiente)	Variabile
NO₃⁻ Effluente	> 10 mg/L (elevato)	Variabile (non correlato)
Stagionalità	Peggiora in estate (T alta)	Non stagionale o peggiora in inverno
Strato Superficiale Sedimentatore	Fango marrone scuro galleggiante con bolle	Schiume marroni/grigie dense senza bolle

🔬 Test Diagnostico Definitivo per Rising (Test della Denitrificazione)

Test del cono Imhoff prolungato (2 ore):

Prelevare 1 L fango dalla linea di ricircolo (RAS) o dal sedimentatore
Versare in cilindro graduato da 1000 mL, coprire per limitare ossigenazione
Osservare ogni 15 minuti per 2 ore
Risultato positivo (rising confermato):
- t = 0-30 min: Sedimentazione normale, interfaccia scende a 200-300 mL
- t = 30-60 min: Interfaccia stabile, fango compattato sul fondo
- t = 60-120 min: Interfaccia risale progressivamente, bolle visibili nel fango, possibile strato galleggiante superficiale
Risultato negativo (non rising): Interfaccia rimane stabile dopo sedimentazione iniziale, nessuna risalita

Verifica presenza nitrati:

Misurare NO₃⁻ in uscita vasca ossidazione: se > 8-10 mg/L → substrato disponibile per denitrificazione
Misurare NO₃⁻ in fondo sedimentatore (campione da pozzetto RAS): se < 2 mg/L (molto più basso di uscita ossidazione) → denitrificazione confermata nel sedimentatore

⚡ 5.5.4 Azioni Correttive

✓ LIVELLO 1 - Interventi Immediati (0-12 ore)

Obiettivo: Bloccare denitrificazione nel sedimentatore e prevenire ulteriore risalita fango.

Azione	Modalità Esecutiva	Target	Risultato Atteso	Tempo
1. Incremento OD Vasca Ossidazione	• Aumentare portata/pressione aria • Pulire diffusori se intasati • Verificare funzionamento soffianti	OD uscita ossidazione > 2,0 mg/L (meglio 2,5-3,0 mg/L)	Fango più "ossigenato" entra in sedimentatore, denitrificazione rallentata	2-6h
2. Aumento Ricircolo Fanghi (RAS)	• Incrementare portata pompa RAS • Ridurre HRT sedimentatore	Q_RAS da 50-75% a 100-150% Q HRT sedim. < 2-2,5 ore	Fango passa meno tempo in sedimentatore, meno tempo per denitrificare	Immediato
3. Riduzione Età Fango (Spurgo)	Aumentare spurgo giornaliero per ridurre popolazione denitrificanti	Età fango → 10-15 giorni (da > 20 giorni)	↓ Popolazione batteri denitrificanti, denitrificazione più lenta	3-7 giorni
4. Rimozione Meccanica Fango Galleggiante	• Schiumatoio superficie sedimentatore • Spurgo diretto dello strato superficiale	Rimozione completa strato galleggiante	Evita trabocco nello stramazzo effluente	1-2h

💡 SOLUZIONE PIÙ EFFICACE: La combinazione OD > 2,5 mg/L + RAS al 100-150% risolve la maggior parte dei casi di rising in 6-12 ore. Queste due azioni da sole sono spesso sufficienti senza dover ricorrere a modifiche più complesse.

✓ LIVELLO 2 - Ottimizzazione Processo (1-4 settimane)

Obiettivo: Modificare bilanciamento azoto per ridurre nitrati in ingresso sedimentatore.

Strategia A: Impianto CON Comparto Denitrificazione Pre-esistente

Intervento	Modalità	Target
Ottimizzazione Denitrificazione	• Aumentare volume/HRT comparto anossico • Aumentare ricircolo interno (da ossidazione a denitrificazione) • Verificare BOD disponibile (se insufficiente: dosare metanolo/acetato)	NO₃⁻ uscita denitrificazione < 5 mg/L NO₃⁻ uscita ossidazione < 8 mg/L
Gestione Intermittenza Aerazione	Se aerazione intermittente: creare fasi anossiche in vasca ossidazione per denitrificazione simultanea	Fase anossica 30-40% tempo totale

Strategia B: Impianto SENZA Denitrificazione (Solo Ossidazione)

Intervento	Modalità	Target
Riduzione Nitrificazione	• Ridurre età fango a 8-12 giorni (nitrificazione parziale) • Ridurre OD a 1,5-2,0 mg/L (nitrificazione limitata)	NH₄⁺ effluente 5-10 mg/L (nitrificazione parziale) NO₃⁻ < 10 mg/L
Conversione a Schema Pre-D	Installare comparto anossico pre-esistente (vedere Livello 3)	Rimozione N completa + prevenzione rising

✓ LIVELLO 3 - Modifiche Strutturali (2-6 mesi)

Obiettivo: Eliminare definitivamente rising tramite ottimizzazione configurazione impianto.

Modifica Strutturale	Descrizione	Applicabilità	Efficacia	Investimento
Installazione Comparto Pre-Denitrificazione	Aggiunta zona anossica 30-40% volume totale prima dell'ossidazione, ricircolo interno 200-400% Q	Impianti senza denitrificazione con problema rising ricorrente	★★★★★ Risoluzione definitiva	Alto (€€€)
Frazionamento Ricircolo Fanghi	• RAS1 (60-80% Q) → comparto anossico • RAS2 (20-40% Q) → ingresso ossidazione NO₃⁻ nel RAS viene denitrificato prima di ossidazione	Impianti con schema pre-D esistente	★★★★☆ Riduzione NO₃⁻ 40-60%	Basso (€)
Sedimentatore con Aspirazione Profonda	Modificare punto prelievo RAS: da fondo (zona anossica) a zona intermedia più ossigenata	Sedimentatori circolari con rising severo	★★★☆☆ Miglioramento parziale	Medio (€€)
Aerazione Fine-Bubble ad Alta Efficienza	Sostituzione diffusori obsoleti con diffusori a membrana fine-bubble (efficienza +30-50%)	Impianti con aerazione insufficiente/obsoleta	★★★★☆ OD più alto con stesso costo energetico	Alto (€€€)
Clorazione Intermittente RAS	Dosaggio NaOCl 3-8 mg Cl₂/L su RAS per 2h/giorno, riduce attività denitrificanti	Soluzioni temporanee o di emergenza	★★☆☆☆ Efficace ma impatta nitrificazione	Molto basso (€)

💡 Raccomandazione per impianti 4000-5000 AE senza pre-D:

Se il rising è problema ricorrente (specialmente estate), l'investimento in un comparto di pre-denitrificazione è altamente raccomandato. Oltre a risolvere il rising, migliora significativamente la rimozione azoto (conformità D.Lgs 152/06 Tab. 3 per zone sensibili) e riduce i costi operativi di aerazione. ROI tipico: 3-5 anni.

5.6 Foaming (Formazione Schiume Biologiche Stabili)

🔗 Nota: Riferimento alla Sezione 4

Il foaming biologico è trattato in dettaglio nella Sezione 4 - Schiume nel Sistema a Fanghi Attivi, che include:

Classificazione completa schiume (biologiche vs chimico-fisiche)
Identificazione batteri causativi (Nocardia, Microthrix, Gordonia, Actinomiceti)
Protocolli diagnostici visivi e olfattivi
Strategie di controllo specifiche per tipologia

Questa sezione fornisce un riassunto sintetico del foaming come patologia del fango, con focus su correlazione con altre patologie.

📋 5.6.1 Descrizione Sintetica

Definizione: Il foaming biologico è la formazione di schiume persistenti, viscose e stabili sulla superficie delle vasche biologiche, causate dalla proliferazione di batteri filamentosi idrofobici (principalmente Actinomiceti) che si concentrano all'interfaccia aria-acqua.

Meccanismo:

Idrofobicità: Batteri come Nocardia hanno parete cellulare ricca di acidi micolici (lipidi) che li rendono idrofobici
Concentrazione interfaccia: I batteri idrofobici migrano all'interfaccia aria-acqua dove formano reti tridimensionali stabili
Stabilizzazione schiume: Le reti batteriche intrappolano bolle d'aria creando schiume persistenti (half-life > 30 minuti)
Accumulo: Le schiume accumulano grassi, oli e altri materiali idrofobici, diventando sempre più dense e marroni

SVI: Variabile (100-250 mL/g), spesso associato a bulking moderato

🔍 5.6.2 Correlazione con Altre Patologie

⚠️ Foaming: Patologia Frequentemente Combinata

Patologia Associata	Causa Comune	Caratteristiche	Gestione
Bulking + Foaming	• Età fango > 25 giorni • Nocardia/Microthrix	SVI 180-250, schiume marroni viscose abbondanti, filamentosi Gram+	Priorità: ↓ età fango, controllo grassi, eventuale clorazione selettiva
Foaming Isolato	• Actinomiceti puri • Reflui con grassi/oli	SVI normale 100-150, schiume molto abbondanti ma sedimentazione OK	Rimozione meccanica, controllo grassi ingresso, antisc hiuma temporaneo
Foaming + Rising	• Estate, T > 25°C • OD basso + età alta	Schiume + fango galleggiante con bolle, sedimentatore critico	Priorità: ↑ OD e RAS (rising), poi gestire foaming

⚡ 5.6.3 Azioni Correttive - Riepilogo Essenziale

✓ Strategia Anti-Foaming (Sintesi)

Interventi Immediati (0-48h):

Rimozione meccanica schiume: Schiumatoio, spruzzamento acqua, aspirazione
Antisc hiuma chimico temporaneo: Emulsioni silicea/organica 10-20 ppm (solo emergenza, max 2-3 giorni)
Incremento spurgo: Ridurre età fango (target 15-18 giorni)

Interventi Medio Termine (1-3 settimane):

Riduzione età fango sostenuta: Spurgo giornaliero per portare θ_c a 12-15 giorni
Controllo grassi/oli: Pre-trattamento (degrassatore), riduzione carico lipidico < 50 mg/L
Ottimizzazione F/M: Portare a 0,15-0,25 (evitare fame)
Riduzione pH: Se possibile, pH 6,8-7,2 (sfavorevole per Nocardia)

Interventi Lungo Termine (se ricorrente):

Clorazione selettiva RAS: 5-10 mg Cl₂/L intermittente (2h ON/4h OFF), solo su RAS pre-anossico
Selettore anossico: Favorisce batteri floc-forming vs actinomiceti
Regolamento scarichi: Limiti grassi/oli per utenze industriali (macellerie, ristoranti, caseifici)

⚠️ Per dettagli completi, consultare Sezione 4 - Schiume

5.7 Diagnosi Differenziale Completa e Albero Decisionale

📊 5.7.1 Tabella Riepilogativa Comparativa

Patologia	SVI (mL/g)	Sedim. Cono	Surnatante	Bolle Gas	Schiume	IF Micro	F/M Tipico	Età Fango
Bulking Filamentoso	> 200	Molto lenta	Torbido	No	Abbondanti dense	3-6	< 0,15	> 20 d
Bulking Viscoso	150-250	Lenta uniforme	Limpido/opalescente	No	Scarse viscose	0-2	> 0,6	Variabile
Pin Floc	< 80	Molto rapida	Torbido lattiginoso	No	Scarse/assenti	0-1	> 0,5	< 5 d
Deflocculation	Variabile	Rapida	Molto torbido	No	Variabili	0-2	Variabile	Variabile
Rising	80-150	Normale poi risale	Inizialmente chiaro	Sì (N₂)	Normali	0-2	0,15-0,35	10-25 d
Foaming	100-250	Variabile	Variabile	No	Molto abbondanti marroni	2-5 (Gram+)	< 0,15	> 25 d

🌳 5.7.2 Albero Decisionale Diagnostico

💡 Protocollo Decisionale Sistematico (5 Step)

STEP 1: Misurare SVI e V30 (Test cono Imhoff 30 min)

Se SVI > 200 mL/g:

→ Andare a STEP 2 (Bulking filamentoso vs viscoso)

Se SVI 80-150 mL/g (normale):

→ Andare a STEP 3 (Rising, Foaming, Fango normale)

Se SVI < 80 mL/g:

→ Andare a STEP 4 (Pin Floc vs Deflocculation)

STEP 2: Differenziare Bulking Filamentoso vs Bulking Viscoso

Test della viscosità: Sollevare asta dal fango

Se forma "filo" gelatinoso > 5 cm → BULKING VISCOSO (andare a Sezione 5.2)
Se non forma filo → Fare microscopia

Microscopia 400x:

Se IF 3-6 (filamentosi abbondanti) → BULKING FILAMENTOSO (andare a Sezione 5.1)
Se IF 0-2 ma fango viscoso → BULKING VISCOSO (andare a Sezione 5.2)

STEP 3: Valutare Fango con SVI Normale (80-150)

Osservare sedimentazione cono per 60-90 minuti:

Se fango sedimenta normalmente poi risale con bolle visibili → RISING (andare a Sezione 5.5)
Se sedimentazione sempre normale, ma SST effluente elevato → Possibile problema sedimentatore (Sezione 6)

Valutare schiume superficie vasca:

Se schiume molto abbondanti, marroni, persistenti, viscose → FOAMING (andare a Sezione 5.6 e 4)
Se schiume normali/scarse → FANGO SANO, verificare altri parametri operativi

STEP 4: Differenziare Pin Floc vs Deflocculation (SVI < 80)

Analizzare storia temporale:

Se fango era stabile fino a 1-3 giorni fa + evento acuto (scarico industriale, modifica operativa) → DEFLOCCULATION (andare a Sezione 5.4)
Se sviluppo graduale + F/M alto + età fango bassa → PIN FLOC (andare a Sezione 5.3)

Microscopia:

Se batteri liberi abbondanti + protozoi assenti/morti + possibile evento tossico → DEFLOCCULATION
Se batteri liberi abbondanti + flocculi molto piccoli ma vitali → PIN FLOC

STEP 5: Verificare Condizioni Operative e Cause Secondarie

Una volta identificata la patologia primaria, verificare:

OD vasca ossidazione (3 punti): target 2,0-2,5 mg/L
F/M attuale: (Q × BOD_in) / (V × MLSS) → target 0,15-0,35
Età fango: (V × MLSS) / (Q_spurgo × MLSS_spurgo) → target 12-20 giorni
BOD:N:P refluo ingresso → target 100:5:1
pH vasca ossidazione → target 6,8-7,5
Temperatura → registrare (influenza velocità processi)

Confrontare con valori target per patologia identificata e applicare azioni correttive appropriate dalla sezione specifica.

🔍 5.7.3 Casi Clinici Complessi (Patologie Simultanee)

📚 Esempi Pratici di Diagnosi Differenziale

Caso Clinico #1: "Fango che non sedimenta in estate"

Osservazione	Valore	Interpretazione
SVI	240 mL/g	Bulking presente
V30	450 mL/L, poi risale a 550 mL dopo 60 min	Risalita parziale
Bolle visibili	Sì, nel fango sedimentato	Rising confermato
IF microscopico	IF = 4 (Tipo 1701 abbondanti)	Bulking filamentoso Tipo 1701
OD vasca	0,7 mg/L	Causa primaria identificata
NO₃⁻ uscita ossidazione	14 mg/L	Substrato per rising
Temperatura	26°C (luglio)	Favorisce denitrificazione rapida

🎯 Diagnosi: BULKING FILAMENTOSO (Tipo 1701) + RISING SIMULTANEI

Causa root: OD insufficiente (0,7 mg/L) favorisce sia Tipo 1701 che denitrificazione nel sedimentatore

Priorità intervento:

Incremento OD a > 2,5 mg/L (risolve entrambe le patologie)
Aumento RAS a 120% Q (riduce HRT sedimentatore per rising)
Spurgo moderato per ridurre MLSS 15% (migliora SVI)

Risultato atteso: Rising risolto in 12-24h, bulking migliorato in 5-7 giorni (SVI < 180)

Caso Clinico #2: "Schiume abbondanti e fango soffice"

Osservazione	Valore/Descrizione
Schiume	Molto abbondanti (strato 20-30 cm), marroni scure, viscose, stabili
SVI	195 mL/g
IF microscopico	IF = 3-4, filamenti ramificati, Gram+ (Nocardia confermata)
Età fango	28 giorni
F/M	0,08 kg BOD/(kg MLSS·d)
pH	7,7
Refluo	Include scarichi macelleria locale (grassi, proteine)

🎯 Diagnosi: BULKING MODERATO + FOAMING DA NOCARDIA

Causa root: Età fango elevata (28 d) + reflui ricchi grassi → proliferazione Nocardia

Protocollo intervento (3 settimane):

Settimana 1: Rimozione meccanica schiume, spurgo aggressivo (↓ età a 18 giorni), controllo scarichi macelleria
Settimana 2: Continuare spurgo sostenuto (target età 15 giorni), ridurre pH a 7,0-7,2 se possibile, incrementare F/M a 0,15
Settimana 3: Se persistente: clorazione selettiva RAS (6 mg Cl₂/L, 2h/giorno), monitorare NH₄⁺

Prevenzione: Obbligo degrassatore per macelleria, età fango mantenuta 12-15 giorni

Caso Clinico #3: "Effluente improvvisamente torbido"

