UV e Ozono, tecnologie per la depurazione senza ... - Water Solutions

Poste Italiane Spa - Sped. Abb. Post. - D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n° 46) art. 1, comma 1, - DCB Milano - BE-MA EDItrICE Via Teocrito, 47 • 20128 Milano - Supplemento a Acqua&Aria n. 8/2009
UV e Ozono
Tecnologie
per la
depurazione
senza addiTivi
chimici

UV e Ozono
Te c n o l o g i e p e r d e p u r a z i o n e s e n z a a d d i T i v i c h i m i c i
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4
Supplemento al numero 8 ottobre 2009 di
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in L.27/02/2004 n.46) art.1,comma 1, - DCB Milano -
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Sommario
Introduzione 6
Il trattamento Wedeco con UV 8
CaratteristiChe della radiazione ultravioletta 8
il funzionamento del proCesso 9
riattivazione batteriCa 10
sensibilità dei miCrorganismi e dosi uv 11
tipologia di lampade uv e loro utilizzo 13
Lampade a mercurio a bassa pressione ed alta resa (LPHO) 13
Lampade LPHO ad amalgama 13
Lampade a media pressione 13
tipi di reattore e loro appliCazione 15
Componenti prinCipali 17
fattori Che influenzano il trattamento Con uv 19
la progettazione di un impianto di trattamento Con uv 20
Calcolo del dosaggio con il metodo della sommatoria di punto di origine 27
La tecnologia Wedeco nel trattamento
delle acque con Ozono 29
Cos’è l’ozono 29
prinCipio di formazione dell’ozono 30
il proCesso di generazione dell’ozono 32
l’uso dell’ozono nel trattamento delle aCque 34
utilizzo dell’ozono nel trattamento delle aCque potabili 35
Le applicazioni Ozono nel trattamento di potabilizzazione delle acque 36
Il controllo del sapore e dell’odore 36
I solfuri 37
I fenoli 37
Le alghe 37
Decolorazione con ozono 39
Ossidazione dei composti inorganici 39
Coagulazione migliorata (micro-flocculazione) 40
Ossidazione dei composti organici 40
Sottoprodotti di disinfezione (DBPs) / Trialometani, Acidi Aloacetici 40
Rimozione dei composti Organici con Carbone attivato
biologicamente (BAC) 41
Ozono: l’agente disinfettante 42
L’effetto dell’ozono su alcune specie batteriche, virus e spore 41
I bromati nelle acque potabili 44
Considerazioni finali 44
utilizzo dell’ozono nel trattamento delle aCque di sCariCo 45
Le possibilità applicative dell’ozono nei processi depurativi delle acque di scarico 47
i proCessi di ossidazione ChimiCa avanzata (aop) 49
Le combinazione con la tecnologia UV per una disinfezione avanzata 51
l’utilizzo in italia 51
utilizzo dell’ozono nei proCessi di minimizzazione dei fanghi biologiCi 53
L’azione dell’Ozono 54
L’inserimento nel processo biologico esistente 55
Valutazione della capacità di disintegrazione 56
impianto ad ozono 57
Considerazioni economiche 59
Cenni sulla normativa per i sistemi di depurazione delle acque 61
quadro legislativo di riferimento 61
Delibera Interministeriale 4 febbraio 1977 61
Legge 18 maggio 1989, n.183 e successive modifiche e integrazioni 61
Legge 5 gennaio 1994, n.36 (c.d. Legge Galli) 62
Decreto Legislativo 11 maggio 1999, n.152 modificato e integrato dal Decreto
Legislativo 18 agosto 2000, n. 258 62
note sulla normativa italiana 62
Gamma UV Wedeco 66
Gamma Ozono Wedeco 67
5

6
7
Due banchi
dei 12 canali
dell’impianto di
disinfezione dell
acque con UV
di Manukau in
Nuova Zelanda:
è il più grande
del mondo.
Introduzione
Il trattamento delle acque è senza dubbio uno degli argomenti di maggiore attualità, non solo per la
sua comune accezione di bene che in futuro diventerà sempre più scarso e prezioso ma anche per il
fatto che la tecnologia mette oggi a disposizione dei tecnici svariate soluzioni.
Tradizionalmente il trattamento delle acque è stato affrontato mediante l’impiego di sostanze chimiche
in grado di agire da antagonisti per gli inquinanti, affidando loro il compito di eliminare selettivamente
gli elementi nocivi e patogeni. Con tale metodica però, l’uso di additivi chimici spesso comportava un
differente tipo di inquinamento per cui il loro impiego, risolvendo un problema specifico finivano per
crearne altri.
Basti citare per esempio l’uso del cloro, che esplicando la sua azione disinfettante ed antibatterica,
comporta la formazione di sottoprodotti nocivi quali lo ione clorito oppure odori e/o sapori sgradevoli
che, in definitiva, risolvendo un problema serio come la contaminazione batterica finiscono per crearne
un secondo, magari di minore entità, ma pur sempre segnale di uno scadimento del prodotto finale
del trattamento.
Lo screening di soluzioni ecologicamente sostenibili, è stato quindi uno dei campi di ricerca più attivi
degli ultimi anni, che ha permesso la messa a punto di sistemi in grado produrre un trattamento delle
acque senza l’uso di prodotti chimici. Qualsiasi soluzione tecnologica deve fare i conti con la normativa
vigente per quanto concerne i parametri di abbattimento degli inquinanti. In Italia, con il recepimento
delle Direttive Europee, la situazione normativa non presenta un quadro semplice e le leggi nazionali
in vigore sono il risultato di successive modificazioni di norme precedenti, con parziali modifiche ed
abrogazioni. Come spesso accade con la Legislazione Italiana, orientarsi è spesso difficoltoso, anche
se, per ciò che attiene alle quantità di inquinanti ammesse, gli allegati delle leggi permettono di avere
un quadro abbastanza chiaro. Il tutto viene però completato (e a volte complicato) dalle normative a
livello regionale, da cui dipende una parte della legislazione.
Qui analizzeremo le soluzioni WEDECO (marchio di ITT Water & Wastewater) mediante il trattamento
delle acque con raggi UV, per l’abbattimento della carica microbica patogena (batteri, virus e spore) e
tramite ozono, molecola triatomica dell’ossigeno ad elevato potere ossidante.
Con il progresso tecnologico conseguito negli ultimi decenni, anche la principale barriera al massiccio
utilizzo di questi nuovi sistemi, rappresentata da fattori economici e gestionali, si è ormai affievolita
al punto che, considerate tutte le variabili in gioco, in molti casi si può parlare di perfetta equivalenza
dei costi.
Il trattamento delle acque reflue viene normalmente suddiviso in piu step, che meglio ne individuano
obiettivi e finalità secondo una gerarchia di affinamento qualitativo crescente.
Il trattamento preliminare ha lo scopo di separare dalle acque reflue le sostanze solide estranee in grado
di creare problemi ai trattamenti successivi (rimozione dei detriti, eliminazione rifiuti solidi di maggiori
dimensioni e di sabbie, abbattimento del contenuto di olii, ecc.). Viene effettuato di solito per via meccanica
e fisica, mediante processi di grigliatura e di filtraggio con dissabbiatori e disoleatori.
Il trattamento primario ha poi lo scopo di eliminare dall’acqua i contenuti solidi in sospensione, prevalentemente
di natura organica. Viene effettuato con processi fisici e/o chimici con l’obiettivo di ottenere
una abbattimento di almeno il 50% dei solidi sospesi e di almeno il 20% del BOD 5 (domanda di ossigeno
biochimico in mg/L di O 2 , assunto come misura indiretta del carico organico inquinante biodegradabile).
I trattamenti primari possano avvalersi di sostanze coagulanti e/o flocculanti che aumentano
l’aggregazione delle sostanze inquinanti solide e ne permettono la rimozione per sedimentazione o
con altri procedimenti fisici.
Il trattamento secondario dei reflui deve poi proseguire con l’abbattimento delle sostanze organiche
biodegradabili e la rimozione dei solidi in forma colloidale, non separabili con procedimenti fisici e quindi
non sedimentabili. In genere, appartengono a questa fase un processo biologico con sedimentazione
secondaria, ovvero con altri processi con cui sia possibile nell’effluente rispettare i requisiti qualitativi
contenuti nella Tabella 1 dell’Allegato 5 della Parte III del D. Lgs. n. 152/2006, che richiede la riduzione
senza nitrificazione dell’80% del BOD5, del 75% del COD (domanda di ossigeno chimico in mg/L di O2
assunta come misura indiretta del carico organico inquinante totale - biodegradabile e non) e dei SST
(Solidi Sospesi Totali) del 90%.
Il Trattamento terziario ha poi lo scopo di perfezionare la depurazione mediante la riduzione del carico
di elementi nutrienti (quali sono principalmente fosforo e azoto), l’ulteriore diminuzione del contenuto
di sostanze poco biodegradabili, non eliminate precedentemente, e la disinfezione, ossia la riduzione
del contenuto di microrganismi dell’effluente a valori di concentrazione ritenuti accettabili dal punto
di vista sanitario e ambientale.
Il D. Lgs. 152/2006 dispone che tutti gli impianti di trattamento delle acque con potenzialità superiore
a 2000 A.E. (Abitante Equivalente: esprime il carico inquinante di una particolare utenza, civile o industriale,
in termini confrontabili con le utenze di tipo civile), con esclusione degli impianti che impiegano
tecnologie depurative di tipo naturale (come la fitodepurazione o il lagunaggio), debbano essere dotati
di un impianto di disinfezione atto a garantire il raggiungimento dei requisiti qualitativi necessari per
gli usi del corpo idrico recettore.

8 9
Il trattamento Wedeco con UV
caraTTerisTiche della r a d i a z i o n e ulTravioleTTa
La luce è una delle molte forme di energia sotto forma di radiazione. Questa si estende
dalle onde radio fino ai raggi cosmici ed è catalogata in 16 differenti tipi secondo la loro
lunghezza d’onda. L’energia viene trasmessa dalle radiazioni in pacchetti discreti chiamati
fotoni. Quando un fotone colpisce una molecola e ne provoca l’eccitazione, tale trasferimento
energetico dalla radiazione alla molecola può portare ad una reazione chimica.
Tale fenomeno viene classificato come fotochimica.
Normalmente la lunghezza d’onda della radiazione che si considera nella fotochimica è compreso
tra 100 e 1000 nm.
Tra 700 e 1000 nm siamo nel campo della radiazione chiamata infrarosso, non visibile all’occhio
umano e, se si eccettuano alcuni tipi di fotosintesi batterica, gli infrarossi non posseggono
energia sufficiente per dare luogo a significativi processi fotochimici.
Tra 400 e 700 nm siamo nel campo della luce visibile. Questa radiazione agisce nei processi
di fotosintesi clorofilliana delle piante e delle alghe.
Tra 100 e 400 nm la radiazione prende genericamente il nome UV (ultravioletto) ed è stata
a sua volta suddivisa nella radiazione UVA (tra 315 e 400 nm), nella radiazione UVB (tra
280 e 315 nm), nella radiazione UVC (tra 200 e 280 nm) e, infine, nella radiazione VUV
(Vacuum Ultra Violet con lunghezze d’onda comprese tra 100 e 200 nm).
Differenti sono le reazioni fotochimiche che ciascuna di queste radiazioni UV provoca: gli UVA
Raggi X
Vacuum-
UV
luce ultravioletta Luce visible Infrarossi
UV-C UV-
B
100 200 280 315 400 780
Lunghezza
Lampada UV
Spektrotherm 254 nm
UV-A
Eliminazione dei
microorganismi
d'onda (nm)
hanno un livello energetico basso e provocano principalmente reazioni a livello epiteliale e
sono responsabili dell’abbronzatura, gli UVB hanno un contenuto energetico superiore rispetto
agli UVA e possono provocare effetti nocivi non di particolare rilievo sull’organismo umano,
gli UVC hanno un contenuto energetico superiore e possono provocare il cancro della pelle
e sono stati studiati soprattutto perché possono essere validamente impiegati in processi di
disinfezione batterica e dei virus in quanto la loro energia viene assorbita dalle molecole di
DNA, RNA e dalle proteine provocandone una modificazione significativa.
I raggi VUV hanno un livello energetico ancora superiore ma essendo la loro lunghezza
d’onda molto ridotta, vengono completamente assorbiti dall’aria, dall’acqua e, ovviamente
dai solidi (anche se trasparenti): si tratta quindi di radiazioni che si propagano soltanto nel
vuoto e pertanto il loro utilizzo nella fotochimica non è rilevato sulla Terra.
il f u n z i o n a m e n T o d e l p r o c e s s o
Sono tre le leggi fondamentali della fotochimica:
1 - Perché avvenga una reazione fotochimica è necessario che la luce sia assorbita da una
molecola. (Legge di Grotthuss-Draper).
Tale legge, che sembrerebbe scontata, avverte però che le molecole che non vengono
colpite da una luce di una particolare lunghezza d’onda non possono essere coinvolte
da una reazione fotochimica.
2 - Per ciascun fotone assorbito in una sostanza chimica viene attivata una sola molecola per
una reazione fotochimica. Ovvero la quantità di fotoni che riesce a colpire le molecole deve
essere almeno pari al numero delle molecole perché si abbia una reazione fotochimica
completa.
3 - L’energia di un fotone assorbita da una molecola deve essere uguale o maggiore del legame
più debole nella molecola. Se l’energia assorbita da una molecola è inferiore a quella
del legame più debole all’interno della molecola non si avrà una reazione fotochimica.
In questo caso, l’energia assorbita verrà trasformata in calore o, addirittura la molecola
riemetterà il fotone che ha assorbito (fenomeno della fluorescenza oppure della
fosforescenza).
Per la funzione di abbattimento della carica batterica dell’acqua con gli UV bisogna considerare
il meccanismo di inattivazione dei microrganismi. Il concetto di inattivazione è importante in
quanto è stato dimostrato che, anche se l’assorbimento degli UV non produce la distruzione di
un microrganismo, può produrre la inattivazione, ovvero il microrganismo, pur essendo metabolicamente
attivo, è di fatto inabilitato a svolgere la sua funzione patogena. Ciò è ovviamente
sufficiente per considerare esplicata la funzione di disinfezione con un trattamento UV.
Quando una luce UV nel range compreso tra 200 e 300 nm attraversa un microrganismo
viene assorbita da numerosi componenti cellulari. Si osserva però che soltanto le proteine
e i nucleotidi che formano DNA e RNA assorbono dosi sufficienti di UV. Tuttavia, in relazione
alla lunghezza d’onda, ciascuno di questi elementi assorbe differenti quantità della
radiazione UV. Per esempio le proteine assorbono molta della luce con lunghezza d’onda
inferiore a 230 nm e solo una frazione poco significativa della luce nel restante campo tra

