Nutrienti per il trattamento biologico delle acque reflue: azoto, fosforo e fango attivo

Chi gestisce un impianto biologico di depurazione conosce bene la situazione: il processo funziona se i microrganismi nel fango attivo riescono a crescere e a lavorare a ritmo costante. Ma molti reflui industriali, pur contenendo un carico organico elevato, sono poveri di azoto o fosforo. Il risultato è un’attività biologica rallentata, una riduzione dell’efficienza di abbattimento del BOD e, nei casi più gravi, fenomeni di rigonfiamento del fango che compromettono la sedimentazione.

Un impianto che funziona male non è solo un problema tecnico. È un rischio concreto rispetto ai limiti di scarico previsti dalla normativa. E, spesso, la causa non è strutturale: è uno squilibrio nutrizionale che si corregge senza ampliare le vasche o installare nuovi stadi di trattamento.

Come funziona il trattamento biologico con fango attivo

Negli impianti a fango attivo, la depurazione del refluo si basa sull’azione di una comunità microbica mista. I microrganismi consumano le sostanze organiche presenti nell’acqua reflua e le trasformano in anidride carbonica, acqua e biomassa. Questa biomassa forma il fango che, nella fase di sedimentazione, si separa dall’effluente depurato.

Perché il processo sia stabile, la comunità microbica deve mantenersi in condizioni di equilibrio. Servono tre cose: substrato organico (il carico inquinante), ossigeno nelle vasche aerobiche, e nutrienti inorganici che supportino la crescita cellulare. Fra questi ultimi, azoto e fosforo ricoprono un ruolo centrale.

In assenza di uno o entrambi, i batteri non riescono a sintetizzare proteine e acidi nucleici. La crescita rallenta, la degradazione del substrato diventa inefficiente e la struttura del flocco si deteriora. L’impianto va avanti, ma non come dovrebbe.

Perché azoto e fosforo sono indispensabili per il fango attivo

L’azoto è il componente principale delle proteine batteriche e degli acidi nucleici. Senza una fonte di azoto assimilabile in ingresso, i microrganismi non riescono a riprodursi al ritmo che il carico organico richiederebbe. Si crea un disallineamento tra ciò che entra e ciò che l’impianto riesce a degradare.

Il fosforo entra nella sintesi dell’ATP, la molecola che trasporta energia nelle cellule. Un deficit di fosforo riduce il metabolismo cellulare complessivo: i batteri restano vivi, ma lavorano a una frazione della loro capacità.

Il rapporto ottimale tra BOD, azoto e fosforo nel refluo biologico è comunemente indicato come 100:5:1 (BOD:N:P). Quando il refluo in ingresso si discosta da questo rapporto, il processo ne risente. Nei reflui industriali le variazioni sono frequenti: un’industria alimentare può generare reflui ricchi di carbonio ma carenti in azoto; alcune lavorazioni chimiche producono l’opposto. La composizione cambia anche in funzione delle stagioni o del ciclo produttivo.

Per un quadro più ampio sul ruolo dell’azoto nei processi industriali, l’articolo sulla chimica dell’azoto e le sue applicazioni industria descrive i diversi contesti in cui questo elemento entra in gioco.

I segnali di una carenza nutrizionale nell’impianto

Riconoscere una carenza di nutrienti richiede attenzione a parametri che si misurano già in routine. I segnali più frequenti:

• Aumento del BOD nell’effluente nonostante i parametri operativi siano invariati
• Bulking filamentoso, cioè proliferazione di batteri filamentosi che peggiorano la sedimentazione
• Indice di volume del fango (SVI) che sale oltre i valori di riferimento
• Riduzione dell’attività biologica rilevata con test respirometrici
• Produzione di fango spumoso o di consistenza anomala

Non tutti questi segnali indicano necessariamente una carenza nutrizionale. Esistono altre cause. Ma se si accompagnano a un’analisi del refluo in ingresso che mostra valori bassi di azoto ammoniacale o fosfati, il nesso è spesso diretto.

In quel caso, integrare i nutrienti mancanti è il punto di partenza prima di valutare qualsiasi altro intervento.

Per chi vuole capire meglio la classificazione dei reflui e le loro caratteristiche di base, l’articolo su cosa sono le acque reflue offre un inquadramento generale utile prima di entrare nel dettaglio tecnico.

Gli additivi Azo-Phos: nutrienti su misura per il processo biologico

La linea Azo-Phos di Azotal è formulata per integrare azoto e fosforo nei reflui trattati biologicamente. Le miscele contengono matrici azotate e fosfoazotate arricchite con cofattori enzimatici. Sono personalizzabili in quantità e concentrazione in base al profilo del refluo e al tipo di impianto.

Le formulazioni disponibili si distinguono per il rapporto azoto/fosforo:

• Azo-Phos 15-7 e 15-3: a prevalenza azotata, per reflui con buona presenza di fosforo ma carenti in azoto
• Azo-Phos 13-9 e 13-18: con quota fosforica più alta, per reflui in cui il fosforo è il nutriente limitante

La scelta della formulazione non è standardizzata. Dipende dall’analisi del refluo in ingresso, dalla tipologia di processo biologico adottato e dal carico medio dell’impianto. È un passaggio che richiede un confronto con i dati analitici reali, non una decisione presa su parametri generici.

Le soluzioni vengono fornite in autobotte o in tank da 1.000 kg. Il dosaggio si calibra in funzione del carico in ingresso e può essere adattato nel tempo se le condizioni cambiano. Azotal supporta i gestori di impianto nella fase di avvio e nell’ottimizzazione del dosaggio.

Additivo o ampliamento strutturale: quando conviene l’uno e quando l’altro

Quando un impianto biologico non raggiunge le performance attese, la prima ipotesi spesso è un ampliamento delle vasche di aerazione o l’installazione di nuovi stadi di trattamento. In certi casi è la risposta giusta. Ma se il problema è una carenza di nutrienti, l’ampliamento non lo risolve: aggiunge volume, non equilibrio biologico.

Un additivo nutrizionale ha caratteristiche operative che vale la pena considerare:

• Si integra nel processo esistente senza modifiche all’impianto
• Il dosaggio si regola in funzione delle variazioni del carico o della stagione
• I risultati sulla qualità del fango sono osservabili in tempi contenuti
• Il costo operativo è nettamente inferiore rispetto a un intervento impiantistico

Detto questo, un additivo risolve uno squilibrio specifico. Non sostituisce un impianto sottodimensionato rispetto al carico totale, e non compensa processi mal progettati. La distinzione è importante prima di decidere quale strada percorrere.

Sul versante dei prodotti per uso ambientale e industriale, Azotal produce anche ammoniaca in soluzione acquosa, utilizzata tra l’altro come fonte di azoto in diversi processi industriali e nell’abbattimento delle emissioni. L’intera gamma è consultabile nella sezione prodotti del sito.

Cosa fare se sospetti una carenza nutrizionale nel tuo impianto

Il punto di partenza è sempre l’analisi del refluo in ingresso. Misurare i valori di azoto ammoniacale, fosforo totale e il loro rapporto con il carico organico permette di capire se il processo biologico sta operando in condizioni nutrizionalmente bilanciate.

Se i dati mostrano uno squilibrio, contatta il team Azotal per una valutazione tecnica. Il servizio include l’analisi della situazione dell’impianto, l’indicazione della formulazione Azo-Phos più adatta e il supporto nella fase iniziale di dosaggio.

Puoi farlo tramite il form di contatto o chiamando il numero verde 800 072661.

Domande frequenti sul trattamento biologico delle acque reflue