Parametro	48h fa	Oggi
SST effluente	22 mg/L	165 mg/L
SVI	125 mL/g	55 mL/g
Surnatante cono	Limpido	Lattiginoso, torbidissimo
OD vasca	2,1 mg/L	7,2 mg/L (non scende)
Microscopia	Flocculi normali, protozoi abbondanti	Flocculi disgregati, protozoi morti, batteri liberi
Eventi	-	Ieri: scarico accidentale cisterna solventi (contenuto sconosciuto)

🎯 Diagnosi: DEFLOCCULATION ACUTA DA SHOCK TOSSICO

Evidenze: Collasso improvviso (< 48h), OD alto (respirazione assente), protozoi morti, evento tossico identificato

Azioni emergenza:

STOP ingresso refluo immediatamente
Identificare cisterna/azienda responsabile, isolare scarico
Campionare refluo per analisi tossici (VOC, metalli)
Aerazione massima (stripping volatili)
Test respirometrico: valutare % biomassa sopravvissuta

Recupero: Se respirazione > 40%: inoculo 500 L + alimentazione graduale 7-10 giorni. Se < 10%: svuotamento vasca + inoculo massiccio 3000 L + 3-4 settimane recupero

Azioni legali/normative: Denuncia all'autorità, richiesta danni, sospensione autorizzazione scarico azienda responsabile

🌊 6. Sedimentatore Finale

6.1 Funzionamento e Ruolo

📌 Funzioni del Sedimentatore

Chiarificazione: Separazione fango dall'acqua depurata
Ispessimento: Concentrazione fango sul fondo
Stoccaggio temporaneo: Accumulo fango tra ricircoli

Zona	Funzione	Caratteristiche
Zona di ingresso	Distribuzione uniforme	Velocità ridotta, diffusione radiale
Zona di sedimentazione	Discesa fango per gravità	Calma, no turbolenze
Zona di ispessimento	Concentrazione fango	Fondo conico, rimozione continua
Zona di chiarificazione	Effluente limpido	Superficie, stramazzo perimetrale

6.2 Parametri Critici

Parametro	Valore Ottimale	Impatto se Fuori Range
Carico Idraulico	0.8–1.2 m³/m²·h	Alto: trascinamento solidi Basso: anaerobiosi fango
Carico Solido	100–150 kgSS/m²·d	Alto: sovraccarico, torbidità Basso: sottoutilizzo
HRT fango	2–4 ore	Alto: denitrificazione (rising) Basso: concentrazione scarsa
Profondità manto fanghi	30–60 cm	Alto: rising, anaerobiosi Basso: perdita fanghi
SS effluente	< 20 mg/L	Indicatore qualità chiarificazione

✓ Calcolo Carico Solido

Formula: Carico Solido = (Q + Qr) × MLSS / Area

Esempio:

Portata Q = 1000 m³/d
Ricircolo Qr = 800 m³/d (80%)
MLSS = 3500 mg/L = 3.5 kg/m³
Area sedimentatore = 300 m²

Carico = (1000 + 800) × 3.5 / 300 = 21 kg/m²·d ✓ OK

6.3 Problemi Tipici del Sedimentatore

Problema	Sintomi	Causa	Soluzione
Torbidità effluente	SS > 30 mg/L, acqua opaca	Bulking, sovraccarico, cortocircuiti	Ridurre MLSS, verificare idraulica
Rising (risalita fango)	Fango flottante con bolle	Denitrificazione nel sedimentatore	Aumentare OD, ricircolo
Manto fanghi alto	> 80 cm, visibile anche in superficie	Ricircolo insufficiente, bulking	Aumentare ricircolo, spurgo
Cortocircuiti idraulici	Flussi preferenziali, zone morte	Ingresso mal posizionato, vento	Baffle, modifiche strutturali
Schiume in chiarificazione	Schiume sullo stramazzo	Foaming da vasca, tensioattivi	Barriere, spray acqua

⚠️ Monitoraggio Visivo Giornaliero

Check-list operatore:

Chiarezza effluente: Deve essere limpido e trasparente
Manto fanghi: Misurare profondità con asta graduata
Presenza rising: Osservare bolle che risalgono
Schiume: Quantità, colore, persistenza
Funzionamento ponte: Raschiatori, pompe ricircolo

✓ Best Practices Operative

Mantenere manto fanghi 30–60 cm (misurare giornalmente)
Ricircolo fanghi 50–100% della portata in ingresso
Non superare carico solido 150 kg/m²·d
OD uscita aerazione > 2 mg/L (prevenzione rising)
Pulizia periodica ponte e raschiatori
Rimozione immediata schiume galleggianti

🎨 7. Visualizzazione Grafica dei Comparti

💡 Rappresentazione Schematica del Sistema

Questa sezione fornisce una visualizzazione grafica dettagliata dei comparti principali dell'impianto biologico, mostrando le caratteristiche operative di ciascuna zona e la distribuzione del refluo, substrato, biomassa attiva e sedimentato.

7.1 Vasca di Precontatto (Predenitrificazione)

🔵 Funzione della Vasca Posta Immediatamente a Monte del Comparto di Denitrificazione

La vasca posta immediatamente a monte del comparto di denitrificazione svolge la funzione di vasca di precontatto (o predenitrificazione), rappresentando il punto di ingresso ottimale per il ricircolo della miscela aerata proveniente dalla vasca di ossidazione.

🎯 Funzioni Principali

Funzione	Descrizione
🔄 Miscelazione e Omogeneizzazione	Permette di miscelare il refluo in ingresso con il fango di ricircolo proveniente dal sedimentatore secondario, creando condizioni uniformi prima dell'ingresso nel comparto di denitrificazione vero e proprio
🌡️ Creazione Condizioni Anossiche Controllate	Essendo non aerata e ricevendo il fango ricircolato ricco di nitrati dalla zona aerobica, crea le condizioni ideali per l'avvio del processo di denitrificazione. I batteri denitrificanti iniziano immediatamente a utilizzare i nitrati come accettori di elettroni in assenza di ossigeno
⚡ Massimizzazione Potenziale Denitrificante	Il refluo fresco in ingresso fornisce carbonio organico prontamente biodegradabile (substrato) che viene immediatamente utilizzato dai batteri denitrificanti presenti nel fango ricircolato per ridurre i nitrati a azoto gassoso. Questo è fondamentale perché il carbonio organico è il fattore limitante nella denitrificazione
🎯 Punto Ottimale di Scarico del Ricircolo	Questa vasca rappresenta il punto ottimale di destinazione del ricircolo interno della miscela aerata proveniente dalla vasca di ossidazione, garantendo il massimo sfruttamento del carbonio organico del refluo grezzo per la denitrificazione

✓ Schema di Processo Pre-D (Modified Ludzack-Ettinger)

Questa configurazione è tipica degli schemi pre-D (predenitrificazione) o Modified Ludzack-Ettinger (MLE), dove si sfrutta al massimo il carbonio organico del refluo grezzo per la denitrificazione, ottenendo efficienze di rimozione dell'azoto superiori (70-90%) rispetto ad altri schemi.

⚠️ Importanza del Carbonio Organico Biodegradabile

Il successo della denitrificazione dipende dalla disponibilità di carbonio organico prontamente biodegradabile (rbCOD) nel refluo in ingresso. La vasca di precontatto consente di massimizzare l'utilizzo di questo carbonio "fresco" prima che venga consumato dai processi aerobici, ottenendo:

Velocità di denitrificazione elevate: 0,10-0,15 kg NO₃⁻-N rimossi/(kg MLSS·giorno)
Riduzione del fabbisogno di ossigeno: 10-20% in meno rispetto a schemi senza predenitrificazione
Produzione fanghi inferiore: Riduzione del 15-20% grazie all'uso del COD in condizioni anossiche
Maggiore stabilità operativa: Minore sensibilità alle variazioni di carico organico

7.2 Comparto di Denitrificazione con Miscelatore Sommerso

🔵 Caratteristiche Operative della Vasca Anossica di Predenitrificazione

Funzione: Denitrificazione biologica dei nitrati ricircolati dalla vasca di ossidazione mediante batteri denitrificanti in condizioni anossiche (assenza di ossigeno disciolto ma presenza di ossigeno legato nei nitrati)
Ambiente: Anossico (assenza ossigeno disciolto libero)
Volume: Tipicamente 20-30% del volume della vasca di ossidazione (circa 74-111 m³ per un impianto con vasca di ossidazione da 370 m³)
Tempo di ritenzione idraulica (HRT): 1,5-2,5 ore (range operativo 1–3 ore)
MLSS: 2500-3500 mg/L (leggermente inferiore alla vasca di ossidazione)
Ossigeno disciolto (DO): <0,5 mg/L (idealmente <0,2 mg/L per massimizzare la denitrificazione)
Potenziale redox (ORP): Da -50 a -200 mV (valori negativi indicano condizioni anossiche ottimali)
Rapporto di ricircolo interno: 100-400% della portata in ingresso (Q_ric/Q_in = 1-4)
Efficienza di denitrificazione attesa: 70-90% dei nitrati ricircolati
Mescolamento: Miscelatore elettromeccanico sommerso con agitazione lenta per mantenere i solidi in sospensione senza introdurre ossigeno
Processo: Denitrificazione (NO₃⁻ → N₂↑) con carbonio organico residuo del refluo in ingresso come fonte elettronica
Temperature ottimali: 15-30°C (velocità di denitrificazione dimezzata sotto i 10°C)

⚠️ Note operative critiche:

Il carbonio organico residuo dal refluo in ingresso funge da fonte elettronica (donatore di elettroni) per la riduzione dei nitrati
La presenza di DO >0,5 mg/L inibisce il processo di denitrificazione e riduce l'efficienza di rimozione dell'azoto
Un ricircolo interno inadeguato limita la quantità di nitrati disponibili per la denitrificazione
Il controllo del potenziale redox (ORP) è fondamentale per verificare le condizioni anossiche ottimali

Schema Comparto Denitrificazione

Zona	Composizione	Parametri Caratteristici
Refluo in ingresso	COD solubile + NO₃⁻ da ricircolo	COD: 200–400 mg/L, NO₃⁻: 10–25 mg/L
Miscela anossica	Biomassa + substrato organico	OD: <0.5 mg/L, ORP: -50 a -200 mV
Biomassa attiva	Batteri denitrificanti facoltativi	MLSS: 2500–4000 mg/L, Colore: bruno-grigio
Sedimento fondo	Fango sedimentato + residui inerti	Minimo (miscelazione continua)

7.3 Comparto di Ossidazione con Diffusori a Microbolle

🔥 Caratteristiche Operative

Ambiente: Aerobico (ricco di ossigeno disciolto)
Aerazione: Diffusori a microbolle sul fondo
Processi: Ossidazione BOD + Nitrificazione (NH₄⁺ → NO₃⁻)
OD target: 1.5–2.5 mg/L (fino a 3.0 mg/L)
Tempo ritenzione: 6–12 ore

Schema Comparto Ossidazione

Zona	Composizione	Parametri Caratteristici
Schiume superficiali	Tensioattivi + Biomassa flottante	Spessore: <5 cm (ottimale), Colore: bianco-crema
Zona aerobica superiore	OD elevato + Substrato solubile	OD: 2.5–3.5 mg/L, Ossidazione BOD rapida
Zona aerobica media	Nitrificazione + Crescita biomassa	OD 1,5–2,5 mg/L (in comparto di ossidazione), NH₄⁺ → NO₃⁻
Biomassa attiva	Flocchi batterici in sospensione	MLSS: 3000–5000 mg/L, SVI: 80–150 mL/g
Diffusori microbolle	Membrane EPDM con micropori	Ø bolle: 1–3 mm, Efficienza: 20–30% O₂

7.4 Sedimentatore Secondario con Carroponte Raschiatore

🌊 Caratteristiche Operative

Funzione: Separazione fango/acqua per sedimentazione
Tipo: Sedimentatore circolare a flusso radiale
Raschiatura: Carroponte con raschiatori di fondo
Carico idraulico: 0.8–1.2 m³/m²·h
Tempo ritenzione: 2–4 ore

Schema Sedimentatore Secondario (Vista Sezione)

Zona	Funzione	Parametri Caratteristici
Pozzetto ingresso centrale	Distribuzione uniforme flusso radiale	Velocità ridotta, diffusione a 360°
Zona chiarificazione	Effluente limpido per stramazzo	SS < 20 mg/L, Trasparenza elevata
Zona sedimentazione	Discesa flocchi per gravità	Calma idraulica, no turbolenze
Zona ispessimento	Concentrazione fango (manto)	Profondità: 30–60 cm, SS: 8000–12000 mg/L
Fondo conico	Raccolta fango ispessito	Pendenza 10–15%, Punto raccolta centrale
Carroponte raschiatore	Spingere fango verso centro	Velocità rotazione: 1–3 giri/ora
Ricircolo fanghi (RAS)	Ritorno biomassa a denitrificazione	Portata: 50–100% Q influente

7.5 Trattamento dei Fanghi di Esubero (Linea Fanghi)

🔄 Gestione della Linea Fanghi: Dal Prelievo allo Smaltimento Finale

I fanghi di esubero (o fanghi di supero) rappresentano la biomassa eccedente prodotta dal processo biologico di depurazione che deve essere periodicamente rimossa dal sistema per mantenere il corretto equilibrio operativo. La linea fanghi comprende tutte le operazioni unitarie necessarie per ridurre il volume, stabilizzare la materia organica e rendere il fango idoneo allo smaltimento o al riutilizzo finale.

📋 Origine dei Fanghi di Esubero

Sfangamento dal sedimentatore secondario: Prelievo controllato della biomassa eccedente (generalmente 1-3% della portata influente)
Caratteristiche iniziali: Concentrazione 8.000-12.000 mg/L SS (0,8-1,2% di sostanza secca), elevato contenuto di acqua (>98%), elevata putrescibilità
Necessità di trattamento: Riduzione volume (costi trasporto), stabilizzazione (riduzione odori e putrescibilità), disidratazione (smaltibilità)

⚠️ Criticità Operative della Linea Fanghi

Una gestione inadeguata della linea fanghi può causare gravi problemi operativi ed ambientali:

Sovraccarico del sedimentatore: Accumulo eccessivo di manto fanghi se lo sfangamento è insufficiente
Problemi olfattivi: Fermentazioni anaerobiche incontrollate con produzione di H₂S e mercaptani
Ricircolo sovraccarichi organici: I surnatanti ricchi di COD e azoto ammoniacale dalla digestione/ispessimento ritornano in testa impianto
Costi di smaltimento elevati: Volume e peso eccessivi per fanghi poco disidratati
Violazioni normative: Superamento limiti di stabilità e caratteristiche qualitative (D.Lgs 99/92, Regolamento UE 1069/2009)

🔧 Configurazioni Impiantistiche della Linea Fanghi

Schema a Blocchi: Configurazioni Linea Fanghi

📊 Parametri Operativi delle Configurazioni

Parametro	Ispessimento Gravitazionale (A)	Digestione Aerobica (B)	Digestione Anaerobica (C)
Funzione principale	Riduzione volume fango (concentrazione)	Stabilizzazione aerobica biomassa	Stabilizzazione anaerobica + biogas
Tempo ritenzione (HRT)	12-24 ore (max 24h)	12-20 giorni	15-25 giorni (a 35-37°C)
SS in ingresso	8.000-12.000 mg/L (0,8-1,2%)	8.000-12.000 mg/L (0,8-1,2%)	20.000-40.000 mg/L (pre-ispessito)
SS in uscita	20.000-40.000 mg/L (2-4%)	10.000-15.000 mg/L (1-1,5%)	15.000-30.000 mg/L (1,5-3%)
Riduzione SV (%)	Minima (<10%)	35-50%	40-60%
Condizioni operative	Sedimentazione statica, no aerazione	Aerazione continua (OD >2 mg/L)	Assenza O₂, T=35-37°C, mescolamento
Produzione biogas	Nessuna (fermentazioni limitate)	Nessuna	0,5-0,8 m³/kg SV rimosso (CH₄ 60-65%)
Consumo energetico	Molto basso (solo pompe)	Elevato (aerazione continua)	Medio (riscaldamento + mescolamento)
Qualità fango finale	Non stabilizzato, putrescibile	Stabilizzato, odori ridotti	Stabilizzato, igienizzato (se mesofilo)
COD surnatante	200-800 mg/L	300-1.000 mg/L	1.000-3.000 mg/L
N-NH₄⁺ surnatante	20-80 mg/L	100-300 mg/L	200-500 mg/L
Applicabilità	Piccoli-medi impianti (<10.000 AE)	Piccoli impianti (<5.000 AE)	Medi-grandi impianti (>10.000 AE)
Costi di investimento	Bassi	Medi	Elevati
Destinazione finale	Disidratazione obbligatoria + discarica	Agricoltura (con limitazioni), compost	Agricoltura (ammendante), compost

✓ Vantaggi e Svantaggi delle Configurazioni

Ispessimento Gravitazionale (Configurazione A)

Vantaggi:

Costi di investimento ed esercizio molto bassi
Semplicità operativa e gestionale
Adatto per piccoli-medi impianti con disponibilità di aree
Riduzione significativa del volume da disidratare (50-70%)

Svantaggi:

Nessuna stabilizzazione della sostanza organica
Rischio fermentazioni anaerobiche incontrollate oltre 24 ore
Produzione odori molesti in estate
Fango finale putrescibile (necessaria rapida disidratazione e smaltimento)