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230 e 300 nm, dove invece l’assorbimento maggiore è costituito dai nucleotidi. Al di sopra
del 210 nm solo gli aminoacidi assorbono una quota significativa della radiazione UV.
In considerazione del fatto che l’acqua assorbe gran parte della radiazione UV con frequenza
non inferiore a 230 nm, per la disinfezione delle acque quindi si prendono in considerazione
frequenze comprese tra 230 e 280 nm.
Il problema a cui i teorici ed i tecnici si sono applicati con particolare meticolosità è stabilire
quale sia la lunghezza d’onda più profittevole per un impiego degli UV nella inattivazione
batterica. La fotochimica del RNA e soprattutto del DNA, elemento di base per la vita, è stata
affrontata analizzando il comportamento fotochimico dei “mattoni” che costituiscono la
doppia elica del DNA. I quattro elementi costituenti sono, come è noto, Adenina, Citosina,
Guanina e Timina. Il grafico riportato nella pagina precedente schematizza qualitativamente
l’assorbimento di UV da parte del DNA e dei suoi costituenti.
Come si vede si ha un picco di assorbimento intorno alla frequenza di 254 nm. In particolare,
la inattivazione del DNA avviene specificamente per la capacità degli UV di creare un ponte
(dimero) tra due basi di Timina adiacenti. La formazione di dimeri di Timina (e di altri dimeri
simili) distrugge la struttura del DNA in quanto ne impedisce la replicazione e ciò previene le
infezioni esplicando quindi l’azione disinfettante per effetto degli UV.
Citosina
Guanina
Adenina Timina
Citosina
Guanina
Timina
Adenina
riaTTivazione baTTerica
Alcuni microorganismi, in particolare i batteri, hanno dei meccanismi che possono riparare
o bypassare i dimeri di Timina nel DNA nel processo di replicazione cellulare. Anche alcuni
virus possono riattivarsi utilizzando degli enzimi degli ospiti in cui si sono insediati. Questi
meccanismi di riattivazione si dividono in riattivazione al buio e in presenza di luce.
La riattivazione al buio avviene per sostituzione dei dimeri di Timina con una nuova sintesi delle
due molecole di Timina che ripristina la situazione originaria del DNA riattivando il microrganismo.
In altri casi durante la replicazione del DNA le zone non danneggiate dagli UV vengono
utilizzate per sostituire i dimeri di Timina operando la riattivazione.
In presenza di luce, invece, il meccanismo di riattivazione avviene utilizzando l’energia dei
fotoni per rompere il legame del dimero e ripristinare con una reazione fotochimica la situazione
originale. Questi processi quindi non avvengono nel trattamento delle acque disinfettate
con UV che non sono successivamente esposte alla luce (per esempio che sono conservate
in serbatoi chiusi), mentre possono accadere nel caso in cui, dopo il trattamento, le acque
vengono stoccate staticamente in bacini aperti, laghi, corsi d’acqua, ecc.
È per questo che a volte si ricorre ad una modesta additivazione delle acque depurate con UV
con prodotti chimici che hanno soltanto il compito di impedire i meccanismi di riattivazione.
Per tale motivo le dosi di prodotti chimici come il Cloro sono sensibilmente inferiori a quelle
necessarie per esplicare una funzione primaria di disinfezione.
Luce uv
Timina
Adenina
Timina
Dimeri
Adenina
Citosina
Guanina
Timina
Adenina
sensibiliTà d e i m i c r o r g a n i s m i e d o s i uv
La sensibilità di ciascuna specie di microrganismo agli UV è, ovviamente, differente. Con opportune
apparecchiature di laboratorio in grado di misurare la effettiva dose di UV che riceve
un campione di microrganismo, sono state effettuate numerose prove per definire quali siano
le dosi specifiche per giungere alla inattivazione delle varie specie di microrganismo.
La dose di UV, detta fluenza, viene espressa in mJ cm -2 , ovvero come quantità di energia da
trasmettere per centimetro quadrato di campione.
In generale, i vari tipi di microrganismi che possano essere inattivati dagli UV si comportano
secondo questa scala qualitativa:
batteri – protozoi > virus > spore di batteri > adenovirus > alghe
(più sensibilità)-------------------------------------------(minore sensibilità)
Si noti che gli adenovirus sono menzionati separatamente in quanto la loro sensibilità agli UV
è decisamente inferiore si quella di altri tipi di virus.
Le tabelle qui di seguito riportano la dose di UV a 254 nm necessaria per la inattivazione al
99,99% del campione di vari batteri, di alcuni virus e di alcuni protozoi.
È importante qui notare che i valori tabellati sono il risultati di test di laboratorio in cui tutti
i microrganismi ricevono la medesima dose di UV per il fatto che i campioni sono perfettamente
omogenei. Questo non è il caso reale in cui non ci può essere la garanzia di uniformità
Dose di UV a 254 nm necessaria per la inattivazione al 99,99% del campione di vari batteri
Dose di UV (mj cm -2 ) per l’inattivazione
del 99,99% del campione
Batterio Senza fotoriattivazione con fotoriattivazione*
Aeromonas hydrophila 5 ND
Bacillus anthracis spores >60 -
Bacillus subtilis spores 80 -
Enterobacter cloacae 10 33
Enterocolitica fecium 17 20
Campylobacter jejuni 4,6 ND
Citrobacter diversus 11,5 ND
Clostridium perfringens 23,5 ND
Corynebacterium diphtheria 6 ND
Coxiella bumetti 3 ND
Escherichia coli (ATTC 11229) 10 28
Escherichia coli (O157:H7) 6 25
Echerichia coli (wild type) 8,1 ND
Klebsiella pneumoniae 20 31
Klebsiella terrigena 11 ND
Legionella pneumophila 9,4 ND
Mycobacterium smegmatis 20 27
Mycobacterium tuberculosis 20 ND
Pseudomonas aeguginosa 11 19
Pseudomonas mallei 14,5 ND
Salmonella anatum (da feci umane) 15 § ND
Salmonella enteritidis (da feci umane) 10 ND
Salmonella tiphi (ATTC 19430) 8,2 ND
Segue tabella
alla pag. seguente
‹‹‹‹

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13
Dose di UV a 254 nm necessaria per la inattivazione al 99,99% del campione di vari batteri
Batterio Senza fotoriattivazione con fotoriattivazione*
Salmonella tiphimirium (da feci umane) 9 ND
Salmonella marcescens 13 30
Shigella dysenteriae (ATTC 2927) 3 ND
Shigella sonnei (ATTC 9290) 8,2 ND
Staphilococcus aureus 10,4 ND
Staphilococcus faecalis (ATTC 29212) 11,2 ND
Vibrio cholerae (ATTC 259872) 2,9 21
Yerisìnia enterocolitica (ATTC 27729) 4,6 ND
* campioni esposti alla luce solare dopo l’esposizione ad UV
ND – Non Disponibile
§ valore per giungere a 99,9% di inattivazione
Dose di UV a 254 nm necessaria per la inattivazione al 99,99% del campione di vari virus
Dose di UV (mj cm -2 ) per l’inattivazione
del 99,99% del campione
Batterio Classificazione senza fotoriattivazione con fotoriattivazione*
Adenovirus Type 40 dsDNA 124 § -
Adenoviurus Type 41 dsDNA 112 § -
B40-8 phage 28 -
Coxsackievirus B5 ssRNA 36 -
Hepatitis A (HM175) ssRNA 16 -
Hepatitis A ssRNA 21 -
MS2 Bacteriophage ssRNA 62 -
Poliovirus Type 1 ssRNA 27 -
PRD-1 phage 30 -
ΦX174 phage ssDNA 10 -
Rotavirus SA11 dsRNA 36 -
S.aureus phage A994 38 -
* per i virus non si osservano fenomeni di fotoriattivazione
§ USEPA stabilisce un valore si 186 mj cm-2 per inattivazione del 99,99% degli adenovirus, considerando una attendibilità
dell’80% del dato.
Dose di UV a 254 nm necessaria per la inattivazione al 99,99% del campione di vari protozoi
Batterio
Dose di UV (mj cm -2 ) per l’inattivazione
del 99,99% del campione
senza
fotoriattivazione
con
fotoriattivazione*
Giardia lamblia

16
17
e, insieme ai tubi al quarzo, il loro posizionamento
perpendicolare al flusso dell’acqua (in verticale
ed in orizzontale in modo da formare un reticolo)
permette il trattamento di flussi importanti come
nel caso degli impianti di distribuzione negli acquedotti.
La sezione del reattore può essere circolare
o rettangolare. Le lampade possono essere di tipo
LP, LPHO o MP.
Gli impianti a canale aperto sono solitamente i tipo
modulare a sezione rettangolare e la loro progettazione
viene effettuata di caso in caso, in considerazione
dei fattori specifici (come per esempio la necessità di
installazione all’interno di un impianto preesistente).
Le lampade possono essere installate longitudinalmente
o trasversalmente (tipologia ormai non più
molto utilizzata) al flusso dell’acqua e la scelta del
tipo di lampada utilizzato può essere sia del tipo
LP, MP o LPHO, con prevalenza per quest’ultima
tipologia. Spesso, per migliorare l’efficienza della
disinfezione, vengono impiegati dei regolarizzatori
Reattore UV per impianti di acque potabili con più
lampade perpendicolari al flusso.
del flusso che uniformano le velocità di passaggio del liquidi su tutta la sezione del canale in
modo da rendere il più possibile uniforme l’irraggiamento.
Qui sopra uno schema di un impianto di disinfezione con UV a canale aperto in cui uno o più banchi di lampade, in
relazione al flusso, irraggiano l’acqua.
co m p o n e n T i p r i n c i p a l i
Per il corretto funzionamento di un reattore a UV è innanzitutto necessario che sia conosciuta
in ogni momento l’intensità della radiazione a cui viene esposta l’acqua da trattare. Per questo
motivo vengono adottati dei sensori UV in grado di monitorare la quantità di irraggiamento
reale. Si tratta nella gran parte dei casi di sensori costituiti da un semiconduttore sensibile alla
luce ultravioletta che non viene attivato da radiazioni con lunghezza d’onda superiore a 300
nm (spettro visibile) e che per questo viene chiamato “solar blind”. Un sistema di filtraggio
della luce che raggiunge il sensore ne limita il funzionamento alle lunghezze d’onda comprese
tra 200 e 300 nm, quelle che esplicano una reale funzione germicida. Il posizionamento nel
reattore dei sensori UV viene effettuato in modo che, dopo le opportune tarature nella fase
di collaudo dell’impianto, il sensore rilevi le variazioni di potenza della radiazione ricevuta dal
liquido. Queste variazioni possono avvenire sia per un calo della potenza emessa dalle lampade
che per un eccessivo assorbimento dei cilindri protettivi in quarzo, per una variazione
della trasmittanza del liquido, ovvero dell’assorbimento di UV da parte del liquido per una
variazione della sua trasparenza dovuta a corpi estranei in sospensione. Ovviamente anche la
superficie del sensore che “legge” la potenza degli UV può sporcarsi ed essere quindi soggetta
ad una diminuzione di funzionalità. Opportuni cicli di pulizia e manutenzione dell’impianto
provvedono a mantenere pulite le superfici di lettura del sensore e di trasmissione della radiazione
da parte delle protezioni in quarzo delle lampade, mentre la rilevazione della variazione
della trasmittanza del liquido o della potenza di emissione delle lampade viene gestita da un
sistema elettronico di controllo dell’impianto attivando specifiche procedure di manutenzione
(o allarmi) che consentono di ripristinare la piena funzionalità del reattore.
Fondamentale per l’efficienza della disnfezione con UV è la pulizia costante dei contenitori delle lampade per evitare che
assorbano una quota significativa della radiazione destinata al liquido.

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Sono detti “sleeves” (tubi) i cilindri in quarzo entro cui vengono poste le lampade. La loro
funzione è quella di proteggere e isolare le lampade dal liquido che passa nel reattore, di
stabilizzare la temperatura a cui queste lavorano. La loro pulizia periodica, insieme a quella
dei sensori UV è essenziale per mantenere in efficienza il reattore. Molti sali minerali disciolti
nell’acqua (di calcio, magnesio, ferro, ecc.) hanno una solubilità che decresce con l’aumento
della temperatura. Poichè la superficie del quarzo a contatto con l’acqua è normalmente più
calda del liquido che passa nel reattore UV, con il tempo si possono depositare sulla superficie
del quarzo quantità non trascurabili di sali minerali che assorbono parte della radiazione UV
destinata ad esplicare la sua funzione germicida nel liquido.
La loro pulizia può avvenire per via chimica o per via meccanica. La prima, meno utilizzata,
prevede il fermo del funzionamento del reattore e una procedura che comporta l’immissione
di opportune sostanze chimiche in grado di rimuovere i sedimenti depositato sulla superficie
esterna del quarzo. Più comune è invece la pulizia meccanica delle superfici: negli impianti
domestici e nei piccoli impianti viene solitamente effettuata manualmente con una certa
periodicità che dipende dalla qualità specifica dell’acqua trattata, mentre negli impianti di
maggiori dimensioni viene posto un apposito meccanismo in grado di effettuare tale pulizia
meccanica senza necessitare del fermo dell’impianto.
Analoghi sistemi meccanici vengono adottati negli impianti a canale aperto, con una gestione
da parte dei sistemi elettronici di monitoraggio e controllo dell’impianto.
Wedeco utilizza degli anelli attorno a tubi di quarzo collegati ad un carrello che meccanicamente
li fa scorrere per tutta la lunghezza delle lampade. La pulizia dei depositi organici ed
inorganici avviene per raschiamento ed interessa tutta la superficie dei quarzi e il sensore UV
tramite apposite spazzole solidali al carrello. Gli anelli di pulizia sono in realtà composti da più
anelli due esterni in teflon ed uno interno in Viton, una tecnologia denominata da Wedeco “Tri-
Blade” in grado esplicare la sua migliore efficacia in entrambi i sensi di scorrimento dell’anello.
Il carrello di guida degli anelli scorre avanti e indietro grazie ad un cilindro pneumatico o una
vite senza fine ed il movimento è quindi completamente meccanico. La gestione dei cicli di
pulizia (come anche la posizione dei pulitori quando sono in stand-by) è affidata ad un PLC
esterno e può essere programmata in base alle caratteristiche specifiche dell’acqua che viene
La grande sala con
gli “armadi” per
l’alimentazione
delle lampade
dell’impianto di
Milano San Rocco.
sottoposta a trattamento UV. Testato con reflui provenienti da trattamenti terziari (in condizioni
estremamente severe quindi) la vita di questi anelli è di oltre 30000 passaggi in modo
che la loro sostituzione coincida (approssimativamente) con gli interventi di manutenzione
per la sostituzione delle lampade.
Componenti ausiliari, ma di fondamentale importanza, sono i sistemi di alimentazione delle
lampade e le logiche di controllo del funzionamento del reattore.
Per l’alimentazione, una piccola scheda elettronica, detta ballast, provvede a regolare l’alimentazione
occupandosi anche del filtraggio delle armoniche e di altre funzioni (riaccensione
in casi di interruzione dell’alimentazione, ecc.) tese a proteggere la lampada aumentandole
la “vita” utile.
Tranne che nel caso di piccoli reattori per utilizzo domestico, che hanno questi componenti
integrati nel reattore, si tratta di attrezzature poste a distanza dal reattore stesso, preferibilmente
in locali separati. I grandi impianti non solo richiedono elevate potenze di alimentazione
ma richiedono anche un controllo della temperatura ambientale e sovente vengono dotati di
sistemi di smaltimento del calore che si produce negli ambienti in cui sono installate le unità
che forniscono potenza alle lampade.
Per quanto concerne al controllo, il moderno progresso dell’elettronica non solo permette una
gestione ottimale di tutte le fasi ma anche la rilevazione storica dei dati di funzionamento e
persino la connessione per la trasmissione dei dati in remoto che permette la supervisione e
la gestione a distanza di interi impianti costituiti da numerosi reattori.
faTTori c h e i n f l u e n z a n o il TraTTamenTo c o n uv
Tra i parametri che influenzano la progettazione di un impianto di trattamento delle acque
con UV hanno una notevole rilevanza anche alcune delle caratteristiche del liquido che deve
essere sottoposto al trattamento.
La qualità dell’acqua è il primo di questi fattori. Viene valutata determinando la sua trasmittanza
ovvero la percentuale di UV che viene trasmessa dall’acqua, nel campo di lunghezze
d’onda compreso tra 200 e 300 nm.
Negli impianti con lampade LP o LPHO è di particolare rilevanza il valore della trasmittanza
per la lunghezza d’onda di 254 nm.
Wedeco commercializza uno strumento apposito che permette una misurazione manuale
reale e veloce della trasmittanza (rif. TUV.5) ed anche uno strumento per la misurazione in
continuo della trasmittanza in impianti a canale aperto (rif. Hippo).
Anche la trasmittanza dei quarzi in cui sono poste le lampade ha una importanza notevole. Come
accennato sulla superficie di questi elementi si possono depositare residui organici o inorganici
che progressivamente assorbono una parte della radiazione UV destinata alla disinfezione per
effetto della precipitazione di elementi a bassa solubilità nell’acqua (carbonati solfati e fosfati
di Manganese, Ferro, Calcio e Alluminio) che si depositano a causa della maggiore temperatura
degli “slevers” rispetto a quella del flusso d’acqua che li lambisce. I depositi di particelle solide
in sospensione nell’acqua sono i principali responsabili del lento diminuire della trasmittanza
dei quarzi. I cicli di pulizia periodica (manuali o automatici) provvedono a mantenere elevata
la trasmittanza di questi componenti per un corretto funzionamento dell’impianto.
La torbidità dell’acqua è un altro fattore che deve essere valutato. Essa è dovuta alla presenza
di particelle sospese nell’acqua che interferiscono con la trasmissione degli UV.
Alcune particelle hanno la caratteristica di diffrangere la luce incidente (nella lunghezza
d’onda considerata) e ne deviano quindi il percorso ma non ne assorbono l’energia. La
loro influenza sulle prestazioni del reattore è quindi di minima rilevanza. Altre particelle
invece assorbono gli UV che ricevono e quindi diminuiscono la trasmittanza dell’acqua. In
generale, sono le particelle relativamente grandi (diametro tra 1 e 10 µm) che hanno una
reale influenza sulle prestazioni dell’impianto. La torbidità del liquido è particolarmente
importante negli impianti di trattamento dei reflui.

