TPA 01_Caratteristiche delle acque reflue - Dipartimento di ...

Dipartimento di Ingegneria Idraulica ed Applicazioni Ambientali 

Università di Palermo 

Facoltà di Medicina e Chirurgia 

Corso di Laurea in Tecniche della prevenzione nell’ambiente e nei luoghi di lavoro 

Corso integrato di Igiene ambientale 

Insegnamento “INGEGNERIA SANITARIA-AMBIENTALE” 

a.a. 2010-2011 

IL CICLO DELLE ACQUE E I SISTEMI FOGNARI 

CARATTERISTICHE DELLE ACQUE REFLUE 

Ing. Ing. Giorgio Giorgio Mannina Mannina 

mannina@idra.unipa.it 

mannina@idra.unipa.it 

1

Captazione Captazione Captazione Captazione della della della della sorgente sorgente sorgente sorgente ed ed ed ed 

eventuale eventuale eventuale eventuale trattamento trattamento trattamento trattamento delle delle delle delle 

acque acque acque acque (potabilizzazione) 

(potabilizzazione) 



Il ciclo delle acque e i sistemi fognari 

Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo Ciclo integrato integrato integrato integrato integrato integrato integrato delle delle acque 

acque 

Adduzione Adduzione Adduzione Adduzione 

delle delle delle delle acque acque acque acque 

Distribuzione 

Distribuzione 

Distribuzione 

Distribuzione 


Fognatura Fognatura Fognatura Fognatura 

Depurazione 

Depurazione 

Depurazione 

Depurazione 


reflue reflue reflue reflue 

Riuso Riuso Riuso Riuso 

Scarico Scarico Scarico Scarico 

Corpo Corpo Corpo Corpo idrico idrico idrico idrico 

ricettore 

ricettore ricettore ricettore


Sistemi di fognatura: (a) unitario; (b) separato 

(a) sistema unitario; (b) sistema separato

Acque nere 

Acque bianche 

FOGNATURA FOGNATURA FOGNATURA FOGNATURA A A A A SISTEMA SISTEMA SISTEMA SISTEMA UNITARIO 

UNITARIO 

UNITARIO 

UNITARIO 

Fognatura 

unitaria 

Scaricatore 

di piena (r d) 

Impianto di 

depurazione 


Rispetto dei 

limiti imposti dal 

D. Lgs. 152/99 

Recapito Recapito

Acque nere 

Acque bianche 

FOGNATURA FOGNATURA FOGNATURA FOGNATURA A A A A SISTEMA SISTEMA SISTEMA SISTEMA SEPARATO 

SEPARATO 

SEPARATO 

SEPARATO 

Fognatura 

separata 

Impianto di 

depurazione 


Eventuale 

trattamento 

meccanico 

Rispetto dei 

limiti imposti dal 

D. Lgs. 152/99 

Recapito Recapito

Scaricatore a salto di fondo 


Sfioratore laterale

Qualità delle acque 

Modifiche nel tempo delle caratteristiche di qualità 

delle acque in relazione agli usi 

Acque 

naturali 

Potabilizzazione 

Acque 

potabili 

Usi civili 

Acque reflue 

grezze 


Depurazione 


riutilizzabili 

Tratt. di 

affinamento 


depurate 

tempo

D. D. D. D. lgs. lgs. lgs. lgs. 

152/2006 152/2006 152/2006 152/2006 

D.M. D.M. D.M. D.M. Ambiente Ambiente Ambiente Ambiente 

185/03 185/03 185/03 185/03 


Inquadramento Inquadramento normativo 

normativo 

Fissa Fissa Fissa Fissa iiii limiti limiti limiti limiti (sulle (sulle (sulle (sulle concentrazioni) concentrazioni) 

concentrazioni) 

concentrazioni) degli degli degli degli 

inquinanti inquinanti inquinanti inquinanti presenti presenti presenti presenti nella nella nella nella acque acque acque acque reflue, reflue, reflue, reflue, prima prima prima prima del del del del 

loro loro loro loro scarico scarico scarico scarico nel nel nel nel corpi corpi corpi corpi idrico idrico idrico idrico ricettore.... ricettore ricettore ricettore 

IIII limiti limiti limiti limiti sono sono sono sono scelti scelti scelti scelti in in in in funzione funzione funzione funzione degli degli degli degli obiettivi obiettivi di 

di 

qualità qualità che che che che si si si si vogliono vogliono vogliono vogliono raggiungere, raggiungere, 

raggiungere, 

raggiungere, al al al al fine fine fine fine di di di di 

garantire garantire garantire garantire garantire garantire garantire garantire un un un un un un un un determinato determinato determinato 

determinato 

determinato 

determinato 

determinato 

determinato ““““stato ““““stato stato stato stato stato stato stato di di di di di di di di salute”””” salute”””” salute salute salute salute salute salute per per per per per per per per il il il il il il il il 

corpo corpo corpo corpo idrico idrico idrico idrico ricettore ricettore ricettore ricettore 