Digestione Aerobica (Configurazione B)

Vantaggi:

Stabilizzazione efficace della sostanza organica (riduzione SV 35-50%)
Riduzione odori e miglioramento qualità igienico-sanitaria
Semplicità gestionale (simile a vasca di ossidazione)
Fango finale utilizzabile in agricoltura (con minori restrizioni)

Svantaggi:

Elevati consumi energetici per aerazione continua
Produzione surnatanti con carico organico e azotato elevato
Tempi di ritenzione lunghi (12-20 giorni) richiedono volumi importanti
Non adatto per impianti >5.000 AE per costi energetici

Digestione Anaerobica (Configurazione C)

Vantaggi:

Elevata riduzione sostanza organica (40-60% SV)
Produzione biogas valorizzabile energeticamente (0,5-0,8 m³/kg SV)
Fango finale stabilizzato e igienizzato (se digestione mesofila >55°C)
Riduzione produzione fanghi e costi di smaltimento
Autoproduzione energetica (parziale copertura fabbisogni impianto)

Svantaggi:

Elevati costi di investimento (digestore, cogeneratore, strumentazione)
Complessità gestionale (controllo pH, T, AGV, alcalinità)
Necessità di pre-ispessimento fango (2-4% SS)
Produzione surnatanti con elevatissimo carico organico e azotato (COD 1.000-3.000 mg/L, N-NH₄⁺ 200-500 mg/L)
Economicamente sostenibile solo per impianti >10.000 AE

⏱️ Fasi di Trattamento e Tempi di Ritenzione Massimi

Fase	Descrizione	Tempo Ritenzione Max	Criticità
1. Sfangamento	Prelievo fango dal sedimentatore secondario (continuo o intermittente)	Continuo (no accumulo)	Accumulo eccessivo → rising, bulking, perdita solidi
2. Ispessimento	Concentrazione per gravità (sedimentazione statica) o meccanica (centrifuga, nastro)	24 ore max	Oltre 24h → fermentazioni anaerobiche, H₂S, odori molesti
3. Stabilizzazione	Digestione aerobica o anaerobica per riduzione sostanza organica biodegradabile	Aerobica: 20 gg Anaerobica: 25-30 gg	SRT insufficiente → fango instabile, odori SRT eccessivo → rendimenti decrescenti, costi elevati
4. Condizionamento	Aggiunta polielettroliti (flocculanti) per migliorare disidratabilità	Immediato (in linea)	Dosaggio errato → scarsa resa disidratazione, intasamenti
5. Disidratazione	Rimozione meccanica acqua interstiziale (centrifuga, filtropressa, nastropressa)	2-6 ore (batch)	Tempi eccessivi → degradazione polimero, minor resa
6. Stoccaggio finale	Accumulo fango disidratato (18-30% SS) prima del trasporto	3-7 giorni max	Oltre 7 gg → ripresa fermentazioni, percolati, odori
7. Smaltimento/Riutilizzo	Conferimento a discarica, compostaggio, spandimento agricolo	Secondo normativa	Ritardi smaltimento → sovraccarico stoccaggio, criticità ambientali

⚠️ Gestione dei Surnatanti e Reflui di Processo

Tutte le configurazioni della linea fanghi producono surnatanti (dalla sedimentazione/ispessimento) e reflui di processo (dalla disidratazione meccanica) che vengono ricircolati in testa all'impianto biologico. Questi flussi rappresentano il 3-8% del carico organico ed azotato totale dell'impianto e devono essere adeguatamente considerati nel dimensionamento:

Parametro	Ispessimento	Digestione Aerobica	Digestione Anaerobica
Portata surnatante	3-5% Q influente	2-4% Q influente	2-4% Q influente
COD surnatante	200-800 mg/L	300-1.000 mg/L	1.000-3.000 mg/L
N-NH₄⁺	20-80 mg/L	100-300 mg/L	200-500 mg/L
Carico organico aggiunto	1-3% del COD totale	2-4% del COD totale	4-8% del COD totale
Carico azoto aggiunto	1-2% di N totale	3-5% di N totale	5-10% di N totale

Impatto operativo:

Sovraccarico organico: Aumento F/M se surnatanti non considerati in fase di progetto
Sovraccarico azotato: Maggiore fabbisogno di ossigeno per nitrificazione (0,5-1,5 kg O₂/kg N-NH₄⁺ aggiunto)
Variazioni qualitative: Picchi di carico nelle ore di ricircolo surnatanti (gestire sfasamento temporale)
Necessità di equalizzazione: In impianti medio-grandi, prevedere vasca equalizzazione surnatanti per dosaggio controllato

💡 Criteri di Scelta della Configurazione Ottimale

La scelta della configurazione della linea fanghi dipende da molteplici fattori tecnici, economici e normativi:

Fattori Dimensionali

Piccoli impianti (<2.000 AE): Ispessimento gravitazionale + disidratazione (Config. A) per semplicità e bassi costi
Medi impianti (2.000-10.000 AE): Digestione aerobica (Config. B) se disponibilità economica per costi energetici
Grandi impianti (>10.000 AE): Digestione anaerobica (Config. C) per valorizzazione energetica biogas

Fattori Normativi e Ambientali

Destinazione agricola: Richiede fango stabilizzato → Config. B o C preferibili
Zone residenziali vicine: Necessaria digestione per riduzione odori → Config. B o C
Limiti stringenti N totale in uscita: Considerare carico azotato surnatanti (Config. C critica se denitrificazione limitata)
Incentivi biogas: Valutare convenienza economica digestione anaerobica

Fattori Gestionali

Competenze operative: Digestione anaerobica richiede personale specializzato
Manutenzione: Ispessimento gravitazionale ha manutenzione minima vs digestione anaerobica (complessa)
Continuità operativa: Digestione anaerobica sensibile a interruzioni (perdita biomassa metanigena)

📋 Buone Pratiche Operative - Linea Fanghi

Controlli Giornalieri

Verifica portata sfangamento e concentrazione fango ricircolato (SVI, test cono Imhoff)
Ispezione visiva manto fanghi in sedimentatore (profondità 30-60 cm ottimale)
Controllo olfattivo presso ispessitori/digestori (rilevazione tempestiva fermentazioni anomale)
Verifica funzionamento pompe di sfangamento e ricircolo surnatanti
Controllo livelli in vasche ispessimento/digestione

Controlli Settimanali

Analisi SS fango ispessito (obiettivo 2-4% per digestione anaerobica)
Analisi COD e N-NH₄⁺ surnatanti (trend nel tempo)
Per digestione aerobica: controllo MLSS, OD, temperatura
Per digestione anaerobica: pH (6,8-7,4), alcalinità (>2.000 mg/L CaCO₃), AGV (<500 mg/L), produzione biogas
Controllo dosaggio polielettrolita in disidratazione (jar test periodici)

Azioni Correttive Comuni

Odori intensi da ispessitore: Ridurre HRT a <16 ore, valutare dosaggio cloro o perossido
Bassa concentrazione fango ispessito: Verificare efficienza sedimentatore, aumentare HRT ispessitore, controllare SVI
Elevato COD/NH₄ in surnatanti: Ottimizzare SRT digestione, valutare trattamento dedicato (strippaggio NH₃, ossidazione)
Scarsa resa disidratazione: Ottimizzare dosaggio polielettrolita, verificare condizioni fango (stabilizzazione, SVI)
Acidificazione digestore anaerobico: Ridurre carico organico, aggiungere alcalinità (NaOH, calce), aumentare temperatura

💡 Utilizzo delle Rappresentazioni Grafiche

Le visualizzazioni schematiche fornite in questa sezione hanno lo scopo di:

Facilitare la comprensione della distribuzione fisica dei componenti in ciascun comparto
Identificare visivamente le zone operative e i gradienti di concentrazione
Supportare la formazione di nuovi operatori attraverso rappresentazioni intuitive
Fornire riferimenti per la diagnosi visiva durante le ispezioni sul campo

Nota: Le proporzioni e i colori sono indicativi e servono a scopo didattico. Le condizioni reali possono variare in base alle caratteristiche operative specifiche dell'impianto.

Sezione 08

🔬 8. Sistema Diagnostico Automatico dello Stato di Salute

Questa sezione fornisce un sistema integrato avanzato per la valutazione automatica dello stato di salute del processo biologico. Il sistema analizza 24 parametri osservabili distribuiti su 4 comparti (ossidazione, denitrificazione, sedimentazione secondaria, test cono Imhoff) per generare una diagnosi complessiva con raccomandazioni operative specifiche.

🎯 Obiettivi del Sistema Diagnostico Espanso

Valutazione multi-comparto: Analisi integrata di tutti i comparti dell'impianto
24 parametri osservabili: Copertura completa del processo biologico
Scoring quantitativo 0–100: Valutazione oggettiva dello stato di salute
Diagnosi pattern-based: Riconoscimento automatico di 15+ patologie
Raccomandazioni operative mirate: Azioni specifiche per comparto

8.1 Matrice di Valutazione Estesa dei Parametri

Il sistema valuta 24 parametri critici distribuiti su 5 categorie. Ogni parametro contribuisce al punteggio globale di salute del processo.

Categoria 1: Parametri delle Schiume (5 parametri)

Parametro	Condizione Ottimale (10 pt)	Condizione Accettabile (5–7 pt)	Condizione Critica (0–3 pt)
Colore Schiume	Bianche/Bianco-crema	Marrone chiaro/Beige	Marrone scuro/Nere/Verdi
Stato Fisico	Leggere, facilmente disperse	Moderate, stabili	Dense/Viscose/Compatte
Volume Schiume	< 3 cm di spessore	3–10 cm di spessore	> 10 cm di spessore (accumulo)
Permanenza Temporale	< 1 ora (transitorie)	1–6 ore (moderate)	> 6 ore (persistenti)
Odore Schiume	Inodore/Terra umida	Leggermente terroso	Putride/Ammoniaca/Solforoso

Categoria 2: Parametri al Cono Imhoff (7 parametri) — Inserire MLSS (g/L) per il calcolo SVI coerente.

Parametro	Condizione Ottimale (10 pt)	Condizione Accettabile (5–7 pt)	Condizione Critica (0–3 pt)
Volume Sedimentato (V30)	200–350 mL/L	150–200 o 350–450 mL/L	< 150 o > 450 mL/L
Interfaccia Sedimentato/Surnatante	Netta, ben definita	Moderatamente definita	Diffusa/Sfumata/Assente
Colore Surnatante	Limpido/Trasparente	Leggermente torbido	Torbido/Marrone/Con particelle
Velocità Sedimentazione	Rapida (5–10 min)	Moderata (10–20 min)	Lenta (> 20 min)
Risalita Fango (dopo 20–45 min)	Assente, interfaccia stabile	Lieve risalita (< 5% volume)	Risalita significativa (> 5% volume) o continua
Materiale Galleggiante in Superficie (schiume/particelle)	Superficie pulita, assenza materiale galleggiante	Tracce minime o particelle isolate galleggianti	Schiuma persistente che ricopre la superficie / Particelle dense galleggianti

Categoria 3: Parametri del Fango (4 parametri)

Parametro	Condizione Ottimale (10 pt)	Condizione Accettabile (5–7 pt)	Condizione Critica (0–3 pt)
Colore Fango	Marrone cioccolato	Marrone chiaro/Marrone scuro	Nero/Grigio/Giallo/Verde
Stato Fisico (Floccosità)	Fiocchi grandi, compatti	Fiocchi medi, moderati	Fiocchi dispersi/Pin-point/Filamentosi
Odore Fango	Terra umida/Terroso	Leggermente muschiato	Settico/Putrido/Ammoniaca/H₂S
Consistenza	Granulare, non viscoso	Moderatamente denso	Viscoso/Gelatinoso/Troppo liquido

Categoria 4: Parametri Comparto Denitrificazione (4 parametri)

Parametro	Condizione Ottimale (10 pt)	Condizione Accettabile (5–7 pt)	Condizione Critica (0–3 pt)
Colore Mixed Liquor Anossico	Marrone/Marrone scuro	Marrone chiaro/Grigio-marrone	Nero/Grigio/Con separazione fasi
Presenza Bolle Gas (N₂)	Bolle fini, distribuite uniformemente	Bolle moderate	Assenti o bolle grosse eccessive
Odore Comparto Anossico	Terroso, neutro	Leggermente muschiato	H₂S/Settico/Putrido (condizioni anaerobiche)
Stato Mescolamento	Uniforme, fango in sospensione completa	Moderato, alcuni depositi	Scarso, sedimentazione evidente

Categoria 5: Parametri Sedimentazione Secondaria (4 parametri)

Parametro	Condizione Ottimale (10 pt)	Condizione Accettabile (5–7 pt)	Condizione Critica (0–3 pt)
Chiarezza Surnatante (Effluente)	Cristallino, trasparente	Leggermente velato	Torbido/Con particelle/SST elevati
Presenza Fango Galleggiante (Rising)	Assente	Occasionale, piccole chiazze	Diffuso, accumulo superficiale esteso
Manto Fanghi (Altezza e Uniformità)	30–50 cm, uniforme	50–80 cm o leggermente disuniforme	> 80 cm o molto disuniforme/accumuli
Schiume nel Chiarificatore	Assenti	Presenti ma moderate	Abbondanti/Persistenti

8.2 Sistema di Calcolo Automatico Espanso

🔬 Diagnostica Automatica Multi-Comparto - 24 Parametri

📊 Inserisci le Osservazioni di Campo per Comparto

🔥 COMPARTO OSSIDAZIONE (16 parametri)

🫧 Parametri Schiume (5 parametri)

Colore Schiume:

Stato Fisico Schiume:

Volume Schiume (Spessore):

Permanenza Temporale:

Odore Schiume:

🧫 Parametri Fango Attivo (4 parametri)

Colore Fango:

Stato Fisico (Floccosità):

Odore Fango:

Consistenza Fango:

🔬 Parametri al Cono Imhoff (7 parametri)

Volume Sedimentato V30:

Interfaccia Sedimentato/Surnatante:

Colore Surnatante:

Velocità Sedimentazione:

Risalita Fango (entro 30 min):

Risalita Fango (dopo 30 min):

Materiale Galleggiante in Superficie (schiume/particelle):

🔵 COMPARTO DENITRIFICAZIONE (4 parametri)

🔵 Parametri Comparto Denitrificazione (4 parametri)

Colore Mixed Liquor Anossico:

Presenza Bolle Gas (N₂):

Odore Comparto Anossico:

Stato Mescolamento:

🌊 COMPARTO SEDIMENTATORE (4 parametri)

🌊 Parametri Sedimentazione Secondaria (4 parametri)

Chiarezza Surnatante (Effluente):

Fango Galleggiante (Rising):

Manto Fanghi (Altezza):

Schiume nel Chiarificatore:

📊 Stato Impianto – Sintesi Immediata

Stato globale processo OK

– /100

Esegui un calcolo per aggiornare la dashboard.

🔥 Ossidazione

– /100

In attesa di calcolo…

🔬 Test Cono Imhoff

– /100

In attesa di calcolo…

🧪 Denitrificazione

– /100

In attesa di calcolo…

🌀 Sedimentatore

– /100

In attesa di calcolo…

⚠️ Parametri critici

Nessun parametro a 0.

📜 Storico Diagnostiche Multi-Comparto

Vengono salvate automaticamente le ultime diagnosi eseguite (solo in questo browser).

Nessun dato salvato.

Data/Ora	Stato	Score globale	Ossidazione	Denitrif.	Sediment.	Param. critici	V30 (mL/L)

⚙️ 12. APPARECCHIATURE ELETTROMECCANICHE

Descrizione tecnica completa di tutte le apparecchiature presenti in un impianto biologico

12.1.1 Griglie Manuali (Statiche)

⚙️ Principio di Funzionamento

Descrizione: Le griglie manuali (o statiche) sono costituite da sbarre metalliche verticali o inclinate, fissate in una struttura rigida installata in un canale di passaggio. Il materiale grigliato si accumula progressivamente sulle sbarre fino a quando non viene rimosso manualmente dall'operatore mediante rastrello o forcone.