20
21
Impianto di
trattamento UV
di Chioggia.
Studi di laboratorio hanno stabilito che una torbidità inferiore a 5 NTU (Nephelometric Turbidity
Unit) non ha significativi effetti sui trattamenti con UV. Poiché in genere nelle acque potabili
la torbidità è intorno a 0,1 NTU in tutti i processi di potabilizzazione questo parametro non
viene considerato. Nei trattamenti dei reflui con UV invece il problema può essere rilevante
e per tale motivo questi impianti possono prevedere un prefiltraggio del liquido che abbassi il
più possibile il contenuto dei solidi sospesi prima del trattamento con UV, soprattutto quando
l’obiettivo della disinfezione è particolarmente spinto (es. riutilizzo irriguo).
la progeTTazione di un impianTo di TraTTamenTo con uv
Gli elementi di cui tenere conto nella progettazione del trattamento con UV delle acque e il
planning del processo di progettazione sono numerosi.
Innanzitutto deve essere stabilito il fine dell’impianto.
Che si tratti della disinfezione delle acque in un acquedotto o del trattamento di reflui per
il loro riutilizzo in agricoltura o per il semplice sversamento in bacini o fiumi, che si debba
provvedere all’abbattimento della carica batterica dell’acqua di un impianto domestico oppure
della medesima funzione in una industria di produzione di bibite, è ovvio che le necessità
progettuali risulteranno differenti.
A questo proposito grande importanza deve essere data alle normative specifiche che regolano
la qualità delle acque in relazione al loro utilizzo dopo il trattamento. Si rimanda l’argomento
al capitolo specifico che chiarisce quali siano i reali target del trattamento per ciascun impiego
delle acque trattate.
In generale, si deve progettare un impianto che non sia sovradimensionato per l’obiettivo
finale in modo da raggiungerlo con minimi costi di installazione e di gestione.
Come primo parametro va quindi considerato se si tratta di un impianto in condotta o di
un impianto in canale a pelo libero. Poi si considera il flusso di acqua da sottoporre a trattamento,
i principali parametri qualitativi dell’acqua ed eventuali vincoli per la realizzazione
dell’impianto.
Per un dimensionamento dell’impianto si opera per approssimazioni successive. Il parametro
base che il progettista deve determinare è la cosiddetta Dose UV, definita come il prodotto
dell’intensità media dell’irraggiamento del liquido per il tempo di esposizione.
Dose UV C [J/m 2 ] = Intensità media [W/m 2 ] x Tempo medio di esposizione [s]
Questo parametro è influenzato da tutte le componenti che determinano la funzionalità dell’impianto
secondo uno schema concettuale che può essere rappresentato come il grafico qui
riportato:
Disposizione
lampade
Lampade Acqua
Potenza
lampade
Intensità
Fattori di scala
Tipo
funzionamento
invecchiamento
Azione germicida
Dose UV
Tr Trasmittanza asmittanza
Flusso Volume
Reg. lamiare
Torbidità Reg. turbolento
Colore Miscelazione
La correlazione tra la dose di UV e le concentrazioni finali ed iniziali della concentrazione
batteriologica dell’acqua prima e dopo il trattamento è espressa dalla seguente relazione:
dove:
Parametro Note
N = concentrazione batteriologica in uscita
N = concentrazione batteriologica in entrata
0
d = coefficiente di dispersione (idraulica) Questo parametro dipende dalla miscelazione nel canale e
dipende dai parametri idraulici del flusso
k = rapporto di inattivazione batterica (m2 /J) Questo parametro dipende dalla sensibilità di ciascun
microrganismo agli UV
D = Dose di UV C (J/m2 )
SS = concentrazione di solidi sospesi (mg/L) Questi parametri esprimono la densità dei microrganismi
c = costante (empirica)
associati al contenuto di solidi sospesi e sono specifici dei
reflui
m = costante (empirica)
La formula utilizzata da Wedeco deriva direttamente dalle normative americane EPA. Tutti i parametri sono strettamente
correlati al tipo ed alla disposizione del sistema di irraggiamento e pertanto la Dose di UV rimane il principale parametro per
il dimensionamento dell’impianto.

22
23
Graficamente la formula nella pagina precedente porta ad un grafico di questo tipo:
che mostra il valore della inattivazione batterica (CFU - Colony-Forming Unit – misura il
numero di batteri o funghi in un campione biologico) con il variare della Dose di UV C.
Nell’esperienza pratica possono riscontrarsi dei discostamenti tra il valore teorico e quello
misurato nel caso dei liquami. Ciò è dovuto al fatto che i valori assegnati ai parametri sono
il frutto di un adattamento dei dati alle esperienze pratiche. Si può quindi affermare che in
generale la formula offre delle predizioni della inattivazione batterica abbastanza affidabili
ma che la sua validità non può essere assunta acriticamente per ogni tipo di microrganismo
ed ogni tipo di liquame.
I parametri per il progetto di una unità di trattamento con UV si dividono in tre principali
categorie:
1. parametri di progetto
flusso massimo
minimo valore della trasmittanza
livello di disinfezione richiesto
conoscenza dei trattamenti a monte
2. Parametri di rischio
massima concentrazione di solidi sospesi
massima concentrazione di microrganismi in ingresso
variazioni di flusso
3. Parametri di dettaglio
conoscenza precisa delle fasi di trattamento a monte
distribuzione della dimensione delle particelle sospese
valori di concentrazione delle altre caratteristiche dell’acqua (COD, BOD, Fe, Mn, ecc.)
variazione della qualità dell’acqua
Il problema che bisogna quindi risolvere per una corretta progettazione è la determinazione
della Dose di UV necessaria per raggiungere il target dell’impianto. Questa dipende, ovviamente,
dalla qualità dell’acqua in ingresso e dal valore di inattivazione batterica che si vuole ottenere.
Tale valore è di solito espresso come logaritmo.
I parametri che si prendono in considerazione, visto oltretutto che la normativa vi fa esplicito
riferimento, sono i Coliformi Fecali, i Coliformi Totali e gli Streptococchi Fecali.
I coliformi, essendo presenti nelle feci umane in elevate concentrazioni, dell’ordine di 10 9 /g,
sono stati da molto tempo considerati organismi indicatori d’inquinamento ed hanno assunto
un importante ruolo come marcatori microbiologici per definire la qualità degli ambienti idrici.
Tuttavia, poiché il gruppo dei coliformi contiene numerose specie ampiamente diffuse nell’ambiente,
il sottogruppo dei coliformi fecali ha assunto un significato più specifico di contaminazione
di origine fecale.
Le più recenti normative sulle acque, in ogni caso, fanno riferimento alla specie Escherichia
Coli, un microrganismo che è in rapporto più diretto ed esclusivo con il tratto gastro intestinale
dell’uomo e degli animali a sangue caldo, il quale, insieme agli enterococchi, rappresenta un
parametro più specifico ed accurato di contaminazione da materiale fecale.
Si assume che il valore degli Escherichia Coli è circa l’80% del valore dei Coliformi Fecali.
Una Dose di UV C di 100 J/m 2 porta ad un abbattimento del valore dei Coliformi Fecali di 1 log.
Analoga sensibilità agli UV presentano i Coliformi Totali, ma si deve tenere presente che poiché
i Coliformi Fecali sono circa il 20% dei Coliformi Totali, la Dose di UV deve essere proporzionalmente
più elevata se si richiede un analogo livello valore di inattivazione batterica con UV.
Con queste premesse, se ad esempio la concentrazione dei Coliformi Fecali all’ingresso dell’impianto
con UV è di 1.000.000 di Coliformi Fecali / 100 mL e si richiede un valore in uscita di
1.000 Coliformi Fecali / 100 mL, il valore di inattivazione è di 10 6 /10 3 = 3 log. Con un semplice
calcolo, note le condizioni iniziali dell’acqua ed il valore finale si può stabilire un primo valore
della dose di UV che l’impianto deve fornire.
Aiuta in questa definizione della Dose di UV la tabella teorico-empirica, riporatata nella pagina
seguente, di prima valutazione che Wedeco suggerisce.
Per procedere con il dimensionamento iniziale si deve adesso ipotizzare uno schema di impianto,
che poi sarà eventualmente modificato ottimizzando i vari parametri.
Va detto qui che tale processo è più rilevante nel caso di impianti a canale aperto per il trattamento
dei reflui. Infatti, nel caso di un impianto di potabilizzazione in condotta i moduli
sono certificati e le condizioni dell’acqua in ingresso sono molto più omogenee e semplici da
valutare. Per la progettazione di massima bisogna valutare innanzitutto il volume di acqua da
trattare in metri cubi per ora.
Si sceglie quindi il numero di canali dell’impianto. In generale, impianti a più canali hanno un
maggiore costo di impianto ma una maggiore flessibilità di gestione che comporta la possibilità
di risparmi economici nel corso del funzionamento in relazione alla variabilità delle portate a
cui un impianto è normalmente soggetto.
Di grande
importanza
negli impianto a
canale aperto è la
regolarizzazione del
flusso dell’acqua
per avere la
milgliore uniformità
delle velocità
di “transito”
nella zona di
irraggiamento.