Norme Norme Norme Norme tecniche tecniche tecniche tecniche in in in in materia materia materia materia di di di di riuso riuso (civile, (civile, (civile, (civile, 

irriguo irriguo irriguo irriguo eeee industriale) 

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Dipartimento Dipartimento di di Ingegneria Ingegneria Idraulica Idraulica 

ed ed Applicazioni Applicazioni Ambientali 

Ambientali 

Università Università di di Palermo Palermo 

CARATTERISTICHE DELLE ACQUE REFLUE

Definizioni: 

Unità di misura 

Concentrazione: rapporto massa/volume 

misura in mg/l , g/m 3 , parti per milione (ppm); infatti, nel caso di forti 

diluizioni, la densità del liquame può ritenersi pari a quella dell’acqua pura: 

1 mg/l = 1 mg/(1 kg) = 1/1.000.000 mg/mg = 1 ppm 

Carico: massa di inquinante scaricata nell’unità di tempo 

misura in kg/ora, kg/giorno, etc.; risulta ovviamente: 

carico = concentrazione x portata 

[M/T] = [M/L 3 ] x [L 3 /T] 

Caratteristiche delle acque reflue 

Apporto pro-capite (carico specifico): quantità di inquinante prodotta 

nell’unità di tempo dall’unità di popolazione 

misura in g/abxgiorno


Variabilità in tempo secco di portate e concentrazioni 

Q e C variano tra un minimo 

notturno e uno o più massimi 

diurni 

Qmax/Qm = 1,5-2 = f(1/Pop) 

Qmin/Qm = 0,3 

N.B.: 

L’andamento delle concentrazioni segue quello delle portate: 

se Qmax = 2 Qm e Cmax = Cm Lmax = 4 Lm

Definizioni: 

Campionamento delle acque di scarico 

Campione istantaneo: è caratteristico dell’istante in cui viene 

eseguita la misura (per portata e concentrazioni) 


Campione Campione medio medio o o composito: si ottiene per miscelazione di campioni 

istantanei, avanti volumi V i proporzionali alle portate Q i relative a ogni 

singolo campione istantaneo; consente la valutazione della concentrazione 

media nell’intero periodo di campionamento.


Differenza tra campioni istantaneo e medio: 

a partire dalla concentrazione Ci di N campioni istantanei, prelevati a intervello di 

tempo successivi, è possibile calcolare la media delle concentrazioni Mc per l’intero 

periodo di campionamento: 

Mc 

= 

∑ 

Tuttavia, in un canale caratterizzato da portate e concentrazioni variabili nel tempo, 

la concentrazione media Cm del liquame nel periodo di monitoraggio è data 

dall’espressione: 

∑ Ci ⋅ ⋅Q 

⋅ Δ ∑ ⋅ 

i i t Ci Q 

i i 

Cm = 

= 

Q ⋅Δt 

Q 

∑ 

i i 

essa può essere valutata prelevando campioni aventi volumi proporzionali alle 

portate: 

∑ Ci ⋅V 

∑ ⋅ ∑ ⋅ 

i i Ci aQ 

i i Ci Q 

i i 

Cm = = = 

V aQ Q 

∑ 

i i 

Il problema è superato qualora si disponga di misure sincrone di portata e 

concentrazione 

∑ 

i 

i 

N 

Ci 

i 

∑ 

i i 

∑ 

i i

Tecniche di campionamento 

Nel caso di liquidi omogenei, si possono 

usare bottiglie (in vetro o in plastica): 

particolari accorgimenti possono 

adoperarsi nel caso di piccoli tiranti idrici o 

per evitare il gorgogliamento 

Caratteristiche delle acque reflue

Tecniche di campionamento: 

Nel caso di liquidi aventi caratteristiche 

variabili con la profondità (mari, laghi), possono 

essere usate le bottiglie di Narsen e di Van 

Dorn 



Organolettiche: 

Aspetto 

Colore 

Odore 

Chimiche: 

Sostanze organiche 

Composti dell’azoto e del fosforo (nutrienti) 

Sostanze inorganiche 


Fisiche: 

Temperatura 

Contenuto di solidi 

Biologiche: 

Batteri

Aspetto: 

Caratteristiche organolettiche 


liquido torbido; colore grigio-giallastro; in condizioni settiche tende a iscurirsi 

Odore: 

Caratteristico (“sui (“sui generis”), ma non particolarmente sgradevole, (odore di 

ammoniaca) 

Diviene sgradevole, se si instaurano condizioni putrefattive (settiche), per la 

produzione di gas di putrefazione della componente biodegradabile (idrogeno 

solforato, mercaptani, etc.). 

Misura: MDTOC (Minimum Detectable Threshold Odor Concentration), che 

rappresenta la concentrazione minima a cui un gas diluito in aria pura viene 

rilevato da un campione scelto di individui.

Colore: 

Caratteristiche organolettiche 

La colorazione dei liquami è dovuta alla presenza di solidi sospesi e disciolti. 

In condizioni settiche (anaerobiche) il liquame tende ad inscurirsi. 