🔄 Modalità Operative

Pulizia manuale periodica:

L'operatore accede alla griglia tramite passerella di servizio
Con rastrello speciale (denti spaziati come sbarre griglia), solleva verticalmente il materiale accumulato
Deposita il grigliato in contenitore di raccolta laterale
La frequenza dipende da: portata, tipo fognatura (separata/unitaria), stagione (foglie autunno)
Tipicamente: 1-3 volte/giorno in condizioni normali, ogni 2-4 ore in eventi meteorici intensi

PARAMETRO	VALORE TIPICO
Spaziatura sbarre	20-50 mm (grossolana), 10-20 mm (media)
Inclinazione	60-80° (facilita pulizia manuale)
Materiale sbarre	Acciaio inox AISI 304/316, acciaio zincato (economica)
Larghezza canale	300-1.500 mm
Costo installazione	€500-3.000 (molto economica)
Applicabilità	Impianti piccoli (<500 AE), fognature separate, by-pass emergenza

✅ Vantaggi

Costo iniziale minimo (10-20% griglia automatica equivalente)
Nessun consumo energetico
Semplicità estrema, affidabilità meccanica totale
Manutenzione praticamente nulla
Ideale come griglia di emergenza in bypass

⚠️ Svantaggi e Limitazioni

Lavoro manuale ripetitivo e gravoso per operatore
Impossibile garantire pulizia continua (accumuli notturni/festivi)
Rischio sanitario per operatore (contatto diretto refluo grezzo)
Perdite di carico elevate se pulizia ritardata (by-pass automatico necessario)
Non adatta a portate elevate o variabili
Limitata a impianti molto piccoli per conformità D.Lgs 81/2008 (sicurezza lavoro)

12.1.2 Griglie Automatiche a Pettine Frontale (Rake Screen)

⚙️ Principio di Funzionamento Dettagliato

Le griglie automatiche a pettine frontale operano secondo un ciclo meccanico ben definito che si ripete con frequenza programmabile o su comando automatico basato sul differenziale di livello a monte/valle della griglia:

🔄 Sequenza Operativa del Ciclo di Pulizia

Fase 1 - Posizionamento Iniziale (t = 0 s): Il rastrello motorizzato si trova in posizione di riposo alla base del canale, completamente immerso. Le sbarre della griglia trattengono progressivamente i materiali grossolani trasportati dal refluo in arrivo.
Fase 2 - Attivazione del Ciclo (t = 0-2 s): Il ciclo parte per comando temporizzato (timer interno) oppure per superamento del differenziale di livello impostato (tipicamente 3-5 cm di salto idraulico tra monte e valle griglia). Il motoriduttore elettrico si attiva.
Fase 3 - Salita Rastrello (t = 2-30 s): Il rastrello sale verticalmente lungo la superficie anteriore della griglia con velocità costante di 3-6 m/min. I "denti" del pettine si inseriscono negli spazi tra le sbarre catturando il materiale grigliato. L'acqua drenata dal materiale ritorna per gravità nel canale.
Fase 4 - Scarico Materiale (t = 30-35 s): Al raggiungimento della sommità della griglia, il rastrello supera il bordo superiore del canale. Un dispositivo meccanico (barra di sgancio, spazzola controrotante, o getto aria/acqua) distacca il materiale grigliato dai denti del pettine, facendolo cadere nel contenitore/tramoggia di raccolta posizionato a valle.
Fase 5 - Discesa Rastrello (t = 35-60 s): Il rastrello ridiscende lungo il retro della griglia (lato asciutto) ritornando alla posizione di riposo. Durante la discesa, eventuali residui aderenti vengono rimossi da spazzole autopulenti.
Fase 6 - Attesa Nuovo Ciclo: Il sistema torna in stand-by fino al prossimo comando di attivazione.

📐 Parametri Costruttivi e Dimensionamento

PARAMETRO	VALORE TIPICO	NOTE PROGETTUALI
Spaziatura sbarre	10-50 mm	Tipico 15-30 mm per reflui civili, 20-40 mm per reflui industriali
Inclinazione griglia	60-80° (tipico 75°)	Compromesso tra efficienza pulizia e ingombro planimetrico
Velocità salita rastrello	3-6 m/min	Velocità ridotta migliora sgocciolamento ma allunga ciclo
Potenza motore	0,37-3,0 kW	Funzione di larghezza canale, portata e tipo materiale
Applicabilità	500-50.000 AE	Tipologia più diffusa in Italia per impianti civili

12.1.3 Griglie Automatiche a Spazzole Rotanti (Brush Screen)

⚙️ Principio di Funzionamento

Descrizione: Griglia composta da sbarre verticali fisse con una o più spazzole cilindriche rotanti motorizzate installate sul lato a valle (pulito). Le setole della spazzola penetrano tra le sbarre e rimuovono il materiale accumulato sul lato monte (sporco), trasportandolo verso l'alto per gravità o per azione della rotazione fino a un punto di scarico.

🔄 Ciclo Operativo Continuo o Intermittente

Rotazione spazzola: La spazzola cilindrica (Ø 200-400 mm) ruota lentamente (2-10 rpm) in modo continuo o intermittente (attivazione timer o ΔH)
Penetrazione setole: Le setole (lunghezza 50-100 mm, materiale nylon/polipropilene) penetrano negli spazi tra le sbarre catturando il materiale grigliato
Sollevamento materiale: La rotazione porta il materiale verso l'alto. Quando la spazzola raggiunge la parte superiore (ore 12), il materiale si distacca per gravità
Scarico in tramoggia: Il grigliato cade in una tramoggia/nastro trasportatore posizionato dietro la griglia
Pulizia automatica setole: Spazzole autopulenti o getti d'acqua rimuovono residui dalle setole durante la rotazione

PARAMETRO	VALORE TIPICO
Spaziatura sbarre	6-20 mm (grigliatura fine)
Diametro spazzola	200-400 mm
Velocità rotazione	2-10 rpm (continua o intermittente)
Potenza motore	0,55-2,2 kW
Applicabilità	Grigliatura fine, piccoli-medi impianti (200-10.000 AE)

✅ Vantaggi

Pulizia continua molto efficace (nessun accumulo temporaneo)
Ideale per spaziature fini (6-20 mm) dove rastrello tradizionale è inefficace
Perdite di carico minime e costanti
Buon sgocciolamento materiale (setole trattengono poco liquido)
Compattezza ingombri (no guide rastrello)

⚠️ Svantaggi

Usura setole (sostituzione ogni 2-4 anni, costo €500-2.000)
Sensibilità a oggetti fibrosi lunghi (avvolgimento su spazzola)
Costo iniziale 20-30% superiore a griglia a pettine equivalente
Manutenzione più frequente (ingrassaggio cuscinetti, verifica tenute)

12.1.4 Griglie Automatiche a Catenaria (Step Screen / Escalator Screen)

⚙️ Principio di Funzionamento

Descrizione: Sistema costituito da una serie di piastre metalliche (gradini) montate su due catene continue che si muovono lungo un percorso inclinato (tipicamente 50-70°). Ogni gradino presenta fessure o aperture calibrate che costituiscono l'elemento filtrante. Il movimento continuo della catena trasporta il materiale grigliato verso l'alto dove viene scaricato.

🔄 Ciclo Operativo Continuo

Movimento ascendente gradini: Le piastre/gradini montati sulla catena salgono lentamente (velocità 2-8 m/min) lungo il piano inclinato immerso nel refluo
Filtrazione progressiva: Il refluo passa attraverso le fessure dei gradini. Il materiale trattenuto si accumula sulla superficie di ogni gradino
Trasporto verso l'alto: Il movimento continuo porta i gradini carichi di materiale fuori dall'acqua verso la parte superiore della griglia
Sgocciolamento: Durante la risalita in zona emersa, l'acqua drenata dai gradini ritorna nel canale
Scarico materiale: In sommità, i gradini si ribaltano leggermente o incontrano una spazzola che distacca il materiale facendolo cadere in tramoggia
Discesa gradini puliti: I gradini puliti ridiscendono lungo il lato posteriore (asciutto) della griglia ritornando alla base per un nuovo ciclo

PARAMETRO	VALORE TIPICO
Apertura fessure gradini	6-12 mm (tipico 8-10 mm)
Inclinazione	50-70° (tipico 60°)
Velocità movimento catena	2-8 m/min
Larghezza griglia	400-3.000 mm
Potenza motore	0,75-7,5 kW
Efficienza rimozione	90-98% (materiali > apertura fessure)
Applicabilità	Medi-grandi impianti (2.000-100.000 AE), stazioni pompaggio

✅ Vantaggi

Funzionamento continuo senza accumuli temporanei
Eccellente capacità di gestione picchi di portata
Autop ulente: movimento continuo previene intasamenti
Perdite di carico molto basse e costanti (ΔH tipicamente < 10-15 cm)
Alta affidabilità meccanica (catena robusta, poche parti in movimento)
Ottimo sgocciolamento materiale (tempo risalita prolungato)
Minima necessità intervento operatore

⚠️ Svantaggi

Costo iniziale elevato: €30.000-150.000 (funzione larghezza)
Ingombro verticale notevole (altezza totale 4-7 m)
Manutenzione catena critica (lubrificazione, tensionamento)
Consumo energetico continuo (movimento permanente)
Complessità strutturale (fondazioni, supporti, copertura)

12.1.5 Griglie a Tamburo Rotante (Drum Screen / Rotary Screen)

⚙️ Principio di Funzionamento

Descrizione: Cilindro rotante (tamburo) con superfice perforata o costituita da sbarre parallele all'asse. Il refluo entra all'interno del tamburo, la frazione liquida passa attraverso le aperture mentre i solidi trattenuti vengono trasportati dalla rotazione verso un punto di scarico dove vengono rimossi mediante spazzole o getti d'acqua.

🔄 Ciclo Operativo

Alimentazione interna: Il refluo entra all'interno del cilindro rotante tramite un canale di alimentazione assiale
Rotazione lenta: Il tamburo ruota lentamente (1-6 rpm) attorno al proprio asse orizzontale o leggermente inclinato (2-5°)
Separazione solido-liquido: Il refluo filtrato (frazione liquida) passa attraverso le aperture/sbarre del tamburo e defluisce per gravità. I solidi trattenuti aderiscono alla superficie interna
Trasporto solidi: La rotazione porta progressivamente i solidi verso l'estremità del tamburo (se inclinato) o verso la zona superiore (se orizzontale)
Rimozione con spazzole: Spazzole fisse o rotanti installate all'esterno del tamburo rimuovono i solidi dalla superficie perforata
Scarico in tramoggia: Il materiale rimosso cade in una tramoggia sottostante per raccolta/compattazione

PARAMETRO	VALORE TIPICO
Tipo aperture	Forature circolari (Ø 3-10 mm) o sbarre (spaziatura 3-15 mm)
Diametro tamburo	600-2.500 mm
Lunghezza tamburo	800-3.500 mm
Velocità rotazione	1-6 rpm
Inclinazione tamburo	0-5° (orizzontale o leggermente inclinato)
Potenza motore	0,37-3,0 kW
Efficienza rimozione	85-95% (funzione aperture)
Applicabilità	Grigliatura fine/microfiltrazione, piccoli-medi impianti (200-5.000 AE)

✅ Vantaggi

Compattezza installazione (ingombro ridotto vs griglie inclinate)
Autopulente (rotazione continua previene intasamenti)
Ideale per grigliatura fine/microfiltrazione (aperture 3-6 mm)
Capacità di gestione carichi shock elevati
Funzionamento sommerso riduce odori

⚠️ Svantaggi

Costo iniziale elevato (€20.000-80.000)
Sensibilità a materiali fibrosi lunghi (avvolgimento su cilindro)
Intasamento aperture con reflui ad alto carico organico sospeso
Manutenzione cuscinetti di supporto tamburo critica
Necessità lavaggio periodico superficie tamburo (incrostazioni)

📊 Tabella Comparativa Tipologie di Grigliatura

TIPOLOGIA	SPAZIATURA	POTENZA	COSTO	APPLICAZIONE OTTIMALE
Manuale	20-50 mm	0 kW	€500-3.000	Impianti <500 AE, by-pass emergenza
Pettine Frontale	10-50 mm	0,37-3,0 kW	€8.000-45.000	500-50.000 AE, tipologia standard più diffusa
Spazzole Rotanti	6-20 mm	0,55-2,2 kW	€10.000-50.000	Grigliatura fine, 200-10.000 AE
Catenaria	6-12 mm	0,75-7,5 kW	€30.000-150.000	Grandi impianti >2.000 AE, stazioni pompaggio
Tamburo Rotante	3-15 mm	0,37-3,0 kW	€20.000-80.000	Microfiltrazione, reflui industriali, 200-5.000 AE

📊 Produzione Grigliato: 5-20 L/AE·anno (fognature separate) o 10-40 L/AE·anno (fognature unitarie con eventi meteorici). Umidità residua 70-85% senza compattazione, ridotta a 40-55% con sistemi lavaggio-compattazione integrati.

12.2 Sistemi di Dissabbiatura

🏖️ Funzione e Principio Operativo

La dissabbiatura rimuove sabbie e materiali inerti pesanti (densità >2,0 g/cm³) dal refluo per proteggere pompe, tubazioni e vasche di processo dall'abrasione e dall'accumulo di sedimenti.

PARAMETRO	VALORE TIPICO
Tempo ritenzione (HRT)	1-3 minuti
Velocità orizzontale	0,15-0,30 m/s
Efficienza rimozione	85-95% (particelle >0,2 mm)
Produzione sabbie	7-15 L/AE·anno

12.2.1 Dissabbiatori Aerati

⚙️ Principio di Funzionamento Dettagliato

Meccanismo operativo: Il dissabbiatore aerato sfrutta la differenza di densità e velocità di sedimentazione tra sabbie inorganiche (densità 2,4-2,6 g/cm³) e sostanze organiche (densità 1,0-1,2 g/cm³) per ottenere una separazione selettiva. L'insufflazione controllata di aria crea un moto rotatorio a spirale che mantiene in sospensione le sostanze organiche leggere mentre le sabbie sedimentano sul fondo.

🔄 Sequenza Operativa Continua

Ingresso refluo: Il refluo pre-grigliato entra nella vasca di dissabbiatura attraverso una sezione di ingresso tranquillizzata (con setto frangiflutti) che riduce la velocità da 0,6-0,8 m/s (canale di arrivo) a 0,15-0,30 m/s (velocità orizzontale ottimale nella vasca).
Insufflazione aria: Un sistema di diffusori lineari (tubi forati o diffusori porosi) installato longitudinalmente su un lato della vasca (tipicamente a 1/3-1/4 della larghezza dal bordo) eroga aria compressa a portata controllata (0,2-0,5 Nm³ aria per m³ refluo trattato). La pressione di esercizio è tipicamente 400-800 mbar.
Generazione moto a spirale: Le bolle d'aria ascendenti (diametro 3-8 mm) creano un moto ascensionale nella zona di insufflazione. Questo genera una circolazione trasversale a spirale: il refluo sale nella zona aerata, si muove trasversalmente in superficie verso il lato opposto, ridiscende lungo la parete non aerata, e ritorna sul fondo verso la zona aerata completando il ciclo.
Separazione per densità: Il moto rotatorio mantiene una velocità tangenziale di 0,25-0,35 m/s che: - Mantiene in sospensione particelle organiche leggere (velocità sedimentazione 1-5 cm/s) che vengono trasportate verso l'uscita - Permette sedimentazione sabbie pesanti (velocità sedimentazione 8-15 cm/s) che cadono sul fondo nonostante la turbolenza - Favorisce risalita oli/grassi verso superficie per effetto aerazione (pre-disoleazione integrata)
Raccolta sabbie: Le sabbie accumulate sul fondo (in continuo o batch) vengono estratte mediante: - Sistema ad aria compressa (air-lift): Tubo pescante con iniezione aria compressa sul fondo solleva miscela sabbia-acqua per densità ridotta (principio mammut pump) - Coclea sommersa: Vite di Archimede (Ø 150-300 mm) trasporta sabbie verso estremità sollevata - Pompa aspirante: Pompa sommergibile speciale anti-abrasione aspira sabbie da tramoggia raccolta
Lavaggio sabbie (opzionale): Le sabbie estratte passano attraverso un classificatore a spirale (screw washer) dove vengono lavate con acqua pulita in controcorrente. Questo riduce il contenuto organico dal 10-30% iniziale al 3-5% finale, permettendo eventuale riutilizzo come inerte.
Uscita refluo chiarificato: Il refluo deviato lateralmente dalle sabbie prosegue verso l'uscita con velocità orizzontale mantenuta costante grazie a setti sommersi di tranquillizzazione.