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25
Livello di
disinfezione
richiesto per
100 ml (media
geometrica su
30 gg)
Tabella teorico-empirica suggerita da Wedeco per la determinazione
dei principali parametri di progetto di un impianto UV
Num. Coliformi
in ingresso
(per 100 ml)
SS (Solidi
Sospesi)
in mg/L
1.000 Coliformi 10
Fecali
5 max. 10 - 55 20
max. 20 - 55 26
max. 30 - 55 30
200 Coliformi Fecali 105 max. 10 - 55 25
max. 20 - 55 30
max. 30 - 55 37
100 Coliformi Fecali 105 max. 5 Filtrazione 65 25 – 30 Min. 2
max. 10 a sabbia 60 30 - 35 banchi
100 Coliformi Totali 105 aver. 5 Filtrazione 65 40 - 50 Min. 2
max. 10 a sabbia
banchi
23 Coliformi Fecali 105 Ø 5, max. 10 Filtrazione 65 40 - 50 Min. 2
a sabbia.
banchi
10 Coliformi Fecali 105 Ø 2-3, max. 5 Filtrazione 65 45 - 50 Min. 2
Ø 5, max. 10 a sabbia 60 50 - 60 banchi
100 Coliformi Totali 105 Ø 2-3, max. 5 Filtrazione 65 80 -90 Min. 2
a sabbia
banchi
2,2 Coliformi Fecali 105 Ø 2, max. 4-5 Filtrazione 65 80 - 90 Min. 2 Torbidità
a sabbia
banchi < 2 NTU
2,2 Coliformi Totali 105 Ø 2, max. 4-5 Filtrazione 65 160 - 200 Min. 2 Torbidità
a sabbia
banchi < 2 NTU
Questa tabella fornisce indicazioni di massima, soggette a numerose restrizioni:
• sono valide per reflui sottoposti a un trattamento secondario con una dimensione dei solidi sospesi di 10-30 µm derivanti
da processi di flocculazione e/o filtrazione a sabbia
• sono basate sui valori di picco del flusso. Se si considera un flusso costante i valori indicati vanno aumentati
approssimativamente del 20 – 25%
• sono valide per solidi sospesi con dimensioni inferiori a 30 µm; particelle più grandi richiedono Dosi più elevate ma
possono anche limitare il livello di inattivazione batteria indipendentemente dalla Dose applicata
• i Coliformi Fecali hanno concentrazioni più elevate degli Escherichia Coli secondo un fattore moltiplicativo di circa 1,2
• il valore dei Coliformi Totali si ottiene moltiplicando il valore dei Coliformi Fecali circa per 4
• si noti che la media aritmetica o percentili maggiori del 50% sono più stringenti della media geometrica e comportano
quindi Dosi più elevate o un migliore livello di pretrattamento
Si ipotizzano la profondità del canale e la sua larghezza (essendo l’area della sezione del canale
determinata dal flusso di acqua da trattare e dal numero di canali scelto). Per questioni
di omogeneità del flusso Wedeco suggerisce che il rapporto tra profondità e larghezza del
canale debba essere compreso tra 0,5 e 1.
La profondità viene scelta in base al numero di elementi di ciascun modulo di lampade. Queste
sono disposte a coppie e Wedeco indica un numero variabile tra 2 e 9 coppie di lampade.
In relazione alla larghezza del canale si determinerà quindi il numero di moduli di lampade
da affiancare. Wedeco indica un numero variabile tra 1 e 12 per banco. Il numero di banchi
da porre in serie in ciascun canale è un altro degli elementi che deve stabilire il progettista. In
generale più elevato è il livello della disinfezione e maggiore deve essere il numero dei banchi
in serie. Per valori finali di 100 Coliformi Totali / 100 mL o inferiori sono vivamente consigliati
almeno due banchi in serie per canale mentre se il valore finale dei Coliformi Totali / 100 mL
è 5 o inferiore il numero minimo di banchi in serie suggerito da Wedeco è 3.
Filtrazione
% trasmittanza
UV per cm
Dose UV (PSS) in
mJ/cm2 Num. banchi
per canale
Note
Acquedotto
di Helsinki:
disinfezione
dell’acqua con un
UV in condotta.
Wedeco propone tre differenti tipi di moduli, che si differenziano sostanzialmente per la
distanza delle lampade come mostra la tabella qui riportata.
Tipo Dosaggio UV
Distanza
tra le
lampade
distanza tra lampade
e parete del canale
Trasmittanza UV
Perdite
di carico
L basso 130 mm 60 mm ≥ 55 % basse
M medio 120 mm 55 mm da 35 a 55 % o dose medie
richiesta più
S alto 100 mm 47,5 mm ≤ 35 % elevata alte
I moduli di lampade hanno influenza sulle perdite di carico idrauliche del canale.
Lo step successivo della progettazione prevede il calcolo dell’irraggiamento del refluo da
trattare. Per questo vengono effettuati dei calcoli con appositi software che sono in grado
di fornire i principali parametri dell’impianto in modo da poterli confrontare con i dati
empirici della tabella sopra riportata. Wedeco effettua per il cliente la verifica delle ipotesi
di progetto con un proprio software fornendo, per ogni ipotesi, valori relativi a:
•la dose di UV in funzione della trasmittanza tenendo conto delle possibili perdite di potenza
dovute allo stato dei quarzi ed all’invecchiamento delle lampade;
•la velocità di flusso, che deve risultare in ogni caso superiore a 0,2 m/s in quanto al di sotto
di questa soglia vi è il concreto rischio che il flusso si trasformi da turbolento in laminare,
condizione non prevista per un corretto funzionamento dell’impianto. Inoltre, in condizioni
di picco del flusso la velocità nel canale deve risultare superiore a 0,4 – 0,5 m/s (tipicamente
si ottengono valori di 0,7 – 0,8 m/s). Se i valori ottenuti sono lontani dai valori suggeriti, si
considera l’ipotesi di variare la sezione trasversale del canale oppure di ridurre o aumentare

26
27
I grandi banchi
di lampade
dei canali
dell’impianto
di Manukau in
Nuova Zelanda
il numero dei canali per ottenere in ciascun canale dei flussi che siano all’interno del range
di velocità indicato;
•le perdite di carico per canale (non per banco). Queste non debbono superare i 50 mm, soglia
oltre la quale la differenza di livello dell’acqua nel canale tra ingresso ed uscita diventa
inaccettabile. Con un flusso costante le perdite di carico possono essere ridotte aumentando
la sezione del canale e incrementando il numero di lampade oppure scegliendo un interasse
maggiore tra le lampade, oppure ancora scegliendo una configurazione differente dei banchi
con interasse tra le lampade maggiore e una diversa distribuzione dei moduli per ogni
banco di lampade o, infine, ridistribuendo su più canali uno dei banchi in modo da ridurre le
perdite di carico in ogni canale. Per valori elevati della trasmittanza (>65%) possono essere
accettate perdite di carico superiori a 50 mm ma sempre al di sotto della soglia massima di
60 mm per canale.
Il software di calcolo adottato da Wedeco fornisce inoltre anche informazioni sulle dimensioni
di ciascun canale (incluso il volume di irraggiamento), il numero totale delle lampade, il numero
di Reynolds, il diametro idraulico e il tempo di irraggiamento.
il calcolo dei dosaggi
Wedeco calcola i dosaggi delle proprie unità in base al metodo UVDIS della sommatoria di punto di
origine. Si tratta di un metodo che parte dal presupposto che ogni lampada UV è costituita da una serie
di punti radianti di coordinate (xi, yi, zi) dislocati spazialmente sui suoi assi. Ciascuno di questi punti
“sorgente” emette un UV-output, denominato in seguito con P, uniforme in tutte le direzioni. Ad una
distanza R da ciascun punto origine viene quindi irradiata l’intensità I calcolata come:
L’attenuazione della radiazione all’aumentare della distanza R dal punto di origine in funzione della
trasmittanza T, è schematizzata dalla legge di Lambert-Beer:
Nel punto (x, y, z) l’intensità interna nella camera di radiazione, misurata dal punto di origine (xi,
yi, zi) è quindi:
L’intensità nel punto (x, y, z) emessa dalla lampada di lunghezza L nel piano (xi, yi) risulta dalla integrazione
della precedente espressione lungo l’asse zi. Ciò corrisponde a considerare la sommatoria
dei punti “sorgente” siti sugli assi xi ed yi della singola lampada.
L’intensità piana totale, sempre calcolata nel generico punto (x, y, z), dovuta al totale di lampade
di cui è composto il sistema, sarà quindi:
Mediando il valore ottenuto dalla espressione che precede sul volume V di irradiazione (cioè quello
disponibile per la disinfezione), si ottiene l’intensità media:
Da tutto quanto detto finora risulta quindi che:

28
29
Lo schema di lavoro può quindi essere sintetizzato così:
Determinazione empirica Dose UV
Utilizzando la Tabella Wedeco si
determina empiricamante la Dose UV
e le altre indicazioni relative (numero
dei banchi, valori massimi della
trasmittanza, dimensone max dei solidi
sospesi, necessità di filtrazione a
sabbia, ecc).
Sono differenti
e/o non
congruenti
?
Comparazione
tra la Dose UV
calcolata e la
Dose UV
empirica
Sono uguali
o congruenti
Parametri iniziali
- Flusso massimo
- Contenuto massimo di solidi nel liquido
- Livello di disinfezione richiesto
Variazione
ipotesi
impianto
per nuovo
calcolo
Ipotesi impianto
Oltre ai dati inizali si ipotizzano il
numero dei canali, le dimensioni del
canale (l e h), il numero di lampade
per modulo, il loro interasse (L-M-S),
il numero di moduli par banco, il numero
di banchi per canale.
Calcolo con software Wedeco
inserendo i dati ipotizzati si hanno
risposte sulle prestazioni e sulle
caratteristiche dell’impianto:
- la dose di UV in funzione della
trasmittanza
- la velocità di flusso
- le perdite di carico per canale
fornisce inoltre anche informazioni sulle
dimensioni di ciascun canale (incluso
il volume di irraggiamento), il numero
totale delle lampade, il numero di
Reynolds, il diametro idraulico e il
tempo di irraggiamento
Affinamento parametri e verifiche
economiche
dove abbiamo posto in colore giallo la sezione calcolata da Wedeco con il suo software.
La sezione successiva, dopo il dimensionamento di massima precede una serie di verifiche di
fattibilità e di calcolo dei costi. In generale, la seguente tabella fornisce indicazioni per il lavoro
di affinamento partendo dall’ipotesi di mantenere costante il numero di lampade.
Flessibilità in termini di
commutazione dei banchi
Costo di
investimento
Perdite
di carico
Aumentando il numero dei canali aumenta aumenta sono costanti
Aumentando il numero dei banchi aumenta aumenta aumentano
La tecnologia Wedeco nel trattamento
delle acque con Ozono
co s è l’oz o n o
L’Ozono è una molecola metastabile prodotta dall’ossigeno elementare, costituita da tre
atomi legati in forma ibrida, secondo una struttura simmetrica diamagnetica, con un angolo
di 116,5°, il cui simbolo chimico è O 3.
Si presenta come un gas incolore, ma che concentrato tende al bluetto, fortemente reattivo,
dal caratteristico odore pungente, le cui principali caratteristiche sono riportate nella tabella
seguente:
Ozono
Peso molecolare 48 g/mol
Punto di ebollizione (a 1013mbar) 161,5 K
Punto di fusione (a 1013 mbar) 80,6 K
Densità (a 1013 mbar, 0°C) 2,14 kg/m 3
Valore massimo in ambiente consentito 0,1 ppm
0,2 mg/m 3 di aria
Soglia di percezione odore 0,1 ppm
Potenziale Redox 2,07 V
Il suo potenziale redox, inferiore solo a quello del fluoro, è circa il 52% maggiore di quello del
Cloro, largamente utilizzato nel trattamento dell’acqua, rendendolo quindi l’agente disinfettante
più energico disponibile in commercio. La sua elevata reattività lo rende instabile e non
conservabile, per cui deve essere prodotto sul posto, cioè subito prima di essere utilizzato.
Rispetto all’Ossigeno mostra un’elevata reattività in fase di reazione e basse energie di attivazione
per reazioni eterogenee. Ha un forte potere ossidante direttamente sulla superficie dei
metalli nobili e non, quali Argento, Piombo, Rame e dei metalloidi come lo Zolfo.
Agente Ossidante Potenziale Redox
Radicale OH 2,80 V
Ossigeno (atomico) 2,42 V
Ozono 2,07 V
Ipoclorito 1,49 V
Cloro 1,36 V
Biossido di Cloro 1,27 V
Ossigeno (molecolare) 1,23 V

30
31
L’esistenza dell’Ozono è nota sin dall’antichità. Già Omero, in alcuni passi dell’Iliade, descriveva
l’odore aspro e pungente che l’aria acquistava al passaggio di un temporale, e nel libro XII dell’Odissea,
descrive Zeus mentre colpisce una nave con una saetta piena di odori sulfurei. Sebbene nel 1785,
Van Marum osservava che l’aria in prossimità di scariche elettriche generava un tipico odore, solo nel
1840 Christian F. Schönbein, durante esperimenti di elettrolisi dell’acqua, intuì che lo strano odore
era dovuto alla presenza nell’aria di un gas che si formava in seguito al rilascio di scariche elettriche
nell’aria durante i temporali. Ad esso fu attribuito il termine “Ozono” (dal greco ozein, che ha odore).
Schönbein riteneva che questa molecola fosse monoatomica e solo negli anni successivi si dimostrò la
vera forma triatomica, e la decomposizione per via termica, in Ossigeno.
Nei confronti delle sostanze organiche agisce rapidamente dando luogo a numerose reazioni chimiche.
Particolare è la reattività rispetto al doppio legame C=C delle sostanze organiche insature,
reazione che è comunemente definita ozonolisi. Non lasciando alcun residuo chimico, l’Ozono è
assolutamente ecologico. A riprova di ciò, l’Ozono è stato definito come un agente sicuro “GRAS”
(Generally Recognized As Safe) dall’Ente statunitense Food and Drug Administration (F.D.A.),
anche se il suo impiego è assoggettato a leggi e prescrizioni di sicurezza.
principio di formazione dell’ozono
Per spiegare come si produce l’Ozono, è bene non dimenticare che la sua formazione è da
considerarsi come una condizione di equilibrio tra un processo di generazione che coinvolge
nello stesso momento anche degli schemi di distruzione dell’Ozono creato.
Dal punto di vista termodinamico, la sua formazione presenta aspetti contrastanti tali da far
apparire tendenzialmente impropria la dicitura “forma allotropica” dell’Ossigeno.
Di conseguenza, un generatore Ozono è sempre il risultato di un compromesso in cui vengono
presi in considerazione fattori legati al costo della generazione ed alla facilità di funzionamento
del macchinario. In generale, il principio di generazione dell’Ozono, prevede,
secondo diverse modalità, la dissociazione dell’ossigeno molecolare e la formazione intermedia
di radicali di ossigeno atomico, che reagiscono a loro volta con l’Ossigeno molecolare.
L’energia che rende possibili questi meccanismi, viene fornita dagli elettroni o da fotoni.
Le principali modalità di formazione dell’Ozono sono le seguenti:
1) da radiazione UV (via Fotochimica)
2) per via Elettrolitica
3) per effetto di una scarica elettrica (Effetto Corona)
Nel primo caso, sin dai primi anni del 1900 si
osservava la formazione di Ozono a partire da
Ossigeno esposto ad una radiazione UV compresa
tra 140 e 190nm.
Molecola
di ossigeno
Atomo di
ossigeno
Molecola
di ozono
Tale principio di formazione riprende ciò che
accade naturalmente in una fascia dello strato
atmosferico terrestre (stratosfera), dove l’Ozono
si genera, in piccole quantità e con basse concentrazioni,
per effetto della radiazione ultravioletta,
alla lunghezza d’onda di 185nm.
L’energia solare, in forma di radiazione UV, separa
la molecola diatomica dell’Ossigeno, liberando così
atomi capaci di formare la molecola triatomica
dell’Ozono. Tale tipologia di generazione, produce
in genere delle piccole quantità di Ozono a
concentrazioni molto basse, per cui tale soluzione
si rivela di bassa valenza commerciale. La generazione
Ozono per via elettrolitica ha un ruolo
importante nella storia dell’Ozono, perché le
sperimentazioni condotte da Schobein sulla generazione
sintetica dell’Ozono prevedevano la
sua formazione a partire dall’elettrolisi dell’acido
solforico. Questa soluzione presenta il vantaggio
di richiedere apparecchiature abbastanza semplici
per cui può essere presa in considerazione
per produzioni di piccola taglia o per utilizzazioni
in aree remote.
I vantaggi potenziali sono notevoli:
- si utilizza corrente (DC) a bassa tensione;
- non si prevede un gas di preparazione;
- poche e semplici apparecchiature;
- generazione direttamente nel fluido (acqua)
da trattare.
Per contro, i principali svantaggi sono:
• bassa capacità di produzione;
• potenziale corrosione ed erosione degli
elettrodi;
• l’acqua da trattare deve avere bassa conducibilità.
Per spiegare la generazione dell’Ozono per via elettrolitica si riprende il principio di elettrolisi
dell’acqua. Applicando una differenza di potenziale, tramite una sorgente esterna, che superi
il potenziale di decomposizione dell’acqua, si ha un passaggio di corrente tre i due elettrodi,
con formazione di bollicine di gas.
Si osserva la scissione della molecola nei suoi elementi, con conseguente migrazione dell’Ossigeno
verso l’anodo e dell’Idrogeno verso il catodo. La quantità di gas formata è direttamente
proporzionale alla carica elettrica che passa attraverso la cella. Successivamente, per produrre
l’Ozono si ha una elettrocatalisi dell’anodo. Aumentando il potenziale dell’elettrodo oltre i
2,3V, si ha la possibile produzione di ossigeno libero, che reagisce rapidamente con l’ossigeno
molecolare per formare l’Ozono.
La produzione Ozono da scarica elettrica si ha a partire dall’Ossigeno molecolare (O ) contenuto
2
in un fluido gassoso deumidificato di alimentazione (cold plasma).
Tale fluido attraversa una cella di generazione Ozono, composta da due elettrodi separati da
un dielettrico (molto spesso composto da vetro borosilicato) ed uno spazio d’aria. Un elettrodo
è collegato all’alta tensione, mentre l’altro
è collegato a terra.
Trasformatore di alta tensione
La cella viene sottoposta ad una differenza di potenziale
(plasma), tale da realizzare una scarica
elettrica silenziosa, ad una data frequenza, con
un valore di tensione compreso tra il limite per cui
l’Ossigeno contenuto nel gas ionizza, producendosi
Ozono, e quello per cui si ha la rottura o stress del
vetro dielettrico. Durante il processo di generazione
dell’Ozono, le molecole di Ossigeno sono inizialmente
separate all’interno del cold plasma, per poi
Elettrodo
unirsi ad altre molecole, formando l’Ozono.
di terra
Tale tipo di scarica viene frequentemente chiamata
Effetto Corona.