Misura: 


• per diluizioni successive di un campione fino a renderlo non più percettibile su 

uno spessore d'acqua prefissato di 10 cm; si misura in numero di diluizioni 

(V finale/V campione) (metodo adoperabile per le soluzioni ricche di sostanze sospese, 

liquami); 

• per confronto con soluzioni a concentrazione nota di cloroplatinato di potassio 

(K 2PtCl 6); si misura in Hazen (1 mg/l di platino) (per soluzioni povere di sostanze 

sospese, acque naturali)

Temperatura: 

Caratteristiche fisiche 

Ha effetti sia sulle reazioni chimiche sia sulla velocità dei processi biologici; 

inoltre da essa dipende la quantità di ossigeno disciolto all’interno del liquame. 

in acquedotto 10 ÷ 15 °C 


in fognatura 13 ÷ 18 °C (in pratica 3 °C in più, da attribuire all’uso di 

acqua calda) 

estate: 18 - 

20°C 

inverno: 14 - 

15°C 

Fanno eccezione i liquami prodotti in centri montani, che a causa della 

presenza di acque primarie fredde in fognatura possono scendere, in periodi 

invernali, a temperature di 5 ÷ 8 °C

Contenuto solido: 


I solidi contenuti all’interno di un liquame 

(solidi totali ST) si dividono in : 

solidi disciolti: attraversano un filtro di 

passante 0,45 μm; 

solidi sospesi: sono trattenuti dal filtro; a 

loro volta si dividono in: 

• solidi sospesi sedimentabili: 

sedimentano in 2 ore in cono Imhoff 

• solidi sospesi non sedimentabili: 

colloidi e solidi che sedimentano in > 2 

ore in cono Imhoff 

cono Imhoff 


1 1 - Apparecchio Apparecchio per per la la filtrazione 

filtrazione 

2 2 - Pompa Pompa per per il il vuoto 

vuoto


Ciascuna frazione di solidi si distingue in: 

SOLIDI VOLATILI 

SOLIDI NON VOLATILI 

Solidi volatili ⇒ FRAZIONE ORGANICA 


Costituiscono la frazione che diventa volatile se sottoposta a 

calcinazione, ovvero riscaldamento in muffola a 550 °C, rappresenta 

con buona approssimazione la porzione di sostanza organica presente. 

Solidi non volatili (residuo fisso) ⇒ FRAZIONE INORGANICA 

Costituiscono i residui solidi della calcinazione e quindi rappresentano, 

con la medesima approssimazione, la porzione inorganica del campione. 

Nota: in effetti a 350 °C il carbonato di magnesio si decompone in MgO e CO2

ST 


MODALITÀ DI DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO DI SOLIDI: 

Evaporazione SSS Incenerimento 

Cono 

Imhoff 

Evaporazione 

SNS 

Evaporazione 

Filtrazione 

(0,45 μm) 

Evaporazione 

SSNS 


SD 

SSSV 

SSSNV 

Incenerimento 

Incenerimento 

SSNSV 

SSNSNV 

SDV 

SDNV


CONTENUTO DI SOLIDI: APPORTI PRO-CAPITE IN REFLUI URBANI 

Solidi Non Volatili Volatili Totali 

Sospesi 

Sedimentabili 

Sospesi Non 

Sedimentabili 


20 40 60 

10 20 30 

Disciolti 50 50 100 

Totali 80 110 190 

NOTA: l’unità di misura utilizzata è [g/ab·giorno]



LEGAME TRA SOLIDI, STATO FISICO E TRATTAMENTI 

0,45 0,45 0,45 μ 

μ 

μ

Torbidità: 


è una misura indiretta del contenuto di solidi di una sospensione. 

Misura della torbidità: 


a) torbidimetro: Misura della quantità di luce assorbita o dispersa dal materiale in 

sospensione nell’acqua: 

•si irradia il campione con un fascio di raggi luminosi 

•si misura la frazione riflessa e rifratta a 90° rispetto al fascio incidente 

b) Per confronto con sospensione di farina fossile a base di silice (SiO2) 

Unità di misura misura: Unità di torbidità NTU 

mg/l di silice (SiO (SiO2) ) (1 mg/l = 1 unità NTU)

pH: 

Caratteristiche chimiche 

Definizione: pH = - log (H + ) 

• Acqua pura pH = 7 

• Soluzione acida pH < 7 

• Soluzione alcalina o basica pH > 7 

Liquame urbano pH = 7,2 – 7,3 


Il pH influenza fortemente lo sviluppo di numerose reazioni chimico-biologiche 

Altre caratteristiche chimiche (alcalinità, etc.): 

vedi dispensa e testi di chimica e chimica applicata

Caratteristiche chimiche 

LA MISURA DEL CONTENUTO ORGANICO 

a) Misura con analisi elementare dei vari composti presenti in acqua. 

b) Misura globale dell’intero contenuto di sostanza organica. 

• misura diretta della sostanza organica 

• misura indiretta di sostanze indici della presenza di sostanza organica 

Esempio: schema del metabolismo aerobico di degradazione del glucosio 

C 6H 12O 6 + 6 O 2 

Misura Misura diretta diretta della della s.o. s.o. 