📐 Parametri Progettuali e Criteri Dimensionamento

PARAMETRO	VALORE TIPICO	NOTE PROGETTUALI
Geometria vasca	Circolare: Ø 3-8 m Rettangolare: L/W = 3-5	Circolare per impianti piccoli-medi (<5.000 AE), rettangolare per grandi o espansioni future
Profondità utile	2,5-4,5 m (ottimale 3,5-4,0 m)	Maggiore profondità aumenta tempo residenza bolle → migliore miscelazione
Tempo ritenzione idraulica (HRT)	2-5 minuti (tipico 2,5-3,5 min)	Calcolato a portata media giornaliera. HRT = Volume vasca / Portata
Velocità orizzontale	0,15-0,30 m/s	Se v < 0,12 m/s → sedimentazione organici. Se v > 0,35 m/s → trascinamento sabbie
Portata aria specifica	0,2-0,5 Nm³ aria/m³ refluo	Maggiore per reflui con alto carico organico (pre-aerazione) o oli (flottazione)
Velocità tangenziale	0,25-0,35 m/s	Controllata tramite portata aria. Misurata a metà profondità vasca
Efficienza rimozione sabbie	85-95% (particelle > 0,2 mm)	Rimozione 95-98% per sabbie > 0,5 mm, 70-85% per 0,1-0,2 mm
Contenuto organico sabbie estratte	5-15% (senza lavaggio) 2-5% (con classificatore lavaggio)	Contenuto organico < 5% permette recupero come inerte edile (previa caratterizzazione)
Produzione sabbie	7-15 L/AE·anno (fognature separate) 15-30 L/AE·anno (fognature unitarie)	Picchi in eventi meteorici per fognature miste. Dipende fortemente da caratteristiche territorio
Potenza compressore/soffiante	0,5-5,0 kW	Impianto 1.000 AE: ~0,75 kW \| 5.000 AE: ~2,2 kW \| 10.000 AE: ~4,0 kW
Tipo diffusori aria	Tubi forati (Ø 50-80mm, fori Ø 3-5mm) o Diffusori tubolari porosi EPDM	Tubi forati: economici ma bolle grandi. Porosi: bolle fini, migliore O₂ transfer ma costo +40%

✅ Vantaggi Dissabbiatura Aerata vs Orizzontale

Separazione selettiva superiore: Contenuto organico sabbie 5-15% vs 20-40% dissabbiatori orizzontali non aerati → minori costi smaltimento
Effetto pre-aerazione: Insufflazione aria fornisce 0,5-1,5 mgO₂/L al refluo, riducendo carico organico solubile del 5-10% e attenuando odori (stripping H₂S)
Disoleazione integrata: Turbolenza favorisce coalescenza gocce olio e risalita per flottazione → rimozione 30-50% oli/grassi emulsionati senza apparecchiature dedicate
Compattezza: Tempo ritenzione 2-5 min vs 10-20 min dissabbiatori orizzontali → ingombro ridotto 60-70%
Adattabilità variazioni portata: Regolazione portata aria compensa variazioni velocità orizzontale mantenendo efficienza
Riduzione picchi odori: Pre-aerazione e stripping H₂S riducono emissioni odorigene del 40-60% rispetto a sistemi non aerati

⚠️ Svantaggi e Criticità Operative

Consumo energetico: Soffiante aria richiede 0,5-2,0 kWh/100 m³ refluo (vs nullo per dissabbiatori statici). ROI energetico compensato da minori costi smaltimento sabbie
Manutenzione diffusori: Intasamento progressivo fori/pori (incrostazioni CaCO₃, biofilm). Necessaria pulizia trimestrale con acido/ipoclorito o sostituzione ogni 3-5 anni
Rumorosità: Soffiante genera 70-85 dB(A). Necessaria cabina fonoisolante per impianti in zone abitate
Formazione schiume: Pre-aerazione può generare schiume persistenti in presenza tensioattivi. Necessario sistema antischiuma (spray acqua) o dosaggio antifoam chimico
Dipendenza energia elettrica: Black-out → arresto aerazione → collasso efficienza separazione in 15-30 min. Essenziale gruppo elettrogeno emergenza per impianti critici

🔧 Criteri Regolazione Operativa

INDICATORE	CONDIZIONE OTTIMALE	AZIONE CORRETTIVA
Contenuto organico sabbie	< 10%	Se >15% → aumentare portata aria del 20-30% per intensificare turbolenza
Velocità tangenziale	0,25-0,35 m/s	Se <0,20 → scarsa separazione. Se >0,40 → trascinamento sabbie. Regolare portata aria
Accumulo sabbie sedimentatore	Assente	Se presente → dissabbiatore inefficace. Aumentare HRT o portata aria
Formazione schiume	Schiuma sottile bianca	Se schiuma densa/persistente → ridurre portata aria 10-15% o dosare antifoam

12.3 Sistemi di Disoleazione

💧 Funzione e Principio

La disoleazione rimuove oli, grassi e idrocarburi leggeri (densità <1,0 g/cm³) che galleggiano in superficie. Spesso integrata con dissabbiatori aerati.

PARAMETRO	VALORE TIPICO
Tempo ritenzione	10-20 minuti
Velocità ascensionale	2-4 m/h
Efficienza rimozione	60-85% (dipende da emulsione)
Sistema rimozione	Raschiatore superficiale, skimmer rotanti

12.4 Sistemi di Sollevamento Reflui

⬆️ Funzione

Le stazioni di sollevamento permettono di vincere i dislivelli quando il deflusso a gravità non è possibile. Fondamentali per alimentare i comparti biologici situati a quote superiori rispetto all'arrivo del refluo.

12.4.1 Pompe Sommerse per Sollevamento Reflui

⚙️ Principio di Funzionamento Dettagliato

Descrizione: Le elettropompe sommergibili per liquami sono macchine idrauliche centrifughe progettate specificatamente per lavorare completamente immerse nel refluo da sollevare. Il motore elettrico trifase e la girante centrifuga sono racchiusi in un unico corpo stagno, eliminando problemi di adescamento e riducendo rischi di cavitazione.

🔄 Funzionamento Operativo

Condizione di riposo: La pompa è installata sul fondo del pozzetto di sollevamento mediante sistema a guida automatica (accoppiamento rapido) o sospesa con catena. Il livello del refluo sale progressivamente per afflusso continuo.
Attivazione pompa: Quando il livello raggiunge il galleggiante/sensore di livello START (tipicamente 80-120 cm dal fondo), il quadro elettrico alimenta il motore. Il motoreavvia in modalità diretta (DOL) per potenze ≤7,5kW o stella-triangolo/soft-starter per potenze superiori, riducendo picco corrente di spunto.
Fase di pompaggio: Il motore porta la girante a velocità nominale (1450 rpm per motori 4 poli o 2900 rpm per 2 poli). La girante centrifuga accelera il refluo radialmente dall'aspirazione centrale verso la voluta periferica, creando depressione all'ingresso che richiama nuovo refluo. La prevalenza generata (5-25 mH₂O) vince le perdite di carico della tubazione di mandata sollevando il refluo alla quota di destinazione.
Gestione solidi sospesi: - Giranti **monocanale** (passaggio 80-100mm): Un'unica pala avvolgente a spirale consente passaggio oggetti voluminosi con minima frammentazione - Giranti **bicanale** (passaggio 65-80mm): Due pale simmetriche, compromesso tra passaggio solidi e rendimento idraulico - Giranti **vortex** (passaggio 50-70mm): La girante è arretrata rispetto alla bocca aspirazione creando vortice che trasporta solidi senza contatto diretto (riduce intasamenti ma minor rendimento) - Giranti **trituratore** (passaggio 10-30mm): Lame rotanti pre-triturano solidi fibrosi prima dell'ingresso in girante, ideale per reflui carico elevato di stracci
Arresto pompa: Quando il livello scende al galleggiante STOP (tipicamente 20-40 cm dal fondo), il quadro disalimenta il motore. Mantiene un battente minimo per: evitare aspirazione aria, proteggere tenuta meccanica (raffreddamento), prevenire svuotamento tubazione mandata (colpo d'ariete al riavvio).
Cicli successivi: Il sistema riparte al raggiungimento nuovo livello START. In configurazione duty-standby alternata, il quadro alterna la pompa di servizio ad ogni ciclo per uniformare usura.

CARATTERISTICA	DETTAGLI
Tipo girante	Monocanale (robusta, bassa manutenzione), Bicanale (bilanciata), Vortex (anti-intasamento), Trituratore (fibre)
Passaggio libero	Monocanale/Bicanale: 50-100 mm \| Vortex: 50-70mm \| Trituratore: 10-30 mm
Potenza motore	1,5-15 kW (tipico impianti 1.000-10.000 AE). Oltre 15 kW per grandi impianti o elevate prevalenze
Prevalenza	5-25 m H₂O (funzione di dislivello + perdite carico tubazione)
Portata	10-200 m³/h per pompa singola. Sistemi multi-pompa: fino a 1.000+ m³/h totali
Velocità rotazione	1450 rpm (motore 4 poli, standard) o 2900 rpm (2 poli, alte portate/basse prevalenze)
Materiali corpo pompa	Ghisa GG25 (economica, reflui non aggressivi), Ghisa sferoidale GGG40 (resistenza meccanica), AISI 304 (aggressività chimica moderata), AISI 316 (ambiente marino/industriale corrosivo)
Materiale girante	Ghisa cromatura dura (abrasione), Acciaio inox AISI 316 (corrosione), Tecnopolimeri rinforzati (applicazioni speciali)
Tenuta albero	Tenuta meccanica doppia in camera olio (bagno lubrificante protegge carburi da abrasione). Sensore termo-igrometrico camera olio per rilevazione infiltrazioni
Classe isolamento motore	Classe F (155°C) standard o Classe H (180°C) per applicazioni gravose
Protezione motore	IP68 (immersione continua fino a 20m), PTC termistori avvolgimenti, relè termico quadro
Sistema installazione	Guide acciaio inox con piede d'appoggio automatico (accoppiamento rapido senza operatori in vasca) o Sospensione catena inox (installazione semplice ma meno stabile)
Rendimento globale	50-75% (inferiore a pompe convenzionali per compromessi passaggio solidi vs efficienza idraulica)

⚙️ Configurazioni Operative Multi-Pompa

Duty-Standby (1+1): 1 pompa lavoro + 1 riserva. Attivazione riserva su: guasto pompa principale (allarme termico, mancata rotazione) o livello alto-alto (incapacità pompa singola gestire portata di punta). Alternanza automatica settimanale per usura uniforme.
Duty-Duty-Standby (2+1): 2 pompe in parallelo dimensionate ciascuna per 60-75% portata massima. In portata media funziona 1 sola pompa (risparmio energetico). Seconda pompa parte su livello medio-alto. Terza pompa è riserva completa.
Parallel duty (N+N): Tutte le pompe identiche e tutte necessarie per portata di punta. Attivazione sequenziale su livelli crescenti (es. 4 pompe: START₁ a 80cm, START₂ a 100cm, START₃ a 120cm, START₄ a 140cm). Massima ridondanza ma costo elevato.
Controllo inverter (VFD): Pompa singola o master con inverter modula velocità 30-100% adattandosi continuamente alla portata in ingresso. Mantiene livello pozzetto costante riducendo cicli ON/OFF. Risparmio energetico 20-40% ma costo iniziale +30-50%.

⚠️ Problematiche Operative e Soluzioni

PROBLEMA	CAUSA	SOLUZIONE
Intasamento girante	Stracci, salviette, fibre avvolte su girante	Grigliatura efficace a monte, girante trituratore, sistema auto-pulizia inversione periodica
Surriscaldamento motore	Cicli ON/OFF troppo frequenti (>15/h), tensione bassa, sovraccarico	Aumentare volume utile pozzetto, verifica alimentazione elettrica, soft-starter per ridurre stress termico
Perdita tenuta meccanica	Usura fisiologica (3-5 anni), abrasione sabbie, marcia a secco	Monitoraggio camera olio (sensore), sostituzione programmata tenute, mai far funzionare senza battente minimo
Vibrazioni anomale	Girante sbilanciata (usura), cuscinetti usurati, installazione non stabile	Controllo periodico vibrazioni (analisi spettrale), sistema guida fisso vs sospensione catena
Cavitazione	NPSH disponibile insufficiente, battente aspirazione troppo basso, vortici in aspirazione	Aumentare battente minimo, antivortex su bocca aspirazione, riduzione perdite carico aspirazione

🔧 Manutenzione Programmata: Controllo trimestrale: assorbimento elettrico, vibrazioni, livello olio camera tenuta. Annuale: estrazione pompa per ispezione girante/voluta (usura), verifica gioco assiale albero, pulizia cavo elettrico. Ogni 3-5 anni: sostituzione tenuta meccanica. Vita attesa: 10-15 anni con manutenzione regolare.

12.4.2 Pompe di Ricircolo Fanghi

Funzione: Trasferimento del fango sedimentato dal fondo del sedimentatore secondario verso la vasca di ossidazione (ricircolo esterno) o verso il comparto anossico (ricircolo miscela aerata).

Portata ricircolo esterno	50-150% portata influente (tipico 75-100%)
Portata ricircolo miscela	100-400% portata influente (tipico 200-300%)
Tipo pompa	Sommersa monocanale o coclea sommersa (Archimede)
Prevalenza richiesta	1-4 m H₂O (bassa prevalenza, alta portata)
Controllo portata	Inverter, valvola modulante, cicli ON/OFF temporizzati

⚠️ Criticità: L'interruzione del ricircolo miscela aerata per >6h causa collasso efficienza denitrificazione (da 70-90% a <10%) con possibile superamento limiti normativi entro 18-24h. Essenziale sistema ridondante (doppia pompa) e allarme guasto.

12.5 Sistemi di Diffusione Ossigeno

🫧 Funzione e Importanza

Il sistema di aerazione fornisce l'ossigeno necessario al metabolismo aerobico dei batteri per degradare la sostanza organica e nitrificare l'ammonio. Rappresenta il 50-70% del consumo energetico totale dell'impianto.

12.5.1 Diffusori a Bolle Fini

Principio: Membrane microporose (pori 1-3 mm) installate sul fondo della vasca generano bolle finissime (Ø 2-5 mm) con elevata superficie di scambio ossigeno/acqua.

📊 Tipologie Diffusori

TIPO	GEOMETRIA	SOTE (% O₂/m)	APPLICAZIONE
Diffusori a disco	Ø 180-350 mm, membrana EPDM/silicone	22-28%	Standard impianti civili
Diffusori a piastra	300×300 mm, 400×400 mm	20-26%	Vasche rettangolari strette
Diffusori tubolari	L = 0,5-2,0 m, Ø 50-70 mm	18-24%	Grandi vasche

💡 Efficienza Energetica: Diffusori a bolle fini hanno SOTE = 22-32% contro 8-15% dei diffusori a bolle grossolane, con riduzione consumo energetico del 40-60%.

12.5.2 Aeratori Meccanici Superficiali

Principio: Rotore immerso parzialmente che agita violentemente la superficie creando spray e gocce con elevato rapporto superficie/volume per scambio ossigeno.

⚠️ Svantaggi: Efficienza energetica inferiore del 30-50% rispetto a diffusori a bolle fini, problemi aerosol e odori. Preferiti solo per retrofit o quando il mescolamento è prioritario.

12.6 Sistemi di Produzione e Compressione Aria

🔧 Compressori d'Aria

I compressori forniscono aria compressa ai diffusori sommersi. La scelta della tipologia dipende da portata richiesta, regime operativo, efficienza energetica e costi di manutenzione.

12.6.1 Soffianti Volumetriche a Lobi (Roots)

Portata	50-5.000 Nm³/h
Rendimento	65-75%
Vantaggi	Basso costo iniziale, semplicità
Svantaggi	Rumorosità (85-95 dB), consumi elevati
Applicabilità	Piccoli-medi impianti (<10.000 AE)

12.6.2 Compressori a Vite (Screw Compressors)

⚙️ Principio di Funzionamento Dettagliato

Meccanismo operativo: I compressori a vite utilizzano due rotori elicoidali (maschio e femmina) che ruotano in camere sincronizzate. Il rotore maschio ha tipicamente 4 lobi convessi, mentre il rotore femmina ha 6 concavità che si ingranano perfettamente. La rotazione progressiva dei rotori comprime l'aria in modo continuo e uniforme.

🔄 Ciclo di Compressione Continuo

Aspirazione aria (Fase 1 - 0-120°): L'aria ambiente entra attraverso il filtro aspirazione (efficienza 99,5% particelle >5μm) e la valvola di aspirazione. I rotori iniziano a ruotare creando una camera di volume crescente tra i lobi. La depressione generata (tipicamente -50 a -150 mbar) richiama aria atmosferica che riempie progressivamente lo spazio tra i rotori.
Trasporto e inizio compressione (Fase 2 - 120-240°): Man mano che i rotori continuano a ruotare, la camera d'aria rimane isolata dall'aspirazione. Il volume della camera inizia a ridursi progressivamente mentre l'aria viene trasportata lungo l'asse del rotore verso la mandata. In questa fase non c'è ancora significativa compressione, solo trasporto.
Compressione progressiva (Fase 3 - 240-340°): L'ingranamento progressivo dei lobi riduce il volume della camera intrappolata. Il rapporto di compressione (Vi) è determinato geometricamente dal "built-in volume ratio" dei rotori (tipicamente Vi = 2,5-4,5 per applicazioni a bassa pressione come aerazione fanghi attivi). L'aria si comprime progressivamente da 1 bar assoluto a 1,5-1,8 bar assoluto.
Scarico aria compressa (Fase 4 - 340-360°): Quando la camera raggiunge il punto di scarico, si apre la comunicazione con la mandata. L'aria compressa viene espulsa nella tubazione di mandata. Se il Vi dei rotori è ottimizzato per la pressione di lavoro, lo scarico avviene senza sovra-compressione o sotto-compressione (massima efficienza).
Raffreddamento continuo: Durante tutto il ciclo, nei compressori oil-free, l'aria viene raffreddata per iniezione diretta acqua nebulizzata nella camera di compressione oppure tramite scambiatori intermedi aria-aria o aria-acqua. Questo riduce la temperatura finale dell'aria da 180-220°C (compressione adiabatica) a 40-60°C, aumentando efficienza e densità aria compressa.
Post-trattamento aria: L'aria in uscita passa attraverso: - Separatore olio/acqua (rimuove condensa e eventuali tracce lubrificante) - Refrigeratore finale (aftercooler): abbassa temperatura a 25-35°C - Separatore condensa: rimuove 80-90% umidità condensata - Valvola ritegno: previene contro-flusso in arresto