32
33
In una fascia dello strato atmosferico terrestre, l’ozonosfera, che circonda la Terra tra i 15 e i 50
chilometri di altezza, si forma l’Ozono atmosferico.
Qui le molecole l’ossigeno sono colpite dai raggi ultravioletti con lunghezza d’onda inferiore a 240
nanometri, rompendosi e liberando i due atomi. Ognuno di questi reagisce con altrettante molecole
intere di Ossigeno, creando Ozono.
A loro volta queste molecole di Ozono, colpite da radiazioni ultraviolette con lunghezza d’onda
tra i 240 e i 300 nanometri, si dissociano, formando una molecola e un atomo di ossigeno. Questa
reazione assorbe l’energia dei raggi ultravioletti e impedisce che essi raggiungano la superficie
terrestre, rendendo così possibile la vita.
La presenza dell’Ozono nella stratosfera, seppur in quantità minime (meno di un milionesimo della
massa dell’atmosfera) è essenziale per la vita umana, poiché esso è l’unico costituente atmosferico
capace di assorbire efficacemente, nella banda di Hartley, la radiazione solare UV, nell’intervallo
spettrale compreso tra 2000 e 3000 Ampere[A].
In particolare, le radiazioni UV-B sono gravemente pericolose per la salute umana – a rischio di
scottature, cataratte agli occhi e tumori alla pelle – e dannose per gli ecosistemi terrestri e marini,
nei quali possono provocare la riduzione della fotosintesi, dei processi di crescita dei vegetali e
della riproduzione del fitoplancton.
Il progressivo esaurimento del suo strato (il cosiddetto buco dell’Ozono) è causato in gran parte
dalle condizioni estreme delle temperature fredde in alta quota e dall’inquinamento da accumulo
atmosferico di particolari tipi di sostanze chimiche frequentemente utilizzate nelle apparecchiature
di refrigerazione, negli aerosol e nei solventi industriali.
I gas nocivi di prima generazione, i clorofluorocarburi (CFC) di seconda generazione, gli idroclorofluorocarburi
(HCFC), che rimangono intrappolati nell’atmosfera generando il noto effetto
serra, sono stati banditi in base al protocollo di Montreal del 1987 sulla produzione e sugli usi delle
sostanze pericolose per l’ozonosfera.
il p r o c e s s o d i g e n e r a z i o n e d e l l’oz o n o
Per la sua instabilità l’Ozono è un gas che non può essere prodotto in stabilimento e trasportato
ma deve essere prodotto nello stesso luogo del suo utilizzo. Come gas di partenza è possibile
utilizzare l’aria, opportunamente compressa ed essiccata, oppure l’Ossigeno.
Nella pratica, l’Ozono viene prodotto mediante un generatore, composto da un contenitore
cilindrico (vessel), montato in verticale oppure
in orizzontale, chiuso alle estremità da una base
mobile flangiata o da un piatto fisso.
All’interno di questo cilindro, un numero specifico
di tubi in acciaio inossidabile, composti da un
elettrodo ad alta tensione, un dielettrico ed un
elettrodo di terra sono saldati fra due piatti fissi
in un sistema compatto.
Per ottenere una produzione Ozono con costi
specifici di produzione particolarmente ridotti,
Wedeco ha sviluppato un elettrodo compatto ad
elevate prestazioni: Effizon ® HP.
Il gas ossigeno da ozonizzare attraversa l’ozonizzatore
passando in due sottili spazi anulari creati tra
la coppia di elettrodi ed il dielettrico interposto.
I primi hanno la parte centrale collegata all’alta
tensione, mentre il loro involucro esterno è
Elettrodo esterno in
acciaio legato
inossidabile
Elettrodo interno
Dielettrico (vetro)
Maglia Effizon e
distributore di gas
Ossigeno/Aria
Generatore Ozono. Si notano le tubazioni in PVC
dell’acqua di raffreddamento.
collegato a terra. L’energia fornita crea un elevato
valore di campo elettrico nei due spazi anulari
producendo l’Ozono in una scarica elettrica silente
(cold plasma). Sia l’elettrodo ad alta tensione
che quello di terra sono realizzati interamente in
acciaio inox 316Ti, mentre il materiale dielettrico
è in vetro borosilicato.
Grazie ai dispositivi di centratura del dielettrico e
degli elettrodi ad alta tensione, i due spazi di scarica
per la generazione Ozono creati per ciascun elettrodo,
permettono il passaggio del gas all’interno
del tubo in maniera regolare e continua.
Il sistema è aperto su entrambe le estremità, per
cui il gas da ozonizzare entra da un lato ed esce
da quello opposto.
I due spazi di scarica, con l’apertura degli elettrodi
su entrambi i lati, rendono possibile la produzione
Ozono in elevata concentrazione (per cui minor
richiesta di gas di alimentazione), aumentando
quindi il rendimento di produzione.
Una parte dell’energia elettrica necessaria per
questa generazione Ozono è trasformata in calore,
che deve essere prontamente rimosso. A
tal proposito il generatore viene continuamente
raffreddato, con aria, o più comunemente, con
acqua di raffreddamento che attraversa il vessel
in controcorrente.
È anche per tale motivo che gli elettrodi Effizon ® HP
di Wedeco sono realizzati con la superficie esterna
in acciaio legato inossidabile attorno al quale passa
l’acqua refrigerante che provvede a mantenere la
temperatura di lavoro entro i limiti di funzionamento
degli elettrodi.
Il problema del raffreddamento non è di secondaria
importanza perché la reazione di generazione
dell’Ozono è reversibile e, con l’aumentare della
temperatura, la quantità di Ozono che si ri-trasforma
in ossigeno biatomico aumenta.
La temperatura dell’acqua di raffreddamento per
gli impianti Wedeco deve avere una temperatura
compresa nel range compreso tra 5 e 35°C.
I parametri tecnici influenti sulla generazione Ozono
sono:
• Densità di potenza (tensione e corrente)
• Frequenza
• Pressione
• Temperatura
• Velocità gas
• Umidità gas
• Composizione gas di alimentazione

34
35
EFFIZON HP è
più efficiente:
a parità di
potenza la
concentrazione
di ozono
prodotta
è molto
superiore a
quella della
media degli
elettrodi sul
mercato.
concentrazione ozono [wt%] consumo
18
16
14
12
10
8
6
4
60
Generatore ozono
® WEDECO
EFFIZON HP
Generatore ozono
Standard WEDECO
Generatore ozono
convenzionali
80 100 120 140 160 180 200
Consumo relativo di energia[%]
alle medesime portate di ossigeno
I principali valori di generazione Ozono sono:
• La concentrazione Ozono (CO 3), indicata in [g/
m 3 ] NPT o in [wt %] di ossigeno /aria
• La capacità di produzione (PO 3) del generatore
Ozono, indicata in [kg/h], ed uguale al
prodotto della concentrazione Ozono [CO 3]
per la portata gas [Vgas]
PO 3 [g/h] = CO 3 [g/Nm 3 ] * Vgas [Nm 3 /h]
• Il consumo specifico di potenza [kW/kg] del
generatore, che indica quanta energia è richiesta
per la produzione di 1 kg di Ozono
in un’ora.
Grazie all’assenza di parti in movimento ed alla
qualità dei materiali, questi elettrodi sono virtualmente
esenti dalla necessità di manutenzione ed
offrono una lunghissima vita operativa. Wedeco
fornisce una garanzia di 10 anni per i propri
elettrodi Effizon ® HP.
l’u s o d e l l’oz o n o n e l TraTTamenTo delle a c q u e
I due fattori decisivi che fanno dell’Ozono un gas molto interessante per il trattamento delle
acque sono senz’altro la sua grande reattività e la completa assenza di residui chimici derivanti
dal suo utilizzo. Per tale motivo sono numerosi i casi in cui l’impiego dell’Ozono può
contribuire al trattamento delle acque: abbattimento di contaminanti organici ed inorganici,
decolorazione, eliminazione di odori sgradevoli, disinfezione da microrganismi e altri impieghi
fanno dell’Ozono un gas estremamente polivalente in molte situazioni.
Per le acque potabili l’Ozono può essere impiegato per:
- miglioramento flocculazione
- eliminazione colore/odore/sapore
- eliminazione Fe / Mn
- disinfezione
- eliminazione TOC (es. THM´s)
- eliminazione di sostanze endocrine
Per le acque di scarico l’Ozono può essere impiegato per:
- eliminazione del COD
- decolorazione
- eliminazione dei Tensioattivi
- eliminazione dei Fenoli
- trattamento fanghi
- eliminazione degli AOX
- eliminazione delle sostanze endocrine
L’Ozono può essere anche impiegato per le acque di processo (acque di raffreddamento,
piscina, risciacquo nell‘imbottigliamento, ecc.); per la deodorizzazione (ossidazione dei gas
di scarico, mercaptani); nei processi di sbianca (caolino e polpa di cellulosa); nella pulizia del
prodotto (miglioramento della viscosità, disinfezione di prodotti alimentari), nella ozonolisi
(sintesi di nuovi prodotti, modifica dei prodotti).
uT i l i z z o d e l l’oz o n o n e l TraTTamenTo delle a c q u e p o T a b i l i
L’aumento della popolazione mondiale porterà negli anni ad una maggiore richiesta di acqua
per utilizzo potabile. Ma le risorse di acqua potabile sono limitate e spesso inquinate, per cui
le tecnologie di trattamento efficaci come l’Ozono sono sempre più richieste.
L’Ozono, con il suo forte potenziale di ossidazione, rappresenta uno step di trattamento molto
efficace ed economico nell’ottimizzazione dei processi di trattamento dell’acqua potabile, che
può essere realizzato in maniera economica ed affidabile.
Questa tecnologia va utilizzata negli impianti di potabilizzazione con vari propositi. Spesso,
un progettista o un gestore d’impianto, applicano l’Ozono per un singolo obiettivo, ma poi
scoprono di ottenere con questo trattamento molteplici risultati e benefici, tutti nello stesso
tempo. Inoltre, i sistemi tradizionali di tipo chimico-fisico come la flocculazione, la filtrazione e la
clorazione, da soli, sono ormai insufficienti per assicurare acqua potabile sicura e di qualità.
Con il solo trattamento ad Ozono, in alcuni casi applicato in più punti della filiera di processo,
si ottengono invece numerosi benefici.
• miglioramento
nella coagulazione;
• ossidazione
di metalli come ferro e manganese, ossidazione dell’ammoniaca per
nitrificazione;
• controllo
del sapore e dell’odore;
• rimozione
del colore;
• ossidazione
del materiale organico, microinquinanti, sostanze persistenti e rimozione delle
alghe;
flocculazione sedimentazione filtrazione accumulo
Schema
tipico di un
impianto di
potabilizzazione
per acque
superficiali.