6 CO 2 + 6 H 2O 

Misura indiretta della s.o. 

Microrganismi 

Si preferisce la misura indiretta del contenuto organico perché: 

• più semplice 

• da informazione dell’effetto della sostanza sul bersaglio (corpo ricettore)

Misure dirette: 

MISURE DEL CONTENUTO ORGANICO 

• analisi elementare dei composti 

• TOC (Total Organic Carbon) 

Misure indirette: 

• BOD (Biochemical Oxigen Demand) 

• COD (Chemical Oxigen demand) 

• ThOD (Theoretical Oxigen Demand) 


BOD (Biochemical Oxigen Demand) 


Definizione: la domanda biochimica di ossigeno (BOD BOD) è la quantità di 

ossigeno consumata dai microrganismi [biomassa], in condizioni aerobiche, 

per poter procedere all’assimilazione e alla degradazione delle sostanze 

organiche biodegradabili [substrato] presenti nei liquami liquami. 

Osservazione 

Osservazione: dire che un liquame ha un BOD di 500 mg/l significa che, per 

ottenere la 

la degradazione per via via aerobica delle sostanze organiche 

biodegradabili contenute in un litro di tale liquame, è necessario che siano 

consumati dalla popolazione batterica 500 mg di ossigeno ossigeno. 

1a conclusione 

conclusione: non vuol dire che ci sono 500 mg di sostanze organiche in un 

litro del liquame !! 


conclusione: in tal modo si misurano solo le sostanze organiche 

biodegradabili 

biodegradabili. 


conclusione: se naturalmente non sono disponibili 500 mg di O2, occorre 

fornirli artificialmente 

artificialmente.

Dipendenza del BOD dal tempo 

Ammettendo una cinetica di primo ordine per la rimozione del substrato S da 

parte della biomassa, si può scrivere: 

dS 

dt 

= − K ⋅ S 

con K = costante di biodegradazione del substrato (tempo -1 ). 

Integrando si ottiene: 

S 

t 

= 

S 

o 

⋅10 

−Kt 


(1)



Sostituiamo ad S la quantità di ossigeno equivalente (BOD) , necessario per 

ossidare tale sostanza. 

Definisco BOD tot la quantità di ossigeno per biodegradare l’intero substrato 

presente. Quindi il substrato al tempo “t” è proporzionale a (BOD tot-BOD), 

dove BOD è il consumo di ossigeno verificatosi al tempo t. 

Infatti: pet t = 0 S = So e BOD = 0 

per t S 0 e BOD BOD tot 

Sostituendo in (1) ottengo: 

da cui: 

d 

( BOD − BOD) 

tot = −K 

⋅( 

BODtot 

− 

dt 

BOD = 

BOD 

tot 

( −Kt 

) 1− 

10 

BOD)

S t 

S o 

St BOD tot - BOD t 



t 

BOD 

BOD consumato 

S 

BOD tot 

BOD t 

tempo 

St = S o 10 –Kt 

BODt = BOD tot (1-10 -Kt ) 

Normalmente le misure di 

BOD sono limitate ad un 

periodo di 5 giorni (BOD 5) 

Per reflui domestici 

K=0,1g-1 K=0,1g a 20 °C, quindi: 

-1 a 20 °C, quindi: 

BOD 5 = 0,684 BOD tot

Metodi di misura del BOD (1) 


Principio generale: la richiesta di ossigeno è molto più elevata della 

quantità di ossigeno disciolto; disciolto occorre pertanto fornire ossigeno per 

mantenere le condizioni aerobiche 

La misura va eseguita su campione fresco o conservato a 4 °C 

La misura va fatta a temperatura = 20 °C (in frigotermostato) 

1) Metodo per diluizione: 

si diluisce il campione in modo che la richiesta di ossigeno sia inferiore 

alla quantità disciolta a saturazione (9,2 mg/l) per acqua pulita a 20°C; 20 

si pone il campione in un contenitore a tenuta a 20°C; 20 

si misura la quantità di ossigeno disciolto all'inizio e dopo 5 giorni, 

quindi si moltiplica il valore ottenuto per il rapporto di diluizione diluizione. 

difetto del metodo metodo: si misurano solo i valori iniziali e finali dell'O dell'O.D. e 

non quelli intermedi (in pratica non si può calcolare K)

Metodi di misura del BOD (2) 

2) Metodo manometrico o respirometrico: 

si pone il campione in una cella ermetica a 20°C; 


il consumo di ossigeno è valutato indirettamente a partire dalla 

misura della: 

a) depressione prodotta nella cella, con resp. di Warburg (metodo 

manometrico) 

b) quantità di O 2 che deve essere fornita per ristabilire la pressione 

iniziale, con resp. di Sierp (metodo respirometrico). 

Nel primo metodo, più usato, la 

CO 2 prodotta nella reazione viene 

eliminata tramite idrato di potassio 

(KOH).