📐 Parametri Costruttivi e Prestazionali

PARAMETRO	VALORE TIPICO	NOTE TECNICHE
Principio funzionamento	2 rotori elicoidali (4+6 lobi) ingranati, compressione progressiva volumetrica	Compressione continua vs pulsante (Roots). Riduce vibrazioni e rumorosità
Portata volumetrica (FAD)	100-20.000 Nm³/h	Impianto 5.000 AE: ~500 Nm³/h \| 10.000 AE: ~1.000 Nm³/h \| 50.000 AE: ~5.000 Nm³/h
Pressione max di lavoro	800-1.200 mbar (0,8-1,2 bar sovrapressione)	Per aerazione fanghi attivi: tipico 400-700 mbar (funzione profondità diffusori + perdite carico)
Velocità rotazione rotori	1.500-3.600 rpm (diretta) o 15.000-40.000 rpm (alta velocità con moltiplicatore)	Bassa velocità: maggiore affidabilità. Alta velocità: compattezza ma usura maggiore
Rendimento isoentropico	80-88% (oil-free con VFD)	80-82% modelli base \| 84-86% modelli premium \| 86-88% con inverter ottimizzato
Potenza assorbita specifica	0,18-0,22 kWh/Nm³ (a 500 mbar)	Vs 0,24-0,30 kWh/Nm³ per Roots → risparmio 25-35%
Temperatura aria mandata	40-70°C (con aftercooler 25-35°C)	Refrigerazione essenziale per preservare diffusori membrane EPDM (T max 60°C)
Livello rumorosità	65-75 dB(A) a 1 metro	Cabina insonorizzata riduce a 50-60 dB(A) all'esterno. Molto più silenziosi di Roots (85-95 dB)
Turndown ratio (modulazione)	1:3 (on/off) o 1:10 (con inverter VFD)	Inverter permette modulazione 30-100% capacità mantenendo alta efficienza
Vita utile	60.000-100.000 ore (20-25 anni)	Con manutenzione regolare. Revisione maggiore a 40.000-60.000h
Intervallo manutenzione	Filtri: 2.000-4.000h \| Cuscinetti: 20.000-40.000h \| Rotori: 60.000-80.000h	Manutenzione molto ridotta vs Roots (cambio olio ogni 1.000-2.000h)

✅ Vantaggi Compressori a Vite vs Soffianti Roots

Efficienza energetica superiore: Consumo specifico 0,18-0,22 kWh/Nm³ vs 0,24-0,30 Roots → risparmio 25-35% energia elettrica. In un impianto 10.000 AE (consumo 350 kW per aerazione, 7.500 h/anno), il risparmio annuo è di €18.000-28.000 (a 0,15-0,18 €/kWh)
Silenziosità: 65-75 dB(A) vs 85-95 dB(A) Roots. Eliminano necessità cabine anti-rumore complesse o permettono installazione indoor senza disturbo
Lunga vita operativa: 60.000-100.000 ore vs 40.000-60.000 Roots. Minore frequenza sostituzioni riduce costi ciclo vita
Manutenzione ridotta: Assenza cambi olio frequenti (oil-free). Manutenzione ordinaria ogni 8.000-12.000h vs 1.000-2.000h Roots
Qualità aria superiore: Aria oil-free (classe 0 ISO 8573-1) essenziale per evitare contaminazione diffusori membrane
Modulazione precisa con inverter: Adattamento continuo portata 30-100% con efficienza costante. Roots hanno efficienza crollo sotto 70% capacità
Vibrazione minime: Compressione continua vs pulsante. Fondazioni meno massive, installazione semplificata

⚠️ Svantaggi e Considerazioni

Costo iniziale elevato: €25.000-180.000 vs €15.000-120.000 Roots (stesso modello). Sovrapprezzo +40-60% ammortizzato in 3-5 anni da risparmio energetico
Complessità tecnologica: Sistema di controllo avanzato richiede personale qualificato per diagnostica guasti. Roots sono più semplici e "robusti"
Sensibilità qualità aria aspirazione: Polveri abrasive danneggiano rotori oil-free. Essenziale filtrazione efficiente e sostituzione regolare filtri
Costi ricambi maggiorati: Rotori di precisione costano €8.000-40.000 (ricondizionamento/sostituzione) vs €3.000-15.000 lobi Roots
Dipendenza da fornitori specializzati: Manutenzione straordinaria richiede tecnici certificati costruttore. Roots hanno ricambi universali

💰 Analisi Costo Ciclo Vita (Life Cycle Cost - LCC)

Caso studio: Impianto 10.000 AE con 1.000 Nm³/h @ 600 mbar, 7.500 h/anno funzionamento

VOCE	ROOTS 3 LOBI	VITE OIL-FREE	DELTA
Investimento iniziale	€45.000	€75.000	+€30.000
Consumo energia (€/anno)	€33.750 (225 kW × 7.500h × €0,02/kWh)	€24.188 (161 kW × 7.500h × €0,02/kWh)	-€9.562/anno
Manutenzione (€/anno)	€3.200	€1.800	-€1.400/anno
Costo totale 10 anni	€414.500	€334.880	-€79.620 (19%)
Payback period	-	2,7 anni	ROI 37%/anno dopo payback

12.6.3 Turbocompressori ad Alta Velocità

Tecnologia emergente: Compressori centrifughi con motori a levitazione magnetica attiva (senza cuscinetti) che ruotano a 15.000-80.000 rpm. Efficienza 88-92%.

12.7 Carroponte Raschiatore per Sedimentatori Secondari

🔄 Funzione e Importanza nel Processo

Il carroponte raschiatore (o ponte mobile) è l'apparecchiatura meccanica installata permanentemente nel sedimentatore secondario con le funzioni essenziali di:

Raccolta fanghi sedimentati: Lame raschianti di fondo convogliano i fanghi sedimentati verso la tramoggia centrale di estrazione, evitando accumuli e garantendo concentrazione uniforme
Rottura schiume superficiali: Bracci sommergibili o skimmer rimuovono schiume, materiali galleggianti e eventuali flocculi risalenti, scaricandoli in pozzetto dedicato
Omogeneizzazione manto fanghi: Il movimento continuo previene la formazione di zone morte e canali preferenziali, mantenendo distribuzione uniforme dei solidi
Prevenzione setticizzazione: Il movimento regolare impedisce la permanenza prolungata di fango in condizioni anaerobiche che causerebbero produzione H₂S e risalita per denitrificazione spontanea

⚠️ Criticità Operativa: Un guasto prolungato (>4-6 ore) del carroponte raschiatore causa rapido accumulo di fango sul fondo con possibili conseguenze gravi:

Riduzione volume utile sedimentazione → peggioramento qualità effluente
Setticizzazione fango accumulato → produzione H₂S e denitrificazione spontanea
Rising (risalita fango) → torbidità effluente, superamento limiti SST
Necessità svuotamento e pulizia straordinaria sedimentatore (fuori servizio 12-48h)

12.7.1 Classificazione per Geometria Sedimentatore

La tipologia di carroponte raschiatore dipende principalmente dalla geometria del sedimentatore secondario (circolare o rettangolare) e dalle dimensioni dell'impianto.

12.7.2 Carroponte Raschiatore Circolare a Trazione Periferica

⚙️ Principio di Funzionamento

Il ponte raschiatore circolare a trazione periferica è costituito da una o due travi radiali (bracci) che ruotano attorno a un perno centrale fisso. Il motoriduttore è installato sulla passerella perimetrale del sedimentatore e trasmette il moto rotatorio al ponte tramite ruote motrici che scorrono su una pista metallica circolare (corona di rotolamento) fissata al bordo della vasca.

🔄 Sequenza Operativa Continua

Alimentazione miscela aerata: La miscela aerata in arrivo dalla vasca di ossidazione viene immessa al centro del sedimentatore tramite tubo di alimentazione centrale. Un deflettore cilindrico (o campana di tranquillizzazione) distribuisce uniformemente il flusso radialmente verso l'esterno, riducendo la velocità da 0,3-0,5 m/s a <0,05 m/s.
Sedimentazione radiale: I flocculi di fango sedimentano progressivamente mentre il refluo si muove radialmente dal centro verso la periferia. La velocità ascensionale superficiale è tipicamente 0,6-1,2 m/h (0,8-1,0 m/h ottimale).
Rotazione ponte: Il ponte ruota lentamente (0,5-2,0 giri/ora) attorno al perno centrale. Durante la rotazione, le lame raschianti di fondo (tipicamente 2-6 lame per raggio, inclinate 5-15° rispetto al piano orizzontale) spingono il fango sedimentato verso il centro.
Raccolta fango: Il fango accumulato nella tramoggia centrale (tipicamente conica con angolo >45° per evitare accumuli) viene estratto per gravità o mediante pompe di ricircolo.
Scarico effluente: Il refluo chiarificato defluisce per gravità sopra lo stramazzo perimetrale (tipicamente a lama Thomson o rettangolare con denti antivortice) e viene raccolto nel canale di raccolta per lo scarico finale.
Rimozione schiume: Un braccio skimmer (o pettine superficiale) montato sulla trave radiale rimuove schiume e materiali galleggianti presenti sulla superficie, convogliandoli verso un pozzetto di raccolta posizionato sulla passerella perimetrale.

📐 Parametri Progettuali e Dimensionamento

PARAMETRO	VALORE TIPICO	NOTE PROGETTUALI
Diametro sedimentatore	8-45 m	Impianti piccoli 8-15 m, medi 15-30 m, grandi 30-45 m
Altezza utile acqua (sidewater depth)	3,0-4,5 m	Maggiore per fanghi a bassa sedimentabilità (SVI > 150)
Velocità rotazione	0,5-2,0 giri/h	Tipico 1-1,5 giri/h. Maggiore per fanghi difficili o diametri grandi
Velocità tangenziale periferica	1,5-3,5 m/min	Deve rimanere <4 m/min per evitare risospensione fango
Potenza motoriduttore	0,25-5,0 kW	Ø 10m: 0,37kW \| Ø 20m: 0,75kW \| Ø 30m: 1,5kW \| Ø 40m: 2,2-3,0kW
Numero lame raschianti	2-6 per raggio	Configurazione tipica: 4 lame principali + 2 ausiliarie
Altezza lama da fondo	20-50 mm	Regolabile tramite pattini in UHMWPE (ultra-high molecular weight polyethylene)
Inclinazione lame	5-15° rispetto orizzontale	Favorisce convogliamento fango senza eccessiva resistenza
Materiale costruzione trave	Acciaio S275 zincato a caldo o AISI 304	AISI 316 per ambienti corrosivi (marino, industriale)
Carico verticale perno centrale	5-50 tonnellate	Cuscinetti reggispinta assiali dimensionati per vita utile >15 anni

✅ Vantaggi Trazione Periferica

Coppia elevata disponibile: Motoriduttore su corona permette elevate coppie motrici anche con potenze ridotte
Accessibilità manutenzione: Motoriduttore su passerella perimetrale facilmente accessibile senza svuotare vasca
Affidabilità meccanica: Sistema consolidato con minor sollecitazione perno centrale (solo carico radiale, non torsione)
Adattabilità: Possibilità inversione rotazione per sbloccare eventuali inceppamenti
Costo contenuto: Soluzione standard, costi 15-30% inferiori rispetto a trazione centrale per Ø > 20m

⚠️ Svantaggi e Limitazioni

Ingombro passerella: Necessaria passerella perimetrale per alloggiare motoriduttore e guida rotolamento
Usura corona di rotolamento: Pista metallica soggetta a usura (verifica periodica planarità, sostituzione ogni 15-25 anni)
Flessione trave: Per diametri >35m necessarie travi di irrigidimento intermedie per limitare flessioni
Complessità installazione: Allineamento critico tra perno centrale, trave e corona periferica

12.7.3 Carroponte Raschiatore Circolare a Trazione Centrale

⚙️ Principio di Funzionamento

Nel sistema a trazione centrale, il motoriduttore è installato su una piattaforma fissa centrale (torre centrale o gabbia di trazione) posizionata al centro del sedimentatore. La trave radiale è collegata solidalmente all'albero di trasmissione verticale motorizzato, eliminando la necessità di corona periferica e passerella motrice.

CARATTERISTICA	DETTAGLI
Campo applicazione diametri	5-25 m (ottimale 8-18 m)
Potenza motoriduttore	0,18-2,2 kW (inferiore a trazione periferica per assenza attriti corona)
Velocità rotazione	1,0-3,0 giri/h (maggiore rispetto periferica)
Struttura trave	Singola trave radiale o doppia trave diametrale (attraversa centro)
Supporto periferico	Ruote folli su guida circolare (non motrici) o sistema autoflottante senza contatto

✅ Vantaggi Trazione Centrale

Eliminazione passerella motrice perimetrale (riduzione costi 10-15%)
Assenza usura corona di rotolamento
Minore potenza richiesta (attriti ridotti)
Simmetria perfetta sistema (trave bilanciata sul centro)
Facilità retrofit in sedimentatori esistenti senza passerella

⚠️ Svantaggi e Limitazioni

Limitato a diametri piccoli-medi (<25m) per limiti coppia albero centrale
Manutenzione motoriduttore richiede accesso torre centrale (ponteggio o svuotamento parziale)
Maggiore sollecitazione torsionale perno/albero centrale
Torre centrale può creare zone morte idrauliche se mal progettata

12.7.4 Carroponte Raschiatore per Sedimentatori Rettangolari

⚙️ Principio di Funzionamento

I sedimentatori rettangolari richiedono carroponti traslanti longitudinali costituiti da una o più travi trasversali montate su carrelli motorizzati che scorrono su rotaie fissate ai bordi longitudinali della vasca. Le lame raschianti sono montate sulla/e trave/i trasversale/i e raschiano il fondo durante la traslazione avanti-indietro.

🔄 Tipologie per Modalità Traslazione

TIPO	FUNZIONAMENTO	APPLICAZIONE
A catena sommersa (Chain and Flight)	Catene continue su pulegge di rinvio alle estremità. Palette raschianti fissate a intervalli regolari (0,5-1,5m). Movimento continuo unidirezionale 0,3-1,0 m/min	Piccoli impianti (<2.000 AE), vasche poco profonde (H < 3m), economico e robusto
A trave mobile traslante	Ponte trasversale motorizzato con carrelli su rotaie. Movimento alternativo: avanti con lame abbassate (raschiatura), indietro con lame sollevate. Ciclo tipico: 8-15 min andata + 3-5 min ritorno	Medi-grandi impianti (>2.000 AE), vasche profonde (H > 3m), versatile
A coclea longitudinale	Coclee rotanti (Ø 200-400mm) montate longitudinalmente sul fondo. Movimento rotatorio continuo trasporta fango verso tramoggia finale	Vasche lunghe e strette (L/W > 6:1), configurazione tipo canale, specifico per sedimentazione lamellare

📐 Parametri Dimensionali Trave Mobile Traslante

Lunghezza vasca (L)	10-60 m (tipico 20-40 m)
Larghezza vasca (W)	3-10 m per canale singolo, fino a 25m per vasche multiple parallele
Profondità utile (H)	3,0-5,0 m
Velocità traslazione andata	0,6-1,5 m/min (lame abbassate in raschiatura)
Velocità traslazione ritorno	2-4 m/min (lame sollevate, corsa rapida)
Ciclo completo	15-30 minuti (andata + ritorno)
Potenza motoriduttore traslazione	0,75-5,5 kW (funzione di L, W e profondità)
Potenza sollevamento lame	0,25-1,5 kW (sistema idraulico o elettromeccanico)
Numero lame trasversali	1-4 (tipico 2-3 lame distribuite sulla lunghezza ponte)

✅ Vantaggi Sedimentatori Rettangolari

Modularità: possibilità più canali paralleli per ridondanza e flessibilità operativa
Efficienza idraulica superiore: flusso a pistone riduce cortocircuiti idraulici
Facilità ampliamenti: aggiunta nuovi canali senza interferire con esistenti
Ottimale per portate molto variabili: possibilità escludere canali in bassa portata
Integrazione con sedimentazione lamellare facilitata

⚠️ Svantaggi e Criticità

Ingombro planimetrico maggiore rispetto a circolari (rapporto superficie/volume sfavorevole)
Costi costruzione civile superiori (maggior perimetro pareti, fondazioni più complesse)
Usura rotaie e carrelli (manutenzione periodica critica ogni 5-8 anni)
Movimentazione alternativa: sollecitazioni cicliche su motoriduttori e giunti
Necessità sincronizzazione perfetta tra carrelli per evitare disallineamenti trave

12.7.5 Sistemi Ausiliari e Dispositivi di Sicurezza

DISPOSITIVO	FUNZIONE	CRITICITÀ
Rilevatore sovraccarico (torque limiter)	Sensore di coppia motore. Arresto automatico se coppia > 150-200% nominale. Protezione da: blocchi meccanici, accumuli fango eccessivi, oggetti incastrati	Taratura critica: soglia troppo bassa → falsi allarmi, troppo alta → rotture
Sistema inversione automatica	In caso sovraccarico, inverte rotazione per 30-60s per liberare blocco. Dopo 3-5 tentativi senza successo → allarme e arresto	Efficace per oggetti incastrati, inefficace per guasti meccanici strutturali
Perni di sicurezza (shear pins)	Perni calibrati che si rompono a coppia predefinita proteggendo motoriduttore e trasmissione. Richiedono sostituzione manuale dopo rottura	Costo ricambio basso ma impianto fermo fino a sostituzione (15-60 min)
Sensore posizione angolare/lineare	Encoder o potenziometro monitora posizione ponte. Consente diagnostica: velocità effettiva, posizione bloccaggio, sincronizzazione carrelli (rettangolari)	Richiede collegamento SCADA per sfruttare appieno potenzialità
Skimmer superficiale motorizzato	Braccio sommergibile (profondità regolabile 50-200mm) con lama o pettine che rimuove schiume/galleggianti. Scarico in pozzetto dedicato	Intasamento frequente con schiume dense → necessità lavaggio settimanale
Sistema lavaggio lame	Ugelli spray (pressione 3-6 bar) installati sulla trave. Ciclo automatico ogni 2-6 ore per rimuovere incrostazioni e materiale fibroso aderente	Consumo acqua 50-200 L/ciclo. Intasamento ugelli con acqua dura
Passerella d'ispezione	Passerella metallica fissa o mobile sulla trave per accesso manutenzione. Obbligatoria per sedimentatori Ø > 15m o L > 20m (D.Lgs 81/2008)	Carico aggiuntivo su trave. Necessaria parapetto conforme (H=1100mm)

⚠️ Normativa Sicurezza: Carroponti raschiatori sono soggetti a D.Lgs 81/2008 (Sicurezza lavoro), UNI EN 12255-6 (Impianti depurazione - Sedimentatori) e Direttiva Macchine 2006/42/CE. Obbligatorie verifiche periodiche: semestrale visiva, annuale funzionale completa, quinquennale strutturale con prove carico.