36
37
• disinfezione
potente (contro batteri, virus e parassiti);
• nessun
sottoprodotto tossico, riduzione nella generazione dei DBP;
• produzione
Ozono commisurata alla domanda, nessun stoccaggio pericoloso di agenti
chimici.
Le applicazioni Ozono nel trattamento di potabilizzazione delle acque
L’Ozono è, da decine di anni, parte essenziale nel trattamento dei più grandi impianti di potabilizzazione
in città come Parigi, Mosca, Helsinki, Dallas e, in Italia, Torino, Bologna, Ferrara e
Pesaro.
Tutte le applicazioni Ozono prevedono delle reazioni ossidative, a seconda che sia utilizzato
per la disinfezione o per l’ossidazione di specifici contaminanti. In relazione al punto in cui
esso viene introdotto distinguiamo la pre-ossidazione con Ozono, l’ozonizzazione intermedia
e la post-ozonizzazione.
Per esempio la pre-ozonizzazione e quella intermedia sono usate per:
• ossidazione di manganese e ferro;
• controllo del sapore e dell’odore;
• migliorare la rimozione dei sospesi (si aumenta l’efficienza dei trattamenti di filtrazione e
flocculazione);
• ossidazione di contaminanti come cianuri, fenoli, tracce di droga, distruttori endocrini e
sostanze persistenti;
• rimozione del colore;
• controllo formazione delle alghe;
• ossidazione dei precursori alla formazione di THM (Trialometani) ;
• rimozione delle sostanze pesticidi.
Mentre la post-ozonizzazione è utilizzata per:
• disinfezione
e controllo virus;
• eliminazione
del criptosporidium;
• essidazione
dei composti organici prima della filtrazione su carboni attivi (GAC).
Pre-, inter- e
Post-ozonizzazione
in un impianto di
potabilizzazione.
O3
preossidazione
con Ozono
solo disinfezione
di copertura in rete
(cloro)
disinfezione
finale con UV
chemicals
flocculazione
sedimentazione ossidazione
intermedia
con Ozono
O3
accumulo
filtrazione
su GAC
filtrazione
su sabbia
ossidazione finale
con Ozono
Il controllo del sapore e dell’odore
La maggior parte dei sapori ed odori nelle acque sotterranee o superficiali hanno origine da materiale
organico formatosi naturalmente o con composti sintetici organici in assenza di Ossigeno. La
decomposizione del materiale vegetativo produce composti che, attraverso il processo metabolico
dei batteri, conferisce alle acque un sapore. La continua attività batteriologica su materiali organici
disciolti, produce composti volatili di basso peso molecolare che possono possedere un odore.
L’Ozono ossida questi composti nella fase acquosa, eliminando il sapore e l’odore.
O3
I solfuri
Un altro composto che può impartire odore e sapore di uova marcia all’acqua è il solfuro d’Idrogeno.
L’Ozono ossida il solfuro d’Idrogeno a solfato.
H 2S + 4 O 3 → H 2SO 4 + 4 O 2
Questo composto inorganico si può formare sulle acque superficiali che hanno un alto carico di
carbonacei ed un basso od inesistente contenuto d’Ossigeno disciolto.
I fenoli
I materiali sintetici fenolici sono le sostanze inquinanti più presenti nelle nostre acque. Il fenolo
non solo si forma in acqua da fonti industriali, ma piccole concentrazioni si formano anche dalla
biodegradazione naturale dei materiali umici (costituenti dell’humus). Il fenolo reagisce rapidamente
con il Cloro libero, formando orto-clorofenolo il cui sapore e soglia d’odore è più di cento
volte minore del fenolo stesso. Nelle acque superficiali clorate, questo composto è spesso trovato
in una piccola parte per miliardo, ma queste basse concentrazioni
sono abbastanza alte per impartire sapore
ed odore all’acqua. Molto spesso il sapore di fenolo
è scambiato con il sapore di Cloro. Sfortunatamente,
questo composto clorato è più tossico del fenolo stesso.
Come il Cloro, anche l’Ozono è molto efficace con
il fenolo. Il primo prodotto ossidante d’Ozono stabile
è il cis- cis acido munconico, un materiale non tossico
insapore e inodore.
Le alghe
Le acque superficiali spesso possono presentare problematiche
specifiche legate alla presenza di alghe, quali
torbidità, colorazione, presenza di composti odorigeni
e sottoprodotti. Le alghe crescono in acque superficiali
dove esistono le condizioni ideali di temperatura e per il
loro nutrimento. I sottoprodotti derivanti dal metabolismo di queste piante conferiscono sapori
ed odori sgradevoli all’acqua. In particolare, i cianobatteri, conosciuti come alghe blu-verdi, sono
batteri fotosintetici in forme unicellulari, coloniali o filamentose, con dimensioni da meno di 1
µm a più di 100 µm come diametro cellulare.
Essi sono molto frequenti nei laghi, bacini di stoccaggio artificiali, piccoli serbatoi naturali e fiumi
a debole flusso; la loro proliferazione è favorita dalla presenza di luce, elevata temperatura, bassa
turbolenza e presenza di nutrienti.
La loro rilevanza igienico sanitaria è legata alla capacità di produrre tossine, che possono rimanere
nelle cellule algali o essere rilasciate nell’acqua, con effetti tossici per l’organismo umano.
Nei corpi idrici le popolazioni di cianobatteri nelle prime fasi di fioritura liberano basse concentrazioni
di tossine (0,1-10 µg/L), che possono aumentare in estate e all’inizio autunno, nella fase
del decadimento dei bloom algali. Le alternative adottabili per ridurre il rischio di presenza di
cianobatteri e cianotossine nell’acqua per uso umano sono:
−una
scelta adeguata della fonte di approvvigionamento, in modo da evitare l’uso potabile di
acque prelevate da fonti contaminate;
− a riduzione dell’apporto di nutrienti (in particolare fosforo) alla fonte di approvvigionamento;
−l’impiego
di trattamenti adeguati per la rimozione delle alghe;
−l’impiego di trattamenti
adeguati per la rimozione delle tossine algali.
Alte concentrazioni di alghe negli impianti di trattamento possono causare intasamenti ai
filtri.

38
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Curve di
inattivazione
dei principali
composti
organolettici
con Ozono.
La filtrazione non rimuove il sapore ed odori causati da alghe perché questi composti organolettici
sono solubili in acqua.
Tipici sottoprodotti sono
- La Geosmina (C12H22O);
- il Methylisoborneolo (MIB).
Microorganismi, quali lo Streptomyces e la Myxobacteria, che vivono nel terreno generano la
Geosmina e conferiscono un odore di terra all’acqua. La soglia di percezione dell’odore è 0,1 ppb
(parts per billion). Il MIB è prodotto per es. dai cianobatteri. La soglia di percezione dell’odore è
10 ng/L. Tra i principali trattamenti impiegati, con riferimento all’effetto che questi possono avere
sulle rimozione dei cianobatteri e delle cianottosine, quello di Ossidazione/Disinfezione: è un
trattamento molto utilizzato nella potabilizzazione delle acque, come stadio di pre-ossidazione, di
ossidazione intermedia o disinfezione finale. L’effetto specifico sulle alghe può essere quello della
inattivazione cellulare, a cui spesso si accompagna un aumento dei metaboliti organici prodotti
dalla lisi cellulare, tra cui vi sono anche le cianotossine. Il vantaggio della inattivazione delle alghe
è legato alla loro successiva immobilizzazione nei flocculi o all’interno dei filtri.
Inoltre, la pre-ossidazione può essere considerata uno dei principali metodi di miglioramento dei
successivi processi di coagulazione e filtrazione, in quanto in grado di ridurre sia il rivestimento
organico che si forma sulle particelle colloidali sia l’effetto di stabilizzazione che le alghe possono
avere sui colloidi e che ne compromette la rimozione. È quindi evidente che la pratica della
pre-ossidazione (o della ossidazione lungo la linea del trattamento) è una scelta che deve essere
valutata attentamente in base al contenuto di cellule algali che può favorire la formazione di
sottoprodotti di ossidazione e il rilascio di cianotossine. Pertanto, l’applicazione dei trattamenti
ossidativi risulta ottimale dopo avere effettuato una separazione fisica delle cellule algali ed è
mirata prevalentemente alla rimozione delle cianotossine. L’ozonizzazione ossida le alghe, distruggendo
simultaneamente la causa che conferisce un sapore ed un odore sgradevole all’acqua.
Il trattamento ad Ozono può rappresentare un trattamento preliminare in grado di migliorare la
resa di rimozione delle alghe dal 75 al 95% con successivi trattamenti di flottazione, filtrazione
rapida su biolite o filtrazione lenta su sabbia.
Le alghe possono essere trattate in 2 step:
• in
pre-ozonazione, prima di una flottazione o filtrazione con il compito di distruggere le
alghe;
• in
inter-ozonazione, con il compito di ridurre le tossine, I sapori e gli odori prodotti dalle
alghe.
Tale conclusione è stata raggiunta in uno studio condotto sulla potabilizzazione delle acque del
Tamigi, mediante l’analisi degli effetti sulla filtrazione multistrato di pre-ossidazione con Ozono
e filtrazione in linea (dosaggio di coagulante in entrata alla filtrazione) con solfato di ferro singolarmente
e combinati: dalla rimozione del 50% senza aggiunte chimiche si passa al 90% con
Ozono e ferro. Siccome la formazione delle alghe nelle acque superficiali è di carattere stagionale,
l’installazione dell’ozonizzazione deve essere calcolata in base alla richiesta normale più la richiesta
stagionale delle alghe. Generalmente, basse concentrazioni d’Ozono (1 – 3 mg/L ) per 2-5 minuti
di contatto si produce già una significativa riduzione del sapore e dell’odore.
Decolorazione con Ozono
Le acque superficiali sono generalmente colorate per la presenza di materiali naturali organici come
gli acidi umici, fulvici e tannici. Questi composti provengono dalla decomposizione di materiali
vegetali i quali sono prodotti generalmente legati alla condensazione di composti tipo fenolo.
Tali composti si coniugano tra loro attraverso doppi legami al carbonio. Quando la catena di questi
doppi legami diventa molto lunga, la capacità d’assorbimento della luce delle molecole cambia
da ultravioletto a visibile, conferendo così il colore. L’Ozono si caratterizza come forte reagente
per la capacità di rompere i doppi legami in maniera rapida e selettiva. La rottura di tali doppi
legami porta alla riduzione delle catene molecolari formate e quindi all’eliminazione del colore
nell’acqua. Il principio risulta valido anche per le acque reflue. I livelli di dosaggio d’Ozono per
la decolorazione d’acque superficiali sono generalmente nell’ordine di 2 - 4 mg/L.
Ossidazione dei composti inorganici
La capacità di ossidazione dell’Ozono può incrementare lo stato di ossidazione di ioni metallici i
quali sono meno solubili in acqua nel loro stato d’ossidazione superiore.
Per esempio, il Piombo nel suo stato di +2 è duecento volte più solubile del piombo nel suo
stato di +4. Ferro e Manganese sono solubili come ione (+II), nella maggior parte dei casi nelle
acque sotterranee, in profondità a bassa presenza di ossigeno. A contatto con l’ossigeno, questi
convertono in sedimenti insolubili e si depositano sulla tubazione o altre apparecchiature.
L’Ozono può essere utilizzato per rimuovere certi ioni metallici tramite ossidazione chimica e
successiva rimozione degli ossidi o idrossidi insolubili, che si sono formati nel trattamento.
Il Ferro nel suo stato ferroso, Fe +2 , è ossidato ad uno stato ferrico, Fe +3 , che s’idrolizza formando
Fe(OH) 3. L’idrossido ferrico, che coagula e precipita dall’acqua e conseguentemente può essere
rimosso attraverso una flocculazione o filtrazione.
Fe +2 + 0 3 + H 2O → Fe +3 + O 2 + 2OH
Fe +3 + 3H 2O → Fe(OH) 3 +3H +
Il Manganese, nella forma solubile (+II) viene ossidato alla forma insolubile in acqua Mn (+IV),
che può precipitare come ossido o idrossido di manganese.
Mn +2 + O 3 + H 2O → Mn +4 + O 2 + OH
Mn +4 + 4OH → Mn(OH) 4 * MnO 2 + 2H 2O
Livelli di dosaggi d’Ozono eccessivamente elevati formeranno lo ione permanganato, di colore
rosa, solubile in acqua.
MnO 2 + 2O 3 → MnO 4 + 2O 2

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41
Per prevenire la formazione dello ione permanganato è importante tenere bassa la concentrazione
Ozono locale ed avere una sufficiente miscelazione tra acqua e gas in acqua.
L’Ozono deve essere utilizzato come uno dei primi processi nella filiera di trattamento quando
è necessario rimuovere Ferro e Manganese. Gli idrossidi del metallo sono rimossi con filtrazione
su sabbia o multistrato. Quando sono desiderabili basse concentrazioni (< 1 mg/L) di ioni idrati
o quando i metalli sono presenti in forma complessa con composti organici (es. materiali umici),
come tipico nelle acque superficiali, non è necessario ossidare. Nel caso di rischio di formazione di
bromati, è richiesta un’ottimizzazione del processo di ozonizzazione che minimizzi la formazione.
Il Cloro non ha un potenziale di ossidazione tale da distruggere i complessi organici, ed ha il rischi
di formazione di sottoprodotti di clorazione. Altri metalli controllabili con l’ossidazione d’Ozono
sono: Piombo, Zinco, Radio e Nichel. Nessuna riduzione di solubilità è proponibile per il Bario o
Calcio perché hanno solo uno stato d’ossidazione (+ 2). Alcuni ioni inorganici come il Cianuro,
Tiocianato, Nitrito, Sulfito, Bromuro, Ioduro e Solfuro sono anche ossidati dall’Ozono.
Coagulazione migliorata (mirco-flocculazione)
La coagulazione con il Ferro comporta elevati costi d’investimento e di esercizio. Quando l’Ozono
viene utilizzato prima della coagulazione (con l’Alluminio), l’esperienza ha dimostrato che la
dimensione e la stabilità del flocculo aumenta. Il dosaggio di allumina può essere abbassato e
la dimensione della vasca di chiarificazione anche diminuita. Ciò comporta minori costi operativi
e d’investimento. L’ossidazione dei materiali organici disciolti in acqua con Ozono, polarizza e
carica le molecole. Perciò, l’efficienza di rimozione del materiale organico con l’alluminio aumenta
quando i materiali organici sono ossidati con Ozono per specie polarizzate o caricate. La migliore
capacità stabilizzante può essere attribuita in parte al fatto che l’Ozono destabilizza i colloidi e
perciò, li rende più adattabili al trattamento di flocculazione. Inoltre, è stato osservato che la
pre-ozonizzazione non solo incrementa la misura delle particelle nell’acqua, ma diminuisce il
numero totale di esse. Acidi umici sospesi in acque superficiali come il caolino e cloruro di Calcio
si possono destabilizzare con l’Ozono. In alcuni casi, si forma un secondo coagulante, idrossido
di Ferro, dovuto all’ossidazione con Ozono del Ferro divalente.
Ossidazione dei composti organici
Il numero di composti organici che si trovano nelle acque è elevato. L’USEPA ha identificato più
di 700 composti organici individuali. Il meccanismo predominante con il quale l’Ozono opera
per rimuovere prodotti organici è la produzione di molecole polarizzate le quali vengono rimosse
prontamente con processi di trattamento susseguenti come la coagulazione e la sedimentazione.
I composti organici rilevanti, che reagiscono rapidamente con l’Ozono sono fenoli, detergenti,
pesticidi, acidi umici o tracce di composti farmaceutici. La maggior parte di tali composti organici
reagiscono in maniera più o meno immediata con l’Ozono, ma non tutti i composti vengono
ossidati con la stessa velocità.
Sottoprodotti di disinfezione (DBPs) / Trialometani, Acidi Aloacetici
Tracce di materiale organico disciolto nelle acque reagiscono con il Cloro per produrre Trialometani
(THMs) ed Acidi Aloacetici (HAAs).
Cloro + materiali organici disciolti → Trialometani + Acidi Aloacetici + Cloruro
Questi composti sono stati dichiarati cancerogeni dall’Istituto Nazionale del Cancro. I THM sono
generalmente dei derivati del metano, contenenti 3 atomi alogenati (Cloro o Bromo)
I materiali organici precursori dei THM sono la successione naturale di acidi umici, tannici e fulvici.
Con valori più elevati di pH e Cloro si aumenta la formazione di THM.
La rimozione dei precursori alla formazione dei THM può essere ottenuta in 3 modi differenti,
applicando l’Ozono.
1) L’Ozono può essere dosato in testa alla filiera di processo dell’impianto, come discusso prima,
per incrementare la rimozione dei composti organici disciolti incrementando l’efficienza di
coagulazione.
• Miglioramento della flocculazione per eliminare i composti organici.
2) L’Ozono può essere anche aggiunto come uno degli ultimi step di trattamento per l’ossidazione
diretta dell’acido umico precursore dei THM.
• L’ossidazione dei composti organici per distruggere immediatamente i pre-cursori prima
della clorazione.
• L’ossidazione dei composti organici per renderli più facilmente rimovibili da un trattamento
successivo (filtri GAC / BAC).
• L’Ozono ha la capacità di prevenire la formazione dei DBP riducendo i precursori.
Rimozione dei Composti Organici con Carbone attivato biologicamente (BAC)
L’effetto netto della combinazione Ozono - GAC è quello di raggiungere, in maniera efficiente,
basse concentrazioni di materiale organico, che possano minimizzare la formazione di DBP.
• L’ossidazione dei composti organici per renderli più facilmente ossidabili da processi di trattamento
successivi (GAC / BAC filtri).
• L’ Ozono rompe i legami delle molecole più larghe creando molecole più piccole e più
biodegradabili.
• Il biofilm all’interno dei filtri a carbone attivo rimuove i composti organici rotti.
• Il biofilm è fissato all’interno delle particelle di carbone → nessuna rimozione dopo il
controlavaggio.
L’economicità dei processi è molto attrattiva, perché il Carbone attivo granulare viene continuamente
rigenerato dai batteri. Pertanto, il Carbone attivo non richiede una sostituzione o una
rigenerazione per via termica.
L’uso d’Ozono in combinazione con il GAC ha un effetto sinergico perché permette la rimozione
di una quota maggiore di composti organici disciolti o di precursori dei THM, rispetto all’utilizzo
del solo Ozono o del solo carbone attivo granulare.
Ne consegue il grande vantaggio dato dal costo di esercizio minore rispetto al solo GAC perché
in tal modo non si richiede una rigenerazione frequente. I livelli di dosaggio Ozono richiesti nel
processo BAC sono nel range 1,5 - 4 mg/L. Dosaggi più elevati non migliorano sostanzialmente
l’efficienza del processo. Il processo biologico a Carbone attivo biologico è una combinazione di
processi fisico, chimico e biologico.
• È un processo fisico perché il gas vettore per l’ Ozono, che sia aria od Ossigeno, aumenta
l’Ossigeno disciolto contenuto nell’acqua. L’Ossigeno disciolto è richiesto da un processo biologico
successivo dove materiali organici disciolti ed Ammoniaca sono ossidati aerobicamente
o metabolizzati da batteri nella colonna d’assorbimento.
• È anche considerato un processo fisico perché i composti organici disciolti vengono assorbiti
e concentrati sui Carboni attivati.
• I batteri che sono anche attaccati sui Carboni, possono degradare i composti organici disciolti
perché diventano sorgente di cibo concentrato.
• È un processo chimico perché le molecole refrattarie di materiale umico vengono rotte dall’ Ozono
in molecole più piccole, le quali a turno vengono assorbite sulla superficie del carbone.
• Si realizza un ulteriore processo chimico allorché l’ Ozono introduce gruppi funzionali ossigenati
nei materiali organici disciolti. Questi gruppi funzionali ossigenati rendono i materiali organici
più biodegradabili.
La soluzione BAC richiede un tempo di contatto di 10 – 15 minuti, con una velocità < 20m/h,
con perdita di carica batterica del 5% dal controlavaggio.
• Riduzione del BOD di circa il 50 % .
• Riduzione della concentrazione dei THM a < 10 µg/ L.
• Diminuzione della domanda di Cloro di oltre il 50 % .