Difetti del BOD: 

richiede tempi lunghi lunghi; 

è poco significativo per la misura delle sostanze organiche poco 

biodegradabili 

biodegradabili; 

il valore del BOD BOD5 dipende da quello di K; 


il il valore del BOD BOD5 è falsato dalla presenza di di sostanze tossiche tossiche; tossiche tossiche; 

misura falsata per carenza di sostanze nutritive 

Apporto pro-capite di BOD: 

Per i reflui domestici l’apporto pro pro-capite capite è di 54 54-60 60 g/(ab giorno)

Apporti pro-capite in reflui urbani (in gr/abxgiorno): 

Solidi Non vol. Volatili Totali 

S.S. sed. 

S.S. non sed. 

20 

10 

40 

20 

60 

30 

S.D. 50 50 50 50 100 


Legami fra BOD e contenuto di solidi: 

S.T. 80 110 190 

BOD frazione % trattamenti di rimozione 

BOD sed. 

BOD non sed. 

40/110 

20/110 

36 

18 

chiarificazione 

tratt.biologici o fis. fis.-chim. chim. 

BOD disc. 50/110 46 tratt.biologici o fis. fis.-chim. chim. 

BOD tot. 110/110 100 -

La domanda chimica di ossigeno (COD COD) rappresenta la quantità di ossigeno 

richiesta per ossidare per via chimica le sostanze organiche presenti nei 

liquami liquami. 

Dunque misura sia le sostanze organiche biodegradabili, sia quelle non 

biodegradabili (COD > BOD) BOD). 

Misura del COD COD: 

COD (Chemical Oxigen Demand) 

• Refluo deve essere acidificato con acido solforico (H (H2SO SO 4) ) 


• Si aggiunge bicromato di potassio (K 2Cr 2O 7) potente ossidante, in presenza di 

catalizzatore (Ag 2SO 4) 

materia organica (C aH bO c) + Cr 2O 7 -2 + H + ⇒ Cr +3 + CO 2 + H 2O 

• Si porta ad ebollizione per circa due ore 

• Si titola il restante bicromato e vieni quindi espresso in termini di 

equivalente di ossigeno consumato 

• La prova richiede circa cinque ore di tempo (molto più rapida di quella del 

BOD)

Il carbonio organico totale (TOC TOC) rappresenta la quantità di CO CO2 che si 

produce nella combustione della sostanza organica presente nel liquame liquame. 

E’ quindi una misura diretta di carbonio e non di ossigeno ossigeno. 

Misura del TOC: 

• si tratta il campione (filtrazione) 

TOC (Total Organic Carbon) 


• si ossida il campione in una cella di combustione ad elevata temperatura 

• si misura l’anidride carbonica prodotta (CO 2) tramite un analizzatore a 

infrarossi 

• si calcola la quantità di carbonio presente nel campione 

• È una prova molto rapida (15 minuti circa), eseguibile con strumenti 

automatici

ThOD (Theoretical Oxigen Demand) 


La domanda teorica di ossigeno (ThOD ThOD) rappresenta la quantità di O2 stechiometricamente necessaria per l’ossidazione dei composti 

organici organici. con formazione di prodotti finali come CO2, H2O, NO3, etc. 

Difetto : richiede la conoscenza conoscenza di tutti i composti presenti nel 

liquame, liquame, per per cui cui è è praticamente praticamente inutilizzabile inutilizzabile per per le acque reflue

Il rapporto tra COD e BOD fornisce importanti indicazioni di carattere 

qualitativo: 

Reflui civili COD/BOD 5 = 1,8 ÷ 2,2 


Confronti tra BOD, COD, TOC, ThOD 

Rapporti maggiori (4÷6 volte) sono indice di scarichi industriali; 

Rapporti estremamente maggiori (anche 100 volte) sono indice della 

presenza di sostanze tossiche per i microrganismi 

COD = 0,8 ThOD 

TOC = 0,5 ThOD 

COD = 1,5 TOC


Abitante equivalente (AE) 

Per i reflui di origine produttiva (“reflui industriali”) si utilizza il concetto di 

“popolazione equivalente”, definita come il numero di abitanti che determina 

gli stessi carichi inquinanti (in termini di BOD). 

Esempio: un’industria che produce un carico organico B pari a 300 kg 

BOD/giorno 

g/abxgiorno): 

corrisponde ad un numero di abitanti equivalenti (Apc=60 

B 

= 

300 

( 60 

/ 1000 ) 0 , 06 

= 

5. 

000 

La valutazione dell’equivalenza può essere condotta anche su base 

parametrica, facendo cioè riferimento alle dimensioni dell’azienda 

(manodopera impiegata, produzione, etc.); se nell’esempio precedente 

l’industria avesse un impiego di 750 unità, si avrebbe una popolazione 

equivalente di 5000/750=6,67 AE/addetto. 

Il concetto di AE è utile per esprimere il carico di una particolare utenza 

civile o industriale, in termini omogenei e confrontabili con le utenze civili. 

Attenzione: l’equivalenza espressa in termini di BOD può non sussistere per 

altri inquinanti !! 