12.8 Sonde di Misurazione e Controllo

📡 Funzione

Monitoraggio continuo parametri processo, ottimizzazione automatica, rilevazione precoce anomalie. Fondamentale per impianti >5.000 AE.

12.8.1 Sonda Ossigeno Disciolto (OD)

TECNOLOGIA	CARATTERISTICHE
Elettrochimica	Basso costo, calibrazione settimanale
Ottica (luminescenza)	Stabilità elevata, calibrazione 3-6 mesi

12.8.2 Sonde Nutrienti (NH₄⁺, NO₃⁻)

Monitoraggio nitrificazione/denitrificazione, ottimizzazione ricircoli. Calibrazione settimanale richiesta.

12.8.3 Sonda Solidi Sospesi (MLSS)

Regolazione spurgo fanghi, monitoraggio manto sedimentatore. Range 0-15 g/L.

12.9 Trattamento Fanghi di Smaltimento

♻️ Obiettivi

Ridurre volume, stabilizzare sostanza organica, migliorare igienizzazione, ridurre costi smaltimento.

12.9.1 Ispessitori Gravitazionali

Vasca circolare, HRT 12-24h. Da 0,8-1,2% SS a 2,5-4,0% SS. Impianti >1.000 AE.

12.9.2 Nastropressa

Secco finale 18-25% SS. Consumo 3-8 kWh/t SS. Soluzione più diffusa per impianti 2.000-50.000 AE.

12.9.3 Centrifuga Decanter

Secco finale 22-28% SS. Consumo 25-45 kWh/t SS. Grandi impianti (>20.000 AE).

💰 Confronto: Nastropresse: 40.000-150.000 € + 15-25 €/t. Centrifughe: 80.000-350.000 € + 30-50 €/t.

📊 TABELLA RIEPILOGATIVA APPARECCHIATURE

APPARECCHIATURA	FUNZIONE	POTENZA	MANUTENZIONE
Griglie automatiche	Rimozione solidi grossolani	0,37-3,0 kW	Mensile: ingrassaggio
Pompe sollevamento	Sollevamento reflui	1,5-15 kW/pompa	Annuale: tenute
Compressori aria	Aerazione biologica	15-200 kW	Mensile: filtri
Diffusori bolle fini	Trasferimento ossigeno	Passivi	8-12 anni: membrane
Sonde processo	Monitoraggio	5-20 W/sonda	Settimanale: calibrazione
Disidratazione fanghi	Riduzione volume	5-90 kW	Giornaliera/trimestrale

💡 Considerazioni Operative Generali

Ridondanza critica: Pompe sollevamento e ricircolo duplicate (duty-standby)
Efficienza energetica: Aerazione = 50-70% consumi. Compressori efficienti riducono costi 30-40%
Manutenzione predittiva: Monitoraggio vibrazione/temperatura anticipa guasti
Calibrazione strumentazione: Sonde calibrate settimanalmente/mensilmente
Formazione personale: Operatori formati su sicurezza ed emergenze
Telecontrollo: Sistemi SCADA per monitoraggio h24 e ottimizzazione

Punteggio	Classificazione	Stato del Processo	Azione Richiesta
90–100	🟢 ECCELLENTE	Tutti i comparti in condizioni ottimali	Monitoraggio routinario
75–89	🔵 BUONO	Processo stabile con lievi deviazioni	Controllo settimanale
60–74	🟡 ACCETTABILE	Uno o più comparti con criticità moderate	Monitoraggio ravvicinato, interventi preventivi
40–59	🟠 MEDIOCRE	Problemi significativi in multipli comparti	Interventi correttivi necessari per comparto
< 40	🔴 CRITICO	Condizioni critiche diffuse	Azioni urgenti multi-comparto

Pattern Osservato	Diagnosi Probabile	Intervento Prioritario
🫧 SCHIUME
Schiume persistenti (>6h) + Dense/viscose + Volume >10 cm + Colore scuro	Bulking da Nocardia	Clorazione RAS 5–10 mg/L, ridurre età fango a 15–20 giorni, rimozione meccanica, microscopia conferma
Schiume >20 cm spessore + Persistenti >12h + Colore nero/verde	Accumulo critico schiume	Rimozione urgente con skimmer, clorazione massiva 10–15 mg/L, spurgo aumentato 50–70%, indagine fonte tensioattivi
Schiume + Odore putrido/H₂S + Colore anomalo	Condizioni anaerobiche + Nocardia	Verificare aerazione urgente, OD >2,0 mg/L, clorazione RAS, pulizia meccanica
💩 FANGO ATTIVO
V30 >450 mL/L + Interfaccia diffusa + Surnatante torbido + Fiocchi filamentosi	Bulking filamentoso	Microscopia identificazione (Type 021N, Microthrix, Thiothrix), FeCl₃ 20–30 mg/L, OD 2,5–3,0 mg/L, clorazione selettiva
Fango nero/grigio + Odore H₂S marcato + Schiume putride	Condizioni anaerobiche vasca biologica	Verificare aeratori URGENTE, portare OD >2,5 mg/L entro 2h, H₂O₂ emergenza, ridurre carico organico
V30 <150 mL/L + Fiocchi pin-point/dispersi + Surnatante torbido + Sedimentazione lenta	Pin-point floc / Dispersione	Analisi nutrienti N-P (BOD:N:P=100:5:1), ridurre OD se >3,5 mg/L, aumentare età fango 15–20 giorni, trial polimero
Fango marrone chiaro + Sedimentazione lenta + Surnatante parzialmente torbido	Fango giovane / F/M elevato	Ridurre F/M a 0,10–0,25, aumentare età fango, ridurre carico 10–20% o aumentare volume/SSV
Fango viscoso/gelatinoso + Consistenza anomala	Bulking viscoso / Zoogloeal	Ridurre carico organico, verificare nutrienti, ridurre F/M, aumentare OD, controllare presenza EPS eccessivo
🔬 CONO IMHOFF / SEDIMENTABILITÀ
V30 200–350 mL/L + Interfaccia netta + Surnatante limpido + Sedimentazione rapida	Sedimentabilità ottimale	Continuare parametri operativi correnti, SVI target 80–150 mL/g raggiunto
V30 molto variabile + Test inconsistente	Instabilità processo / F/M variabile	Stabilizzare carico in ingresso, equalizzazione, controllo portate, monitoraggio MLSS giornaliero
Interfaccia diffusa + Particelle sospese surnatante + Lenta chiarificazione	Flocculazione inadeguata	Trial flocculante (FeCl₃ 15–25 mg/L o polimero), verificare pH, controllare mescolamento

Pattern Osservato	Diagnosi Probabile	Intervento Prioritario
Odore H₂S + Colore nero/grigio + Assenza bolle N₂	Condizioni anaerobiche	Verificare aeratori, aumentare ricircolo, ridurre TRH
Mescolamento scarso + Depositi + Bolle assenti	Sedimentazione nel comparto anossico	Aumentare velocità agitatori, verificare funzionalità mixer
Bolle eccessive + Fango galleggiante	Denitrificazione eccessiva	Ridurre TRH anossico, aumentare ricircolo nitrati
Colore uniforme + Bolle fini + Odore neutro	Denitrificazione ottimale	Continuare gestione corrente

Pattern Osservato	Diagnosi Probabile	Intervento Prioritario
Rising diffuso + Bolle aderenti al fango	Denitrificazione nel secondario	Aumentare RAS, ridurre TRH nel sedimentatore
Manto elevato + Effluente torbido + SST elevati	Sovraccarico idraulico	Aumentare RAS, verificare portata, ridurre carico
Schiume persistenti + Manto elevato	Età fango elevata + Nocardia	Aumentare spurgo, clorazione RAS, skimmer schiume
Effluente cristallino + Manto 30–50 cm + No rising	Sedimentazione ottimale	Continuare parametri operativi correnti
Effluente torbido + Interfaccia diffusa al cono	Bulking + Scarsa sedimentabilità	Protocollo anti-bulking (FeCl₃, OD, microscopia)

Abbreviazione	Nome Completo	Descrizione
MLSS	Mixed Liquor Suspended Solids	Solidi Sospesi Totali nel liquame misto (mg/L)
SSV / VSS	Solidi Sospesi Volatili / Volatile Suspended Solids	Frazione organica dei solidi sospesi (mg/L)
SVI	Sludge Volume Index	Indice Volumetrico del Fango (mL/g)
F/M	Food to Microorganism ratio	Rapporto Cibo/Microrganismi (kg BOD/kg SSV·d)
OD / DO	Ossigeno Disciolto / Dissolved Oxygen	Concentrazione ossigeno nel liquame (mg/L)
HRT	Hydraulic Retention Time	Tempo di Ritenzione Idraulico (ore)
SRT	Solids Retention Time (= Età Fango)	Tempo di Ritenzione dei Solidi (giorni)
RAS	Return Activated Sludge	Fango Attivo di Ricircolo
WAS	Waste Activated Sludge	Fango Attivo di Supero/Spurgo
MLR / IR / IRR	Mixed Liquor Recirculation / Internal Recycle / Internal Recirculation	Ricircolo Interno del liquame misto aerato (da ossidazione a denitrificazione)

Abbreviazione	Nome Completo	Descrizione
BOD₅	Biochemical Oxygen Demand (5 giorni)	Domanda Biochimica di Ossigeno a 5 giorni (mg/L)
COD	Chemical Oxygen Demand	Domanda Chimica di Ossigeno (mg/L)
TSS	Total Suspended Solids	Solidi Sospesi Totali (mg/L)
TDS	Total Dissolved Solids	Solidi Disciolti Totali (mg/L)
TKN	Total Kjeldahl Nitrogen	Azoto Kjeldahl Totale (N organico + NH₄⁺)
TN	Total Nitrogen	Azoto Totale (TKN + NO₂⁻ + NO₃⁻)
TP	Total Phosphorus	Fosforo Totale (mg/L)
V30	Volume sedimentato a 30 minuti	Volume fango al Cono Imhoff (mL/L)

Abbreviazione	Nome Completo	Descrizione
AOB	Ammonia Oxidizing Bacteria	Batteri Ossidanti l'Ammoniaca (Nitrosomonas)
NOB	Nitrite Oxidizing Bacteria	Batteri Ossidanti i Nitriti (Nitrobacter)
PAO	Polyphosphate Accumulating Organisms	Organismi Accumulatori di Polifosfati
GAO	Glycogen Accumulating Organisms	Organismi Accumulatori di Glicogeno
EPS	Extracellular Polymeric Substances	Sostanze Polimeriche Extracellulari

Simbolo	Nome Elemento	Fonte nel Refluo	Ruolo nel Processo
N	Azoto (Nitrogen)	Urine (urea), feci, proteine alimentari, scarichi industriali	Nutriente essenziale, ciclo nitrificazione/denitrificazione
P	Fosforo (Phosphorus)	Feci, urine, detergenti (polifosfati), alimenti	Nutriente essenziale, rimozione biologica fosforo
O / O₂	Ossigeno (Oxygen)	Aerazione meccanica, diffusori aria, ossigeno disciolto naturale	Respirazione aerobica, ossidazione sostanza organica
C	Carbonio (Carbon)	Feci, residui alimentari, carta igienica, grassi, oli, scarichi cucine	Base della sostanza organica, fonte energia
S	Zolfo (Sulfur)	Proteine (aminoacidi solforati), detergenti, solfati industriali	Composti ridotti (H₂S) in condizioni anaerobiche
Fe	Ferro (Ferrum)	Dosaggio chimico (FeCl₃), corrosione tubazioni, acque di falda	Flocculante (FeCl₃), micronutriente
Cl	Cloro (Chlorine)	Urine (NaCl), sale da cucina, dosaggio ipoclorito, addolcitori acqua	Disinfezione, controllo filamentosi (clorazione selettiva)
Al	Alluminio (Aluminium)	Dosaggio chimico (solfato di alluminio), utensili cucina, imballaggi	Flocculante (Al₂(SO₄)₃), rimozione fosforo
Ca	Calcio (Calcium)	Durezza acqua potabile, urine, dosaggio calce, latte, latticini	Alcalinità, correzione pH, flocculazione
Mg	Magnesio (Magnesium)	Durezza acqua potabile, urine, alimenti (verdure, cereali)	Micronutriente essenziale

Formula	Nome Composto	Significato nel Processo
NH₃	Ammoniaca	Forma gassosa dell'azoto ammoniacale, tossica per pesci
NH₄⁺	Ione Ammonio	Forma ionica dell'azoto ammoniacale in soluzione
NO₂⁻	Nitrito	Intermedio della nitrificazione (tossico se accumula)
NO₃⁻	Nitrato	Prodotto finale nitrificazione, accettore elettroni denitrificazione
N₂	Azoto Molecolare	Gas prodotto dalla denitrificazione (bolle in zona anossica)
PO₄³⁻	Ortofosfato	Forma assimilabile del fosforo
H₂S	Acido Solfidrico	Gas tossico prodotto in condizioni anaerobiche (odore uova marce)
SO₄²⁻	Solfato	Forma ossidata dello zolfo, accettore elettroni in anaerobiosi
CO₂	Anidride Carbonica	Prodotto della respirazione aerobica, influenza pH
CH₄	Metano	Gas prodotto in condizioni strettamente anaerobiche
FeCl₃	Cloruro Ferrico	Flocculante per controllo bulking e rimozione fosforo
Al₂(SO₄)₃	Solfato di Alluminio	Flocculante alternativo per rimozione fosforo
Ca(OH)₂	Idrossido di Calcio (Calce)	Correzione pH, incremento alcalinità
NaClO	Ipoclorito di Sodio	Clorazione selettiva per controllo filamentosi

Grandezza	Unità	Simbolo	Note/Conversioni
Concentrazione	Milligrammi per Litro	mg/L	Equivalente a ppm (parti per milione) in acqua
Concentrazione	Grammi per Metro Cubo	g/m³	1 g/m³ = 1 mg/L
Portata	Metri Cubi al Giorno	m³/d	Portata idraulica giornaliera
Portata	Litri al Secondo	L/s	1 L/s = 86,4 m³/d
Volume	Millilitri per Litro	mL/L	Usato per V30 al Cono Imhoff
Indice Volumetrico	Millilitri per Grammo	mL/g	SVI = (V30 × 1000) / MLSS
Carico Organico	Kg BOD per Kg SSV al giorno	kg BOD/kg SSV·d	Rapporto F/M
Tempo	Giorni	d	Età fango (SRT)
Tempo	Ore	h	Tempo di ritenzione idraulico (HRT)
Temperatura	Gradi Celsius	°C	Temperatura operativa 12-30°C
pH	Unità pH	-	Scala logaritmica 0-14 (neutro = 7)
Potenziale Redox	Millivolt	mV	ORP: +200÷+500 mV (aerobico), <-100 mV (anaerobico)

Massima concentrazione di NO₃⁻	Nitrificazione completa nella vasca di ossidazione garantisce il massimo contenuto di nitrati
Massima aerazione residua	L'O₂ disciolto contribuisce al mescolamento iniziale nel comparto anossico
Biomassa più attiva	Popolazione microbica in fase di massima attività metabolica
Minore sedimentazione	Fango più fluido e facilmente pompabile rispetto a zone stagnanti

Aspirazione troppo superficiale	Rischio di ingresso schiume nel comparto anossico e formazione vortici
Aspirazione troppo profonda	Possibile aspirazione di materiale sedimentato e maggiore usura pompa
Prelievo a inizio ossidazione	Nitrificazione incompleta → bassa concentrazione NO₃⁻ ricircolati
Prelievo in zona morta	Fango stagnante con caratteristiche peggiori e maggiore sedimentazione