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43
Esempio per
differenti
valori C*T
(CT in mg
min/L per 2
unità Log di
inattivazione
in acqua
a 5°C).
Ozono: l’agente disinfettante
La disinfezione dell’acqua potabile ed il controllo dei virus è di vitale importanza. In generale, questo
trattamento ha lo scopo di abbattere tutta la carica batterica ancora presente nell’effluente per
ridurre quanto più possibile le probabilità d’infezione. Tale processo deve inattivare nella maniera
più rapida tutti gli elementi patogeni senza peraltro causare la formazione di residui o sottoprodotti
dannosi per la salute. Gli impianti di trattamento nella maggior parte dei Paesi europei tendono
all’utilizzo dell’Ozono quale trattamento di ossidazione. L’azione disinfettante dell’Ozono si esplica
mediante la sua forte capacità ossidativa che in breve tempo riesce ad inattivare e distruggere i microrganismi
mediante la rottura della membrana della cellula batterica (lisi cellulare). Il Cloro, invece,
si diffonde attraverso il muro cellulare del batterio e provoca la sua morte attaccando gli enzimi.
La velocità di disinfezione dell’Ozono è molto più elevate di quella del Cloro. Per una disinfezione
sufficiente è necessario penetrare i microrganismi con una certa concentrazione (mg/L) entro un
certo tempo di reazione (minuti). Si ottiene un parametro molto importante;
Indice C*T
Il concetto dell’indice “C*T” richiede che per un’adeguata disinfezione, la concentrazione (C)
sia mantenuta nel trattamento per un certo periodo di tempo (T), che sia lungo abbastanza per
inattivare la maggior parte degli organismi patogeni. La tabella mostra che con il Cloro si deve
usare un valore più elevato di dosaggio oppure un tempo di reazione più elevato. Ma un dosaggio
di Cloro elevati comportano il rischio di formazione di sottoprodotti clorurati. D’altra parte, un
basso dosaggio di Cloro può promuovere nella carica batterica una resistenza al Cloro.
Microrganismo Cloro libero
pH 6 to 7
Clorammina
pH 8 to 9
Biossido di cloro
pH 6 to 7
Ozono
ph 6 to 7
UV / Fluente
mJ/cm 2
E.coli 0,034 - 0,05 95 - 180 0,4 - 0,75 0,02 8
Polio 1 1,1 - 2,5 770 - 3740 0,2 - 6,7 0,1 - 0,2 28
Rotavirus 0,01 -0,05 3810 - 6480 0,2 - 2,1 0,006 - 0,06 35
Gardia lambia cyst 47 to 150 - - 0,5- 0,6 -
Gardi Muirs cust 30 to 630 1400 7,2 - 18,5 1,8 - 2,0 10
L’effetto dell’Ozono su alcune specie batteriche, virus e spore
I batteri sono delle creature microscopiche monocellulari, aventi una struttura primitiva. La cellula
dei batteri è sigillata da una membrana solida. I loro processi vitali sono controllati da un sistema
enzimatico complesso. L’Ozono interferisce col metabolismo delle cellule batteriche, attraverso
l’inibizione ed il blocco del funzionamento del sistema di controllo enzimatico. Un certa quantità
di Ozono attacca la membrana della cellula, portando alla distruzione dei batteri. I virus sono
piccole particelle indipendenti, costituite da strutture cristalline e macromolecole. Diversamente
dai batteri, si moltiplicano solamente all’interno della cellula ospite. Trasformano la proteina della
cellula ospite in proprie proteine. L’Ozono distrugge i virus diffondendosi attraverso il rivestimento
della proteina nel nucleo dell’acido nucleico, danneggiando così l’RNA virale. A concentrazioni
più alte, l’Ozono distrugge l’intera capsula, o il guscio esterno della proteina, per cui le strutture
del DNA (acido desossiribonucleico) o dell’RNA (acido ribonucleico) del microrganismo sono
danneggiate irrimediabilmente. Nella pagina successiva, si riportano i dosaggi richiesti per le più
importanti specie patogene. A livello mondiale, c’è una tendenza ad utilizzare la tecnologia Ozono
negli impianti di trattamento delle acque. Nessun altro disinfettante può competere con l’Ozono
in termini di completezza ed economicità d’azione. Ne è evidenza il fatto che un residuo di Ozono
venga accettato come segno di completa disinfezione nel trattamento dell’acqua. Resta inteso
che nel caso in cui il proposito di trattamento sia solo la disinfezione, la prima scelta è quella con
I raggi UV. I dosaggi Ozono applicati per il controllo della carica batterica sono generalmente di
1,5 mg/L, mentre per il controllo dei virus è di 3 mg/L, con un tempo di ritenzione di 5 - 15 min,
sebbene alcune acque superficiali abbiano richieste di dosaggi anche di 11 mg/L.
ELEMENTO PATOGENO DOSE OZONO
Aspergillus Niger (Black Mount) Distrutto con 1,5 – 2 mg/L
Bacillus Bacteria Distrutto con 0,2 mg/L per 30 sec.
Bacillus Anthracis Sensibile all’ozono
Bacillus cereus distr. al 99% dopo 5-min con 0,12 mg/L in acqua
B. cereus (spore) distr. al 99% dopo 5-min con 2,3 mg/L in acqua
Bacillus subtilis riduzione del 90% con 0,10-PPM per 33 min.
Bacteriophage f2 distruzione al 99,99% con 0,41mg/L per 10 sec
Botrytis cinerea 3,8 mg/L per 2 min.
Candida Bacteria Sensibile all’Ozono
Clavibacter michiganense distruzione al 99,99% con 1,1 mg/L per 5 min.
Cladosporium riduzione del 90% con 0,10-PPM per 12,1 min.
Clostridium Bacteria Sensibile all’ozono
Clostridium Botulinum Spores valore di soglia 0,4 – 0,5 mg/L
Coxsackie Virus A9 distr. al 95% con 0,035 mg/L per 10 sec.di in acqua
Coxsackie Virus B5 distr. al 99.99% con 0,4 mg/L per 2,5-min. in fanghi
Diphtheria Pathogen Distrutto con 1,5 - 2 mg/L
Eberth Bacillus (Typhus abdomanalis) Distrutto con 1,5 - 2 mg/L
Echo Virus 29 distr. del 99,999% con 1 mg/L per 1 min.
Enteric virus distr. del 95% con 4,1 mg/L per 29 min. in liquame
Escherichia Coli Bacteria (da feci) distrutto da 0,2 mg/L con 30 sec. in aria
E-coli (in acqua) distruzione del 99,99% con 0,25 mg/L per 1.6 min
E-coli (in liquame) distruzione del 99,9% con 2,2 mg/L per 19 min.
Encephalomyocarditis Virus distrutto totalmente in 30 sec. con 0,1 - 0,8 mg/L.
Endamoebic Cysts Bacteria Sensibile all’ozono
Enterovirus Virus distrutto totalmente in 30 sec. con 0,1 - 0,8 mg/L.
Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici 1,1 mg/L per 10 min.
Fusarium oxysporum f.sp.
melonogea
distruzione del 99,99 % con 1,1 mg/L per20 min.
GDVII Virus distrutto totalmente in 30 sec. con 0,1 - 0,8 mg/L.
Hepatitis A virus distr. del 99,5% con 0,25 mg/L per 2 sec in una soluzione a base di fosfato
Herpes Virus distrutto totalmente in 30 sec. con 0,1 - 0,8 mg/L.
Influenza Virus soglia limite con 0,4 - 0,5 mg/L
Klebs-Loffler Bacillus distrutto con 1,5 - 2 mg/L
Legionella pneumophila distr. del 99,99% con 0,32mg/l per 20 min. in H2O distillata
Luminescent Basidiomycetes (specie
senza pigmento della melanina)
distrutto in10 min. con 100 PPM
Mucor piriformis 3,8 mg/L per 2 min.
Mycobacterium avium distr. del 99,9% con un valore di CT di 0.17 in acqua
Mycobacterium foruitum distr. del 90% con 0,25 mg/L per1.6 min.
Penicillium Bacteria Sensibile all’ozono
Phytophthora parasitica 3,8 mg/L per 2 min.
Poliomyelitis Virus distr. del 99,99% con 0,3 - 0,4 mg/L in 3-4 min.
Poliovirus type 1 distr. del 99,5% con 0.25 mg/L per1,6 min.in acqua
Proteus Bacteria molto sensibile all’ozono
Pseudomonas Bacteria
Rhabdovirus virus
molto sensibile all’ozono
distrutto totalmente in 30 sec. con 0,1 - 0,8 mg/L.
Segue tabella
alla pag. seguente
Salmonella Bacteria molto sensibile all’ozono‹‹‹‹

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ELEMENTO PATOGENO DOSE OZONO
Salmonella typhimurium distr del 99,99% con 0,25 mg/L per 1,67 min. in acqua
Schistosoma Bacteria molto sensibile all’ozono
Staph epidermidis distruzione del 90% con 0,1-ppm per 1,7 min
Staphylococci distrutto con 1,5 - 2,0 mg/L
Stomatitis Virus distrutto totalmente in 30 sec. con 0,1 - 0,8 mg/L.
Streptococcus Bacteria distrutto con 0,2 mg/L per 30 sec.
Verticillium dahliae distrutto con 99,99 % con 1,1 mg/L per 20 min.
Vesicular Virus distrutto totalmente in 30 sec. con 0,1 - 0,8 mg/L.
Vicia Faba progeny L’ozono provoca modificazioni cromosomiche simili a quelle dei raggi X
Virbrio Cholera Bacteria molto sensibile all’ozono
I Bromati nelle acque potabili
I Bromati si formano quando l’Ozono utilizzato per la disinfezione nelle acque potabili, reagisce
con i Bromuri, presenti naturalmente in alcune sorgenti di acque. La formazione dei Bromati nelle
acque potabili disinfettante è influenzata da fattori quali:
- la concentrazione dello ione bromuro presente;
- il pH;
- la quantità di Ozono ed il tempo di contatto utilizzato nella disinfezione.
Il Bromato è cancerogeno. I valori limite di concentrazione accettabili per questo parametro,
negli USA ed in Europa sono inferiori a 10 µg/L.
Considerazioni finali
Perché utilizzare l’Ozono nel trattamento di potabilizzazione dell’acqua?
Perché la direttiva Europea 98/83/CE stabilisce una serie di parametri indicatori di controllo. Tra
questi, sono menzionati 24 parametri chimici, di cui ben 13 sono migliorati in maniera diretta
o indiretta dall’utilizzo dell’Ozono, mentre uno solo di questi, il Bromato, viene controllato nel
caso di utilizzo dell’Ozono nella filiera di trattamento.
uTilizzo d e l l’oz o n o n e l TraTTamenTo delle a c q u e d i s c a r i c o
Nella maggior parte della popolazione mondiale, le condizioni di vita ed il livello di civilizzazione
raggiunti prevedono, per molteplici ragioni, che le acque di scarico vengano trattate al fine di
raggiungere determinati standard qualitativi, che prevedono la degradazione, se non la rimozione
o il cambiamento di costituzione di alcuni contaminanti. Le tecnologie di trattamento dei
contaminanti possono essere classificate in 3 grandi gruppi:
a) Degradazione tramite trattamento biologico.
b) Separazione tramite flocculazione, assorbimento o filtrazione su membrana.
c) Degradazione tramite ossidazione chimica.
Tra i processi di trattamento che utilizzano l’ossidazione chimica, il trattamento ad Ozono si
distingue per le molteplici possibilità applicative e la capacità di rispondere ai più elevati livelli
qualitativi ambientali con un costo di esercizio economico
ed un funzionamento affidabile.
Sebbene l’Ozono possa essere considerata come una
tecnologia centenaria nel trattamento delle acque, è
possibile affermare che solo negli ultimi decenni, la sua
applicazione nella depurazione delle acque reflue, siano
esse di origine civile, industriale o di natura mista, ha trovato
un concreto utilizzo. Del resto, solo negli ultimi anni,
la disciplina europea ha modificato in modo sensibile il
quadro di riferimento relativo al trattamento delle acque
di scarico, attraverso la Direttiva Quadro sulle Acque, nota
come Water Framework Directive (WFD), che prescrive un
progressivo miglioramento della qualità delle acque superficiali
mediante l’adozione delle migliori tecniche disponibili
(BAT = Best Available Technologies), onde ridurre le
emissioni delle sostanze prioritarie pericolose. La disciplina stabilisce diversi livelli di priorità secondo
cui deve uniformarsi la gestione dei rifiuti:
• la riduzione della loro produzione e pericolosità;
• il loro recupero mediante riciclo, reimpiego e riutilizzo;
• l’uso dei rifiuti come fonte di energia.
L’esperienza maturata su più differenti tipi di applicazione, porta ad affermare che l’utilizzo
dell’Ozono, sia esso applicato nei processi di produzione, che nel trattamento degli effluenti, consente
di poter rispondere con successo a ciascuno dei tre obiettivi proposti.
Si pensi, a titolo esemplificativo, ai processi di produzione dell’industria cartaria. L’utilizzo dell’Ozono
nel processo di sbianca della cellulosa, al confronto con il Cloro o con il biossido di Cloro, consente
sia una riduzione della quantità d’acqua utilizzata, che una migliore qualità di scarico, evitando la
produzione di composto organo alogenati (AOX). In linea generale, per reflue sono intese quelle
acque che, dopo essere state utilizzate nei diversi processi o attività di varia natura, hanno perduto
le caratteristiche qualitative originarie, divenendo inadatte per un uso diretto o per un diretto sversamento
in un corpo idrico. Il Testo unico sulle acque del 2006 (art. 74 DLgs. 152/2006) stabilisce
una definizione di liquami urbani o acque reflue urbane, intese come “acque reflue domestiche
o il miscuglio di acque reflue domestiche, di acque reflue industriali ovvero meteoriche di dilavamento
convogliate in reti fognarie, anche separate, e provenienti da agglomerato”, prevedendo in
un’unica matrice, tutte le problematiche potenziali d’inquinamento possibile.
Con tale nuova concezione, i reflui urbani devono le loro caratteristiche non più solo ai contributi
dell’attività metabolica umana (che ne rappresenta comunque la frazione più rilevante), ma anche
al fatto che nella pratica domestica aumenta la presenza di prodotti chimici, farmaceutici o cosmetici
dovuti al maggior utilizzo di detersivi, solventi, oli, medicinali, fragranze e acidi, che esiste
un contributo fornito dalle acque di drenaggio delle aree urbane ed un altro possibile dato dalla
presenza nei centri urbani di attività terziarie come lavanderie, stazioni di servizio, laboratori