AE

AZOTO 

Forme di azoto nelle acque naturali e reflue: 

• Azoto organico 

• Azoto ammoniacale 

• Azoto nitroso (NO 2) 

• Azoto nitrico (NO 3) 

L’azoto totale è la somma delle 4 forme. 

L’azoto gas è poco presente, perchè poco solubile 


AZOTO 


Per l’assenza in fognatura di reazioni di ossidazione, nei liquami urbani 

t.q. l’azoto è presente sotto forma organica ed ammoniacale, come: 

composti proteici presenti nelle deiezioni e negli altri rifiuti rifiuti; 

ammoniaca derivante dall’idrolisi dell’ dell’urea urea. 

TKN (Total Kjeldahl Nitrogen): misura complessiva di azoto organico e 

ammoniacale; determinazione: 

• digestione acida del campione campione; 

• trasformazione di tutto l’azoto nella forma ammoniacale 

ammoniacale; 

• misura dell’ammoniaca complessiva presente nel campione campione. 

Apporto pro-capite di azoto totale in fognatura per reflui domestici: 

12 g /ab·giorno, per il 40% organico e per il resto ammoniacale.

Origine del fosforo nelle acque reflue di origine domestica: 

• deiezioni umane (circa 1,5 g/abxgiorno) 

• detersivi (circa 0,5 g/abxgiorno) 

FOSFORO 

Quindi l’apporto pro-capite è pari a 2 g/abxgiorno 


Il fosforo è presente in forma solubile e particellata, organica e inorganica: 

• Fosforo organico (che per decomposizione batterica si trasforma in 

ortofosfati), solitamente particellato, pari a circa il 10% del fosforo 

totale; tale forma tende a idrolizzarsi a ortofosfato (H 3PO 4). 

• Polifosfati (polimeri formati per condensazione di due o più molecole di 

ortofosfati, con eliminazione dell’acqua), che tendono comunque a 

idrolizzarsi in ortofosfati. 

• Ortofosfati (sali dell’acido ortofosforico H 3PO 4),in forma solubile, sono 

la forma più facilmente assimilabile ( eutrofia)

GRASSI E OLI 

Composti organici prodotti dalle attività domestiche, dal traffico 

motorizzato (superfici stradali, autorimesse, stazioni di servizio) 

e da molte attività industriali. 

Sono in forma liquida (oli) e solida (grassi), tutti più leggeri 

dell’acqua e in essa insolubili. 

Composti lentamente biodegradabili. 


Sono insolubili in acqua e tendono ad accumularsi sulla superficie 

liquida ostacolando la riossigenazione. 

In presenza di tensioattivi, formano nell’acqua sospensioni stabili 

(emulsioni emulsioni) ) non separabili per flottazione.


TENSIOATTIVI 

Composti organici di sintesi, che riducono la tensione superficiale del 

solvente (acqua). Hanno sostituito i saponi naturali. 

La loro presenza nelle acque provoca problemi di formazione di 

schiume, rallentamento del trasferimento d’ossigeno per il loro 

accumulo superficiale, emulsioni con gli oli. 

Modeste concentrazioni nei reflui di origine domestica. 

In funzione della carica assunta dalla parte organica, si distinguono 

in: 

• anionici: sali di sodio a catena ramificata (ABS = 

alchilbenzensolfonati), lentamente biodegradabili, e a catena 

lineare (LAS = alchilsolfonati lineari), rapidamente biodegradabili; 

• cationici: sali di ammonio, usati più come ammorbidenti e 

disinfettanti che come detergenti; 

• non ionici: non si dissociano in acqua; poco usati come detergenti. 

Misura: per gli anionici si esegue per reazione con il blu di metilene (MBAS = 

sostanze attive al blu di metilene);

Numerosi composti, rilevabili in forma singola o globale: 

a) Misure globali: 

solidi disciolti non volatili; 

misura della conducibilità (funzione della concentrazione e della 

natura degli ioni in soluzione; misura falsata dalla presenza di colloidi 

e sostanze organiche; più veritiera per le acque di 

approvvigionamento. 

b) Misure singole: 

analisi di singoli ioni 

COMPOSTI INORGANICI 


Sono i metalli ad elevato peso atomico: nichel, manganese, piombo, 

cromo, rame, zinco, cadmio, ferro e mercurio. 

In un liquame urbano (pH neutro o debolmente alcalino) essi precipitano in 

forma di idrossidi e carbonati, risultano tossici per la popolazione 

batterica. 

Pericolo per fenomeni di accumulo 

METALLI PESANTI

CLORURI 


Sono composti persistenti (non si degradano); adatti come traccianti 

conservativi di inquinamento. 

Il metabolismo umano provoca lo scarico di circa 6 g/ab·giorno 

(principalmente contenuti nelle urine), che si aggiungono a quelli 

presenti all’origine nelle acque di approvvigionamento. 

La concentrazione di cloruri in un liquame urbano è di circa 20 mg/l. 

Anomale concentrazioni possono essere determinate da infiltrazioni 

di acque salmastre in fognatura; 

Comportano problemi (metabolismo biomasse, solubilità ossigeno) per 

concentrazioni superiori ai diverse centinaia di mg/l.