Motivo Tecnico	Spiegazione Dettagliata
🔵 Apporto controllato di nitrati	La miscela aerata ricircolata è ricca di NO₃⁻ (10-25 mg/L) prodotti dalla nitrificazione. Questi nitrati sono l'accettore finale di elettroni necessario per la denitrificazione nella vasca anossica
⚡ Massimizzazione efficienza DN	Il refluo in ingresso contiene ancora carbonio organico prontamente biodegradabile (rbCOD: 100-200 mg/L) che serve come donatore di elettroni. Il rapporto COD/NO₃⁻ ottimale (4-6:1) viene raggiunto miscelando ricircolo e influente
♻️ Controllo dell'età del fango	Il ricircolo della miscela mantiene una popolazione batterica attiva nella vasca anossica, con concentrazione MLSS adeguata (2500-3500 mg/L) per garantire velocità di denitrificazione elevate
🌡️ Riduzione consumo O₂	La riduzione dei nitrati nella vasca anossica diminuisce il carico di azoto che deve essere ossidato nuovamente nella vasca di ossidazione, riducendo il fabbisogno di ossigeno del 10-20%
📊 Rispetto rapporto Q_ric/Q_in	Per garantire efficienza di denitrificazione >70%, il rapporto di ricircolo deve essere 2-4 volte la portata in ingresso. Scaricando nella vasca anossica si sfrutta appieno questo flusso
🚫 Prevenzione shock aerobico	La miscela ricircolata contiene ancora ossigeno disciolto residuo (0,5-1,5 mg/L). Scaricandola nella vasca anossica, questo O₂ viene rapidamente consumato dal COD in ingresso senza compromettere le condizioni anossiche

Scarico in testa impianto	Effetto: Il ricircolo si diluisce con il refluo grezzo, perdendo concentrazione di NO₃⁻. La denitrificazione risulta inefficace. Conseguenza: Nitrati elevati in uscita, possibile superamento limiti allo scarico (N-NO₃⁻ > 20 mg/L)
Scarico nella vasca di ossidazione	Effetto: Creazione di un ricircolo interno inutile all'interno della stessa vasca aerata. Conseguenza: Assenza di denitrificazione, consumo energetico elevato, produzione eccessiva di fanghi
Assenza di ricircolo interno	Effetto: Mancato apporto di nitrati alla vasca anossica. Conseguenza: Denitrificazione limitata al solo COD endogeno (efficienza DN < 30%), nitrati elevati in uscita

Rapporto di ricircolo (α)	Q_ric/Q_in = 2-4 (200-400% della portata in ingresso)
Concentrazione NO₃⁻ nel ricircolo	10-25 mg/L (dipende dall'efficienza di nitrificazione)
DO residuo nel ricircolo	0,5-2,0 mg/L (consumato rapidamente nella vasca anossica)
Punto di scarico nella vasca anossica	Testa della vasca anossica, miscelato immediatamente con il refluo in ingresso
Velocità in tubazione	< 1 m/s per evitare deflocculazione della biomassa
Efficienza DN attesa	70-90% dei nitrati ricircolati con α = 3-4 e COD/NO₃⁻ > 4

Vantaggio	Spiegazione Tecnica
🔵 Massimizzazione denitrificazione	Il fango ricircolato porta con sé i nitrati adsorbiti durante la sedimentazione, che vengono immediatamente utilizzati dai batteri denitrificanti nel comparto anossico
⚡ Riduzione carico ossidazione	La rimozione preventiva di nitrati nel comparto anossico riduce il consumo di O₂ nella vasca aerata (risparmio energetico del 10-15%)
♻️ Recupero alcalinità	Ogni kg di NO₃⁻ ridotto produce 3,57 g di alcalinità come CaCO₃, aumentando il pH e la capacità tampone del sistema
🧬 Utilizzo COD endogeno	Il fango ricircolato contiene sostanza organica adsorbita e COD endogeno che funge da donatore di elettroni per la denitrificazione
🌊 Migliore fluidodinamica	Il flusso di ricircolo nel comparto anossico migliora il mescolamento senza introdurre ossigeno disciolto
📉 Prevenzione rising	Riduzione dei nitrati nel sistema diminuisce il rischio di denitrificazione nel sedimentatore (fenomeno di rising)

Svantaggi:	Mancato sfruttamento della denitrificazione endogena Maggiore consumo energetico per aerazione Maggiore produzione di fanghi di supero Rischio di rising nel sedimentatore finale
Quando accettabile:	Impianti molto piccoli (<500 AE) senza vincoli di azoto allo scarico Retrofitting di impianti esistenti con impossibilità strutturale di creare zona anossica

Rapporto di ricircolo tipico	50-100% della portata in ingresso (0,5Q - 1Q)
Concentrazione fango ricircolato	8.000-12.000 mg/L (2-3 volte MLSS vasca)
Punto di immissione nel comparto	Zona centrale del primo terzo della denitrificazione
Distanza dal fondo	0,5-1,0 m per favorire dispersione immediata
Protezione tubazione	Valvola di non ritorno e saracinesca di intercettazione

Posizione longitudinale	A 1/4 della lunghezza dall'ingresso del comparto (25% di L)
Posizione trasversale	A 1/4 della larghezza dalla parete laterale (25% di W)
Distanza dalle pareti	Minimo 1,0 m da qualsiasi parete per evitare zone morte
Orientamento flusso	Diagonale verso l'angolo opposto (circa 30° rispetto alla parete laterale)
Pattern di flusso	Circolazione elicoidale che copre l'intero volume della vasca

Posizione radiale	A 2/3 del raggio dalla parete verso il centro
Orientamento flusso	Tangenziale per creare moto rotatorio uniforme
Numero miscelatori	1 per diametro <10 m; 2-3 per diametro >10 m

Impianto Biologico a Fanghi Attivi

📑 Indice Completo dei Contenuti

🔬 1. Premessa: Il Processo Biologico a Fanghi Attivi

1.1 Introduzione al Sistema di Depurazione

📚 Cosa Rimuove l'Impianto

🎯 Sostanze Inquinanti Rimosse

⚙️ Come Funziona il Processo Biologico

🔵 FASE 1: Comparto di Denitrificazione (senza ossigeno)

🟢 FASE 2: Comparto di Ossidazione (con ossigeno)

📊 Parametri da Controllare all'Uscita

🔄 Differenza tra Linea Acque e Linea Fanghi

🌊 LINEA ACQUE

🟤 LINEA FANGHI

📊 Tabella Comparativa

🔗 Interconnessione tra le due linee

🎯 Gestione Operativa

🌊 Schema del Processo Depurativo Completo

1.2 Parametri Operativi Fondamentali

1.3 Il Fiocco di Fango: Struttura e Formazione

🧱 Composizione del Fiocco

🔬 Processo di Formazione del Fiocco

⚙️ Fattori che Influenzano la Formazione del Fiocco

1.4 Il Ruolo Cruciale dell'Ossigeno nella Formazione e Stabilità del Fiocco

1. L'Ossigeno Produce la "Colla" del Fiocco (EPS)

2. Batteri Flocculanti vs Batteri Filamentosi: Chi Vince?

3. Come l'Ossigeno si Distribuisce nel Fiocco

4. Regole Pratiche Operative

1.5 La Popolazione Microbica del Fango Attivo

🧫 Composizione Dettagliata della Biomassa

📊 Tabella Riepilogativa: Componenti del Fango Attivo

🔬 Composizione Visiva del Fiocco di Fango Attivo

1.6 Degradazione del Fango Attivo: Condizioni di Stress e Meccanismi di Sopravvivenza

🔄 Il Ciclo Vitale della Biomassa Batterica

⏳ Età del Fango (SRT - Sludge Retention Time)

⚗️ Il Concetto di "Equilibrio Dinamico"

⚠️ Conseguenze dell'Invecchiamento del Fango

📉 1.6.1 Carenza Alimentare - Respirazione Endogena

💨 1.6.2 Carenza di Ossigeno Disciolto

🧪 1.6.3 Presenza di Reflui Fenolici

⚖️ 1.6.4 Meccanismi Comparati di Sopravvivenza e Degradazione

🚨 1.6.5 Sintesi Operativa - Priorità di Intervento

📊 2. Parametri Operativi Fondamentali

2.1 MLSS - Solidi Sospesi nel Liquame Misto

2.2 SVI - Indice di Volume del Fango

2.3 F/M - Rapporto Cibo/Microrganismi

2.4 Età del Fango (SRT)

2.5 Ossigeno Disciolto (OD)

⏱️ Tempo Ottimale di Insufflazione Aria nel Comparto Ossidazione

🔵 Configurazione: Denitrificazione Separata + Ossidazione

🎯 Come Gestire Correttamente il Comparto di Ossidazione

1. Aerazione Continua ✅

2. Perché NON Fare Cicli ON/OFF ❌

🔧 Dove Ha Senso Giocare con Tempi e Cicli?

In Vasca di Denitrificazione:

Nel Controllo dell'Ossidazione:

🧷 Sintesi per Impianto con Denitrificazione e Ossidazione Separate

Problematica Reale negli Impianti

⚠️ Conseguenze del DO Troppo Elevato

🔬 Perché Succede (Meccanismo)

1️⃣ Soluzione MIGLIORE: Modulazione Vera del Compressore

2️⃣ Se Non Si Può Modulare: Intervento sulla Distribuzione Aria

Opzione A — Ridurre la Superficie Diffusori

Opzione B — Diffusori a Bassa Efficienza

3️⃣ Cicli ON/OFF Molto Brevi (Soluzione "Tampone")

4️⃣ Bypass di Aria a Cielo Aperto (Valvola a Perdere)

5️⃣ Aumentare la Miscelazione (Senza Aggiungere Ossigeno)

🟢 Soluzione Consigliata per Fango di Qualità

Opzioni in ordine di efficacia:

📋 Dati Necessari per Calcolo Preciso

2.6 Interdipendenza e Gerarchia dei Parametri Operativi

Livello 1: Parametri Primari di Controllo

Livello 2: Parametri Dipendenti Calcolati

Livello 3: Parametri Indicatori di Risposta

1. Catena del Controllo della Biomassa

2. Catena della Capacità Nitrificante

3. Catena della Sedimentabilità

Errore 1: Confondere Causa ed Effetto

Errore 2: Intervenire sul Parametro Sbagliato

Errore 3: Ignorare le Soglie Critiche

📊 2.7 Metodologia completa per la valutazione della sedimentabilità dei fanghi attivi e diagnosi precoce delle patologie

2️⃣ "SVI Compattato" (usando V_finale = 220 mL/L)

3️⃣ Rapporto V₃₀ / V_finale (Indice di Compattazione)

SVI_finale (220 mL/L)

Rapporto V₃₀/V_finale

Altezza Vasca (H)	Quota Asse Elica dal Fondo	Quota dal Pelo Libero
3,0 m	1,0 m	2,0 m
4,0 m	1,33 m	2,67 m
5,0 m	1,67 m	3,33 m
6,0 m	2,0 m	4,0 m

Configurazione	Angolo rispetto Orizzontale	Applicazione
✓ Configurazione Standard	5-10° verso il basso	Vasche profonde (>4 m) - Favorisce sollevamento fango dal fondo
Configurazione Orizzontale	0° (perfettamente orizzontale)	Vasche medie (3-4 m) - Massima spinta orizzontale
Configurazione Lievemente Verso l'Alto	5° verso l'alto	Vasche basse (<3 m) - Previene eccessivo sollevamento sedimento

Errore di Posizionamento	Conseguenza Operativa	Soluzione
Miscelatore troppo superficiale	Turbolenza superficie → Re-aerazione Sedimentazione fondo vasca OD > 0,5 mg/L (blocco denitrificazione)	Abbassare a H/3 e inclinare 5-8° verso basso
Miscelatore troppo profondo	Elevata turbolenza sul fondo Deflocculazione meccanica Scarso ricircolo superiore	Sollevare a H/3 e ridurre velocità rotazione
Miscelatore vicino parete	Formazione zona morta opposta Circolazione asimmetrica Gradiente concentrazione NO₃⁻	Centrare miscelatore o aggiungere secondo agitatore
Angolo eccessivo (>15°)	Perdita efficienza idraulica Flusso preferenziale verticale Scarsa copertura orizzontale	Regolare staffa supporto a 5-8° massimo

Parametro	Valore Tipico	Note
Potenza specifica	15-25 W/m³	Sufficiente per mantenere MLSS 3000-4000 mg/L in sospensione
Velocità periferica elica	3-4 m/s	Bilanciamento tra efficienza e stress meccanico sui fiocchi
Gradiente velocità (G)	40-70 s⁻¹	Mescolamento completo senza deflocculazione
Numero giri (n)	30-60 rpm	Dipende dal diametro elica (D): n·D ~ 2-3 m/s
Diametro elica (D)	0,4-1,2 m	D ≈ 1/3 - 1/4 della larghezza vasca
Materiale costruzione	Acciaio inox AISI 316L o rivestito	Resistenza corrosione ambiente anossico + H₂S
Sistema di sollevamento	Guide o braccio girevole	Necessario per manutenzione periodica senza svuotare vasca
Protezione motore	IP68 (sommergibile)	O motore in superficie con asse di trasmissione sigillato

BOD₅	10-40 mg/L (molto bassa rispetto refluo: 200-400 mg/L)
COD	30-100 mg/L (diluita 3-5 volte rispetto refluo)
SST	50-300 mg/L (variabile, dipende da dilavamento superfici)
Azoto totale (TN)	1-5 mg/L (molto bassa)
Fosforo (P-tot)	0,1-1 mg/L (tracce)
Temperatura	Variabile stagionale (5-25°C)

Condizione	Portata Tipica	Coefficiente Moltiplicativo
Tempo secco	Q_media = Portata di progetto	1,0×
Pioggia leggera	1,5-2× Q_media	1,5-2,0×
Pioggia moderata	3-5× Q_media	3,0-5,0×
Pioggia intensa	5-10× Q_media	5,0-10,0×

Fenomeno	Meccanismo	Conseguenze
1. Diluizione Substrato	L'acqua piovana abbassa la concentrazione di BOD, COD e nutrienti nel liquame	↓ F/M drasticamente Batteri in fase endogena Ridotta produzione energia
2. Riduzione Età Fango Apparente	Aumento portata = aumento fango scaricato con effluente (washout)	Perdita biomassa nitrificante ↓ MLSS in vasca ↑ Torbidità effluente
3. Shock Termico	Acqua piovana più fredda (inverno) o calda (estate) rispetto al refluo	Stress metabolico ↓ Velocità reazioni enzimatiche Possibile schiuma da lisi
4. Sovraccarico Idraulico Sedimentatore	Velocità ascensionale nel sedimentatore supera capacità sedimentazione fango	Pin-floc in uscita ↑ SST effluente finale Possibile bulking idraulico
5. Interruzione Denitrificazione	Bassa concentrazione COD + basso HRT → insufficiente C-source	Accumulo NO₃⁻ non ridotti ↑ Azoto totale allo scarico Possibile rising post-evento
6. Ingresso Sostanze Tossiche	Dilavamento stradale porta metalli pesanti, idrocarburi, microplastiche	Inibizione enzimatica Possibile tossicità acuta Formazione schiume anomale

1. Diluizione Carichi di Shock	Se presente scarico industriale tossico o carico organico anomalo, l'acqua piovana diluisce questi picchi riducendo l'effetto inibitorio sulla biomassa
2. Lavaggio Sistema Fognario	Il flusso elevato pulisce depositi nella rete fognaria evitando fenomeni settici e produzione H₂S
3. Apporto Ossigeno	Acqua piovana ha OD ~ 8-10 mg/L → contributo di ossigeno se miscelata con refluo (effetto marginale)
4. Raffreddamento Estivo	In estate con refluo >25°C, acqua piovana più fredda può abbassare temperatura migliorando solubilità O₂

Aerazione	Ridurre intensità al 50-60% Motivazione: Minor carico organico → minor domanda O₂ Risparmio energetico + riduzione stress biomassa
Ricircolo Fanghi	Aumentare al 100-150% (da 50-75% standard) Motivazione: Contrastare washout e mantenere MLSS in vasca
Ricircolo Miscela Aerata	Ridurre al 150-200% (da 300-400% standard) Motivazione: Minor produzione NO₃⁻ + risparmio energetico
Spurgo Fanghi	SOSPENDERE completamente Motivazione: Evitare ulteriore perdita di biomassa già soggetta a washout
Monitoraggio Parametri	Aumentare frequenza controlli OD ogni 2h, V30 ogni 4h, controllo visivo continuo effluente

Soluzione	Descrizione	Efficacia
Vasca di prima pioggia	Accumulo separato dei primi 5 mm di pioggia (più inquinati) con trattamento differito dopo l'evento	Alta Riduce carico inquinanti senza sovraccarico idraulico
Vasca di laminazione	Volume di accumulo temporaneo che rilascia portata costante all'impianto (Q_max = 2-3× Q_media)	Molto Alta Elimina picchi idraulici, mantiene HRT costante
Separazione reti fognarie	Rete nera (reflui) separata da rete bianca (meteoriche) con scarico diretto acque piovane	Totale Soluzione definitiva ma molto costosa (retrofit difficile)
Sovradimensionamento biologico	Volume vasche +30-50% rispetto a calcolo tempo secco per assorbire diluizioni	Media Aumenta resilienza ma non elimina problemi sedimentatore
Bypass emergenziale	Scarico controllato di portate eccessive oltre 5× Q_media bypassando trattamento biologico	Bassa Protegge impianto ma scarica refluo non trattato (solo in emergenza)