Bulking nei fanghi attivi: cause, tipologie e soluzioni per gli impianti di depurazione

Il bulking è un’alterazione della struttura del fango biologico, che si manifesta quando i fiocchi perdono la capacità di sedimentare in modo efficace nel chiarificatore secondario. Invece di depositarsi sul fondo, restano sospesi o tendono a galleggiare, impedendo una corretta separazione tra acqua chiarificata e fanghi.

Le principali conseguenze sono:

• Riduzione dell’efficienza depurativa: l’acqua chiarificata risulta torbida e carica di solidi sospesi, compromettendo la qualità dell’effluente.
• Aumento della produzione di fanghi: i fiocchi leggeri e instabili richiedono volumi maggiori per la gestione e lo smaltimento.
• Instabilità del processo biologico: si complica il controllo dei parametri fondamentali come carico organico, ossigeno disciolto ed età del fango.
• Maggiori costi di gestione: affrontare un episodio di bulking implica analisi, trattamenti e modifiche operative.

La tempestiva individuazione del fenomeno è cruciale per evitare ricadute sul rendimento e sulla conformità ambientale dell’impianto.

Il bulking può essere innescato da una serie di fattori di natura biologica, chimica o gestionale. Le cause più frequenti includono:

• Proliferazione di batteri filamentosi: microrganismi come Sphaerotilus, Nocardia, Type 021N e altri si sviluppano eccessivamente, creando strutture filamentose attorno ai fiocchi, che perdono compattezza.
• Sbilanciamento dei nutrienti: un rapporto non ottimale tra carbonio, azoto e fosforo altera l’equilibrio della biomassa microbica.
• Presenza di sostanze inibitrici: metalli pesanti, composti tossici, detergenti o farmaci possono danneggiare i batteri flocculanti, favorendo la crescita di ceppi filamentosi.
• Fluttuazioni del carico organico: improvvisi aumenti o cali nel carico in ingresso destabilizzano il sistema biologico.
• Aerazione insufficiente: bassi livelli di ossigeno disciolto compromettono l’attività dei batteri aerobi e favoriscono specie anaerobiche indesiderate.

Identificare correttamente la causa è fondamentale per intervenire in modo mirato, evitando trattamenti inefficaci o dannosi per l’equilibrio del processo biologico.

Il bulking si distingue in due principali categorie: filamentoso e viscoso, ciascuna con caratteristiche distintive e cause specifiche.

Bulking filamentoso

Il bulking filamentoso è la forma più comune ed è causato dalla proliferazione incontrollata di batteri filamentosi, che si sviluppano all’esterno dei fiocchi biologici. Questi microrganismi formano una rete intrecciata che rende i fiocchi leggeri e poco sedimentabili. Tra i batteri più comuni troviamo Sphaerotilus natans, Nocardia, Type 021N e Type 1701.

Questa condizione si riconosce facilmente attraverso l’osservazione al microscopio e spesso si accompagna a fenomeni di schiume persistenti in superficie, difficoltà di separazione e sovraccarico del comparto finale.

Bulking viscoso

Il bulking viscoso, meno frequente ma altrettanto critico, è associato all’eccessiva produzione di sostanze mucillaginose (EPS) da parte della biomassa. Questi composti, se presenti in grandi quantità, aumentano la viscosità dei fiocchi e ne compromettono la compattazione.

La causa è spesso riconducibile a squilibri nutrizionali, carenze di oligoelementi o presenza di sostanze che stimolano la produzione di EPS. Il fango appare appiccicoso e gelatinoso, con fiocchi mal formati e debolmente aggregati.

Affrontare il problema del bulking nei fanghi attivi richiede un approccio sistemico e personalizzato, basato sull’analisi accurata del processo depurativo e sulla regolazione dei parametri chiave. Non esiste una soluzione unica: ogni impianto presenta caratteristiche specifiche, e per ottenere risultati concreti è essenziale individuare le cause alla radice.

Tra le principali soluzioni operative rientrano:

• Monitoraggio in tempo reale: l’implementazione di sistemi di controllo automatico consente di rilevare con tempestività eventuali variazioni nelle caratteristiche del refluo e della biomassa, permettendo interventi rapidi e mirati.
• Modulazione dei parametri di processo: la regolazione del tempo di detenzione, della concentrazione di solidi sospesi e del livello di ossigeno disciolto aiuta a creare condizioni favorevoli alla sedimentazione e a contrastare la proliferazione dei batteri filamentosi.
• Ottimizzazione della gestione biologica: è fondamentale mantenere il corretto equilibrio tra carico organico, carico idraulico, temperatura e pH, migliorando nel contempo l’efficienza dell’aerazione per promuovere ambienti aerobici stabili.
• Bilanciamento dei nutrienti: in presenza di carenze, è utile integrare azoto e fosforo per favorire la crescita di batteri floccoformi. Al contrario, in caso di eccessi, occorre rimuovere i nutrienti in eccesso tramite processi di nitrificazione e denitrificazione, mantenendo un profilo nutrizionale equilibrato.
• Inoculazione di colture batteriche selezionate: l’introduzione controllata di ceppi microbici specifici può aiutare a ristabilire una flora batterica sana e competitiva, in grado di contrastare naturalmente lo sviluppo del bulking filamentoso.
• Trattamenti chimici mirati: in situazioni critiche, si può ricorrere all’uso di flocculanti, coagulanti o polimeri chimici, che migliorano la sedimentazione e la compattezza dei fanghi. L’uso di queste sostanze deve però essere calibrato, per non alterare l’equilibrio biologico dell’impianto.
• Pulizia e manutenzione regolare: è importante programmare interventi preventivi su apparecchiature e sistemi di aerazione, evitando accumuli indesiderati e garantendo il corretto funzionamento del reattore biologico.
• Tecnologie di flottazione: se il bulking tende a ripresentarsi in modo ricorrente, soprattutto negli impianti di tipo industriale, può essere vantaggioso installare un sistema di flottazione ad aria disciolta (DAF). Questo permette di separare il fango portandolo in superficie, migliorando così la chiarificazione e ottenendo acque finali più limpide e conformi ai limiti di scarico.

Affrontare il fenomeno del bulking nei fanghi attivi richiede competenze tecniche, strumenti di analisi e una profonda conoscenza dei processi depurativi. Aspel, con anni di esperienza nella progettazione di impianti per il trattamento acque, è il partner ideale per supportare le aziende nella prevenzione e risoluzione di questa problematica ambientale.

Grazie a un team di esperti e strumentazioni all’avanguardia, la nostra impresa supporta i propri clienti nell’analisi microbiologica del fango, nella scelta dei correttivi più adatti e nell’ottimizzazione dei processi depurativi.

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