La presenza di solfati negli scarichi deriva sia dalla qualità delle 

acque di approvvigionamento, sia dagli apporti industriali. 

Possono causare problemi di: 

COMPOSTI DELLO ZOLFO 


• cattivi odori connessi alla produzione batterica di solfuri, che si 

liberano in atmosfera sotto forma di idrogeno solforato (H 2S); 

• corrosione dei manufatti per ossidazione batterica con produzione di 

acido solforico, aggressivo per il calcestruzzo: 

H 2S + 2O 2 ↔ H 2SO 4

• Batteri 

• Funghi 


Caratteristiche microbiologiche 

• Alghe 

Organismi viventi presenti 

• Protozoi 

nelle acque primarie e reflue 

• Piante e animali 

• Virus

MICRORGANISMI 

La presenza di microrganismi negli scarichi va attribuita alle deiezioni 

umane ed animali (10 11 – 10 12 micr./abxgiorno). 

La maggior parte è costituita da batteri saprofiti banali, non 

patogeni, demolitori della sostanza organica (coliformi fecali, 

streptococchi fecali). 

Presenza anche di microrganismi patogeni: 



batteri (tifo, dissenteria, colera), virus (epatite), uova di vermi 

(tenie, ascaridi). 

MISURA DEI MICRORGANISMI PATOGENI 

La misura diretta è in pratica impossibile, a causa di: 

elevatissimo numero di specie patogene 

complicate e costose procedure per l’individuazione di ogni singola 

specie 

Si preferisce quindi una misura indiretta, facendo uso di 

ORGANISMI INDICATORI, anche se non patogeni

MICRORGANISMI INDICATORI (M.I.) 



Si ricorre alla valutazione di batteri saprofiti banali la cui presenza 

viene assunta come indice di inquinamento fecale e quindi di 

potenziale presenza di microrganismi patogeni. 

Gli indicatori utilizzati, per acque primarie e reflue, sono: 

Coliformi totali Coliformi fecali Streptococchi fecali 

Sono organismi direttamente collegati alla presenza di organismi patogeni: 

• rapporto quasi costante tra la loro presenza e quella delle singole 

specie patogene (virus, batteri, etc.); 

• presenti in gran numero; 

• facilmente misurabili 

• estremamente resistenti alle condizioni ambientali 

L’elevata presenza di M.I. non dimostra rende certa l’esistenza di 

organismi patogeni nell’acqua, ma solo la loro elevata probabilità di 

presenza.

BATTERI COLIFORMI TOTALI 

Escherichia, Aerobacter: Aerobacter non sono significativi di inquinamento 

antropico, dato che tali batteri si sviluppano anche nel suolo. 

BATTERI COLIFORMI FECALI 



Escherichia Coli: Coli batteri caratteristici delle feci umane, la cui 

produzione ammonta a 100 ÷ 400 miliardi/ab·giorno. 

STREPTOCOCCHI FECALI 

Caratteristici degli scarichi zootecnici; utili per distinguere un inquinamento 

di origine fecale umana da quello di origine animale. 

• Colitotali/streptococchi fecali ≤ 1 ⇒ contaminazione di origine animale. 

• Colitotali/streptococchi fecali ≥ 4 ⇒ contaminazione di origine umana. 

• 1 ≤ colitotali/streptococchi fecali ≤ 4 ⇒ interpretazione incerta.

Misure della carica batterica: 

• MPN (Most Probable Number) 

• UFC (Unità Formanti Colonia) 

Concentrazioni tipiche: 



coliformi totali: 10 8 – 10 9 MPN /100ml 

coliformi fecali: 10 7 – 10 8 MPN/100ml 

streptococchi fecali: 10 7 – 10 8 MPN/100ml

RAPPORTO TRA PORTATA E 

CONCENTRAZIONE DI UNO SCARICO 

Portata in acquedotto 

acquedotto: 

Portata nera in fognatura fognatura: 

Qa = Dot x Pop litri/giorno 

Qn = K . Qa con K = 0,7- 0,8 (coeff (coeff. (coeff (coeff. di di disperdimento) 

Concentrazione di un inquinante in fognatura fognatura: 

quindi: 

C = (a pc x Pop x 1000)/Q 1000)/Qn mg/litro 

C = a pc x 1000 / (K x Dot) mg/litro 


Osservazione 

Osservazione: : quindi la concentrazione non dipende dal numero di 

abitanti (Pop), ma solo dalla dotazione


RAPPORTO TRA CAMPIONI ISTANTANEI E MEDI 

ora 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 

Q (m 3 /ora) 50 20 24 48 120 149 160 150 125 110 99 80 50 

BOD 5 (mg/l) 70 65 75 84 165 245 290 260 190 145 110 92 70 

L (g/ora) 3500 1300 1800 4032 19800 36505 46400 39000 23750 15950 10890 7360 3500 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

0,00 

2,00 

4,00 

6,00 

8,00 

10,00 

Q (m3/ora) 

