Nel funzionamento quotidiano di un impianto di depurazione, il sistema a fanghi attivi è una componente piuttosto “delicata”. Anche un leggero sovraccarico di acque reflue può facilmente causarne il malfunzionamento o il guasto e, nei casi più gravi, potrebbe smettere di funzionare del tutto. Oggi discuteremo di come ripristinare un sistema a fanghi attivi che ha fallito a causa di uno shock da carico elevato.
Innanzitutto, è essenziale capire cosa significa shock ad alto carico. Essenzialmente, si riferisce ad un improvviso aumento della concentrazione di sostanze inquinanti come materia organica e azoto ammoniacale nell'affluente in un breve periodo, o ad un improvviso aumento del volume dell'acqua che supera la capacità di trattamento dei fanghi attivi. In tali condizioni, i microrganismi presenti nei fanghi soffrono: mentre prosperavano, vengono improvvisamente sovraccaricati di “cibo”, interrompendo il loro metabolismo o non riuscendo ad adattarsi ai drastici cambiamenti ambientali, portando a morie di massa. È evidente anche il cedimento dei fanghi, come un forte calo della qualità degli effluenti con livelli di COD e azoto ammoniacale; fanghi scuriti e maleodoranti nella vasca di aerazione; deterioramento delle prestazioni di sedimentazione con aumenti o diminuzioni anomali dei valori SV30; e perfino il galleggiamento dei fanghi nella vasca di sedimentazione secondaria.
Dopo aver scoperto che il fango è stato sopraffatto da uno shock ad alto carico e si è "spento", il primo passo è non farsi prendere dal panico ma isolare immediatamente la fonte dello shock. A questo punto, regolare tempestivamente l'affluente: deviare le acque reflue ad alta concentrazione per impedire un ulteriore ingresso nel serbatoio di aerazione o ridurre il volume dell'affluente per dare al sistema dei fanghi la possibilità di riprendersi. Se l'impianto è dotato di un serbatoio di stoccaggio di emergenza, trasferire lì le acque reflue d'urto per lo stoccaggio temporaneo fino a quando la successiva capacità di trattamento non può recuperare, quindi ritirarle lentamente. L'obiettivo principale qui è ridurre al minimo le perdite e impedire che il sistema dei fanghi si deteriori ulteriormente sotto l'urto.
Successivamente, è il momento di "ridurre il carico" sui fanghi, consentendo ai microrganismi sopravvissuti di riprendersi. L'approccio più semplice consiste nell'aumentare l'intensità dell'aerazione e aumentare la concentrazione di ossigeno disciolto nel serbatoio di aerazione. Sotto shock ad alto carico, i microrganismi fanno gli straordinari per decomporre la materia organica, portando a un forte aumento della domanda di ossigeno. Un ambiente a basso contenuto di ossigeno accelera la loro morte. Il mantenimento di un livello di DO di 2–4 mg/L fornisce ossigeno sufficiente ai microrganismi, aiutandoli a sopravvivere alla crisi. Inoltre, la rimozione parziale dei fanghi gravemente danneggiati e il loro reintegro con fanghi freschi e altamente attivi, simile alla "trasfusione di sangue", possono accelerare il recupero. Se l’impianto non dispone di fanghi di riserva, il prestito da impianti di trattamento delle acque reflue vicini e ben gestiti si rivela particolarmente efficace durante le emergenze.
Successivamente, è necessario regolare la qualità dell'ambiente dell'acqua nel serbatoio di aerazione per creare una condizione di vita confortevole per i microrganismi. Lo shock da carico elevato spesso porta a gravi fluttuazioni dei livelli di pH e ambienti troppo acidi o alcalini possono inibire l’attività microbica. A questo punto è opportuno aggiungere regolatori acido-base per mantenere il pH nell'intervallo adeguato compreso tra 6,5 e 8,5. Inoltre, è necessario monitorare il rapporto dei nutrienti nell’acqua, poiché la crescita microbica richiede carbonio, azoto e fosforo in una proporzione di circa 100:5:1. Se l'equilibrio viene interrotto, è necessario aggiungere agenti nutritivi come l'urea e il fosfato monobasico di potassio per garantire che i microrganismi abbiano "cibo" sufficiente per la riproduzione.
Una volta che il sistema dei fanghi mostra un leggero miglioramento, il carico affluente può essere gradualmente aumentato per ripristinarlo. Questo processo deve essere effettuato per gradi, evitando aumenti bruschi sia di portata che di concentrazione, poiché ciò potrebbe facilmente causare shock secondari. Il carico può essere aumentato dal 10% al 20% ogni giorno monitorando attentamente gli indicatori chiave come SV30, MLSS, COD degli effluenti e azoto ammoniacale. Se la qualità dell'effluente rimane stabile e le prestazioni di sedimentazione dei fanghi migliorano, ciò indica che la direzione di recupero è corretta. Se gli indicatori peggiorano nuovamente, è necessario ridurre tempestivamente il carico e consolidare il sistema ancora per qualche giorno.
Infine, c’è un punto cruciale da notare: durante la fase di recupero, il monitoraggio quotidiano deve essere condotto attentamente per tenere traccia dei cambiamenti in tutti i dati rilevanti. Le misurazioni giornaliere dovrebbero includere MLSS, MLVSS, DO e pH nella vasca di aerazione, nonché SV30, SVI nella vasca di sedimentazione secondaria, insieme a COD, azoto ammoniacale, azoto totale e fosforo totale sia nell'influente che nell'effluente. Questi dati forniscono una chiara indicazione dei progressi nel recupero dei fanghi, consentendo adeguamenti tempestivi alle strategie operative. Inoltre, una volta che il sistema si è completamente stabilizzato, è necessaria una revisione approfondita delle cause dell’impatto del carico elevato, sia che si tratti di problemi derivanti dalla fase di pretrattamento o di scarico illegale di acque reflue ad alta concentrazione da parte di strutture a monte. Dovrebbero essere implementate misure preventive mirate, come il miglioramento dei processi di pretrattamento e l’installazione di apparecchiature di monitoraggio online, per evitare il ripetersi di incidenti simili in futuro.
Il recupero di un sistema a fanghi attivi è simile al processo di guarigione quando ci si ammala: prima si mitiga il danno, poi si regola la condizione, si ricostituisce gradualmente e infine si adottano misure preventive. Finché ogni passaggio viene eseguito correttamente e con pazienza, anche i fanghi resi inefficaci dall’impatto ad alto carico possono riacquistare la propria attività e continuare a contribuire al trattamento delle acque reflue.