BOD5 (mg/l) 

ora min media max CAMP.MEDIO 

Q (m 3 /ora) 20 91 160 

BOD 5 (mg/l) 65 143 290 180 

L (g/ora) 1300 16445 46400 

12,00 

14,00 

16,00 

18,00 

20,00 

22,00 

24,00

Dipartimento Dipartimento di di Ingegneria Ingegneria Idraulica Idraulica 

ed ed Applicazioni Applicazioni Ambientali 

Ambientali 

Università Università di di Palermo Palermo 

IMPOSTAZIONE DEL CICLO DI 

TRATTAMENTO 

57

Schema generale di un impianto di depurazione 

Scopo di un impianto di depurazione è quello di rimuovere le sostanze 

inquinanti presenti nei liquami urbani, nel rispetto dei limiti imposti 

allo scarico dalla normativa vigente. 

refluo 

surnatante 

trattamento 

fanghi 

Impostazione del ciclo di trattamento 

refluo depurato al 

corpo ricettore 

linea 

fanghi 

discarica 

compost


Schema generale di un impianto di depurazione 

LINEA ACQUE: rimozione degli inquinanti dalla fase liquida con 

produzione nella maggior parte dei casi di sedimenti ad elevato 

contenuto di umidità, costituiti dalla componente già presente in forma 

sedimentabile nello scarico, o resa sedimentabile a seguito di 

trasformazioni di natura chimico-fisica, chimica o biologica. 

LINEA FANGHI: trattamento dei sedimenti prodotti nella linea acque 

per renderli compatibili con lo smaltimento finale. Comprende una fase 

di stabilizzazione, quando sia presente una componente putrescibile, 

seguita da una disidratazione per ridurre l’umidità.

Impianto di potenzialità medio-grande 


Linea acque 

Linea fanghi

Impianto di potenzialità medio-piccola 


Linea acque 

Linea fanghi

Confronto tra schemi con digestione dei 

fanghi aerobica e anaerobica 

costo [€/(AExanno)] 

200 

180 

160 

140 

120 

100 

80 

60 

40 

20 


impianti con digestione aerobica 

impianti con digestione anaerobica 

0 

0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000 350.000 400.000 450.000 500.000 

[A.E.]

Riepilogo dei trattamenti della linea acque 

di un impianto di depurazione 

TRATTAMENTI PRIMARI: 

- grigliatura 

- stacciatura 

- dissabbiatura 


- sedimentazione primaria (facoltativa, nel caso di impianti di potenzialità medio/piccola) 

TRATTAMENTI SECONDARI: 

- trattamento biologico e/o fisico-chimico 

- sedimentazione secondaria 

TRATTAMENTI TERZIARI: 

- disinfezione 

- rimozione dei nutrienti

Riepilogo dei trattamenti della linea fanghi 

di un impianto di depurazione 

IMPIANTI DI PICCOLA POTENZIALITÀ: 

uso di trattamenti biologici in linea acque in grado di produrre fango di 

supero già stabilizzato (impianti ad aerazione prolungata - ossidazione 

totale); necessaria solo la disidratazione del fango (naturale). 

IMPIANTI DI POTENZIALITÀ MEDIO-BASSA: 


si prevede la digestione aerobica del fango, il post-ispessimento e la 

disidratazione (naturale o meccanica). 

IMPIANTI DI POTENZIALITÀ MEDIO-ALTA (> 100.000 AE): 

si prevede il pre-ispessimento del fango, la digestione anaerobica e la 

disidratazione meccanica.

Fisici 

Classificazione dei trattamenti 

Grigliatura 

Dissabiatura 

Sedimentazione 

Flottazione 

Chimici 

Disinfezione 

Stabilizzazione 

Flocculazione 


Biologici 

A biomassa 

sospesa 

adesa 

Rimozione dei nutrienti 

Digestione aerobica o 

anaerobica 

Termici 

Essiccamento 

Incenerimento

NORME SULLO SCARICO DELLE ACQUE REFLUE 

a) D.lgs. 152/2006 


b) Legge R.S. 27/1986 limiti per lo scarico delle a.r. 

c) Delibera C.I.T.A.I. 4/2/77 

d) D.M. 185/2003 riuso acque reflue


Limiti sulle acque reflue depurate (Tab.1 All.5 D.lgs. 152/2006) 

Potenzialità impianto in A.E. 2.000 – 10.000 >10.000 

Parametri (media giornaliera) Concentrazione % di 

riduzione 

Concentrazione % di riduzione 

BOD5 (mg/l) ≤25 70-90 ≤25 80 

COD (mg/l) ≤125 75 ≤125 75 

Solidi Sospesi (mg/l) ≤35 90 ≤35 90 

Limiti per lo scarico in “aree sensibili” (Tab.2 All.5 D.lgs. 152/2006) 

Parametri 

Potenzialità impianto in AE 

(conc. media annua) da 10.000 a 100.000 > 100.000 

concentrazione % di riduzione concentrazione % di riduzione 

Fosforo totale (mgP/l)

TPA 01_Caratteristiche delle acque reflue - Dipartimento di ...

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