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Categoria Sostanze comprese Effetti sull’ambiente
Solidi sospesi Sostanze in sospensione di natura organica e
inorganica che possono depositarsi come fanghi nei
corpi idrici recettori
Sostanze organiche
biodegradabili
Comprende tutte quelle sostanze che possono
essere degradate biologicamente dagli organismi
decompositori presenti in ambiente acquatico:
proteine (40-60%), carboidrati (25-50%), grassi
(circa 10%). La totalità delle sostanze organiche
biodegradabili presenti nei liquami urbani viene
comunemente espressa in termini di BOD 5
(domanda biologica di O 2) o di COD (domanda
chimica di O 2 )
Nutrienti Elementi indispensabili per l’accrescimento della vita
acquatica come il Fosforo e l’Azoto
Microrganismi
patogeni
Comprendono tutti quegli organismi che sono causa
di malattie infettive a trasmissione oro-fecale
Sostanze prioritarie Elenco di 33 classi di sostanze prioritarie e prioritarie
pericolose adottato dalla Comunità Europea, per le
quali deve essere bandito o limitato l’uso
Sostanze organiche
refrattarie
Sostanze che non vengono degradate con i naturali
processi biologici (fenoli, coloranti, pesticidi, diserbanti)
Metalli pesanti Elementi chimici metallici che hanno una densità
relativamente alta e sono tossici in basse
concentrazioni (Mercurio, Piombo, Cromo, Arsenico,
Cadmio, Zinco)
Solidi inorganici
disciolti
Composti inorganici disciolti la cui concentrazione
aumenta durante il ciclo di utilizzo dell’acqua stessa
Alterano il normale equilibrio dell’ecosistema
in conseguenza dell’aumento della torbidità
(limitazione della quantità di luce che
penetra nell’acqua con effetti dannosi sugli
organismi foto-autotrofi; riduzione e morte
degli organismi bentonici sessili per eccessivo
deposito di sedimenti
L’incremento dei normali processi di
decomposizione biologica aerobica può
determinare condizione di anossia
Provocano fenomeni di eutrofizzazione
(eccezionale sviluppo di fitoplacton in
superficie stimolato dall’eccesso di nutrienti,
con conseguente anossia dovuta al materiale
biodegradabile derivante dalle alghe morte )
Possibile trasmissione di infezioni,
soprattutto se i corpi idrici ricettori dei
liquami trattati possono essere utilizzati
come fonti di approvvigionamento idrico,
come acque adibite alla balneazione o per
l’allevamento di molluschi
Sostanze di cui si sospetta o si conosce l’alta
tossicità, la cancerogenità, la mutagenicità e
la capacità di alterare il normale
funzionamento del sistema endocrino
(modificatori endocrini)
artigianali e garage che scaricano nelle fognature reflui di carattere industriale. Di conseguenza,
cambia anche il modello di schematizzazione dei potenziali fattori d’inquinamento nella acque
di scarico, individuandosi otto macrogruppi di sostanze potenzialmente presenti nelle acque di
scarico urbane [Metcalf and Eddy (1991)] mostrata in questa pagina. Da questa classificazione
si deduce una fortissima capacità dell’Ozono di influenzare il processo depurativo, dovuto alla
sua capacità di agire in maniera diretta su almeno 4 delle categorie indicate:
• sostanze organiche biodegradabili;
• microrganismi patogeni;
• sostanze prioritarie;
• sostanze organiche refrattarie.
Esiste poi la capacità di incidere, seppur in maniera indiretta, su un ulteriore ed importante
argomento della depurazione dei reflui: i fanghi biologici. Sappiamo che nella loro azione sui
composti inquinanti, gli impianti di depurazione producono una certa quantità di fango, che
varia a seconda della natura e quantità (espressa in termini di COD) dell’inquinante e delle tecnologie
di depurazione biologica utilizzata. Lo smaltimento di tali fanghi biologici, rappresenta
di conseguenza, una delle principali voci di spesa nell’ambito della gestione delle acque reflue.
Le possibilità applicative dell’Ozono nei processi depurativi delle acque di scarico
La tecnologia ad Ozono è utilizzata per un’ampia varietà di applicazioni nel settore di trattamento
delle acque di scarico. La sua qualità di potente ossidante lo rende adatto per le situazioni
in cui si devono eliminare in maniera efficiente tutti gli agenti inquinanti o sostanze tossiche.
La sua azione si esplica mediante ossidazione chimica, capace di determinare una variazioni
nella struttura e nelle proprietà delle molecole organiche: in particolare, le molecole complesse
vengono frammentate e si formano molecole contenenti atomi di ossigeno, quali alcoli o acidi
carbossilici, rendendo così i prodotti dell’ossidazione molto più biodegradabili rispetto alle sostanze
di partenza. L’applicazione dell’Ozono non può mai essere circoscritta ad un singolo
specifico obiettivo, perché i benefici dovranno essere misurati sotto molteplici punti di vista, in
relazione ai numerosi effetti:
• disinfezione generale / abbattimento carica batterica;
• miglioramento della flocculazione / filtrazione;
• ossidazione del ferro e manganese;
• decolorazione;
• eliminazione degli odori;
• migliore riduzione biologica dei contaminanti organici (ottimizza il rapporto BOD/COD);
• eliminazione delle sostanze tossiche nelle acque reflue, rimozione dei processi di
nitrificazione;
• decomposizione di agenti complessi (EDTA ecc.);
• ossidazione di cianuri, pesticidi, idrocarburi, diossine, ecc.;
• processi di affinamento/trattamento;
• aumento delle caratteristiche di lucentezza e trasparenza;
In un impianto di trattamento dei reflui il primo possibile punto di applicazione dell’Ozono riguarda
il pre-trattamento del liquame. Le forti capacità ossidative dell’Ozono vengono impiegate
in questo stadio per:
- ossidare le sostanze tossiche ed inibenti (fenoli o suoi derivati e composti poliaromatici) favorendo
così i successivi trattamenti biologici;
- migliorare la biodegradabilità del refluo agendo sul parametro BOD/COD;
- aumentare la capacità di coagulazione dei trattamenti primari.
L’azione è la distruzione dei microrganismi responsabili dell’inibizione del processo di nitrificazione.
Il pre-trattamento con Ozono è particolarmente indicato quando nell’affluente
all’impianto di depurazione convergono liquami civili e scarichi di processi industriali che
possono avere una maggiore concentrazione di contaminanti specifici che una robusta ossidazione
preventiva riporta a condizioni più vicine a quelle tipiche dei reflui civili.Il concetto
di pre-trattamento si applica anche nei casi di depuratori interni a complessi industriali, che
necessitano di un trattamento preliminare prima dello scarico nell’impianto centralizzato,
Esempi di rottura
parziale (Cracking)
ed ossidazione
completa di alcuni
composti ad opera
dell’Ozono.

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idoneo ad ossidare composti tossici specifici. Un’altra possibile schematizzazione circa l’utilizzo
dell’Ozono in una linea convenzionale di depurazione delle acque di scarico, vede il suo
inserimento in relazione al comparto biologico esistente, ed alla sua capacità depurativa,
definendosi tre soluzioni possibili:
Ciascuna soluzione viene valutata in funzione sia delle prestazioni ottenibili che delle possibilità
logistiche d’inserimento del trattamento, ma ovviamente resta il concetto che impiegando
l’Ozono a monte o tra le due sezione di un processo biologico, lo scopo è quello di
migliorare la biodegradabilità del refluo, ossidando i composti macromolecolari non biodegradabili
e/o inibenti o comunque tossici, al fine di migliorare la prestazione del trattamento
biologico stesso (soluzioni 2 e 3). L’azione ossidante dell’Ozono sui composti organici produce
sottoprodotti organici che sono ridotti in dimensioni più piccole ed ossigenati. Questi sottoprodotti
(quali acidi organici, alcoli, chetoni, aldeidi, ecc.) sono molto più assimilabili biologicamente
e digeribili dalla flora batterica aerobica. In più, attraverso la continua iniezione di gas Ozono
(prodotto da aria o da ossigeno) nell’acqua reflua trattata, l’acqua ozonizzata diventa satura di
ossigeno e le condizioni di aerobiosi si mantengono durante la fase di digestione biologica.
Se invece la scelta è quella di porre l’Ozono in coda al trattamento biologico (soluzione 1),
l’obiettivo sarà quello della ricerca di completamento del processo depurativo (finissaggio), capace
di portare entro i limiti di riferimento, una serie di parametri chimici e batteriologici, quali
COD, tensioattivi, colore, ecc.
Perché conviene l’applicazione combinata con il biologico?
Regole base per la valutazione di fattibilità:
• I parametri di riferimento sono il COD, comprendente sia la frazione facilmente biodegradabile, che quella più
refrattaria, ed il rapporto BOD 5 /COD
• La riduzione del COD con l’ozono è stechiometrica
• Si stimano di solito circa 2 – 3 g O 3 / g CODelim
Se si considera un costo di esercizio per l’ozono di circa 2,0 €/kg O 3 (a seconda dei costi di ossigeno ed energia
elettrica), per eliminare 1 kg COD si stimano circa 4 - 6 € (costi di esercizio)!
Il Cliente è consapevole di pagare un costo specifico del genere o possiede delle alternative più economiche ?
Questo porta spesso a considerare la combinazione dell’ozono con un trattamento biologico come una combinazione
più vantaggiosa e ragionevole per carichi di COD più elevati
O3 O3
O3 O3
O3 O3
O3 O3
I numerosi punti
di un impianto di
trattamento dei
reflui in cui può
essere utilizzato
l’Ozono.
I processI d I o s s Id a z Io n e chImIca avanzata (aop)
Sono abitualmente definiti processi avanzati di ossidazione (AOPs: Advanced oxidation processes) i
sistemi basati sulla generazione di intermedi altamente reattivi di tipo radicale, come per esempio il
radicale ossidrile •OH. Questi tipi di processi permettono di ossidare numerose sostanze organiche
refrattarie all’ossidazione convenzionale in quanto i radicali coinvolti, non solo hanno potenziale
redox molto elevato, ma sono poco selettivi e presentano costanti di reazione di molto superiori a
quelle di ossidanti convenzionali nei confronti della maggior parte dei composti organici.
In alcuni effluenti secondari di impianti di depurazione di acque reflue municipali o industriali, la
presenza di composti refrattari o non prontamente biodegradabili, mantiene il COD residuo a valori
compresi tra 100 e 500 mg/L. Se è necessario, per il raggiungimento di limiti più restrittivi, avere
un’ulteriore riduzione del COD, un processo di ossidazione avanzata permette il raggiungimento
di tale scopo. A seconda della struttura delle molecole organiche (dovute ai differenti input di
scarico industriale), la cinetica di reazione diretta dell’Ozono può variare. Nel caso di una cinetica
troppo lenta, il solo trattamento ad Ozono non raggiungerà una riduzione di COD significativa in
un tempo appropriato. In questi casi, l’applicazione combinata dell’Ozono con acqua ossigenata
O 3 / UV / H 2 O 2 –
percorsi possibili
(1- 4) di formazione
del radicale OH.

50
51
Riduzione del COD in un
effluente secondario –
confronto tra l’utilizzo di
O 3 e di O 3 / H 2O 2
Ozono Ozono/H O 2 2
dose Ozono [g/m³] 50 - 200 100 - 250
dose H O [g/m³] 2 2 - 10 - 100
Effetti
riduzione del COD refrattario
“reazione diretta”dell’ozono
riduzione avanzata del COD
refrattario ”ossidazione avanzata”
COD in uscita al trattamento [mg/L] 70 - 100 30 - 80
Costo di trattamento ** [Euro / m³] 0,10 – 0,30 0,15 – 0,50
** Calcolato per 1,200m³/h (impianto di Kalundborg), inclusi i costi di esercizio ed ammortamento dell’impianto
[H 2O 2 ] ha delle ottime prospettive di miglioramento dei risultati, specialmente sotto gli aspetti economici
di impianti su larga scala. Nel diagramma precedente sono riportati i risultati di un effluente
secondario di un impianto industriale, trattato con Ozono e poi con l’AOP. Il COD in ingresso è di
170/mg/L. Con il solo trattamento ad Ozono, il valore si riduce a 90mg/L, anche con un aumento
del dosaggio non si migliora il risultato finale. Con il trattamento combinato Ozono/H 2O 2, il calore di
COD veniva ridotto facilmente a 40mg/L, per cui il processo è migliorato significativamente, fino al
raggiungimento di valori notevolmente restrittivi.
L’impianto di depurazione di Kalundborg, in Danimarca, tratta e depura un refluo composto nelle
percentuali del 20% municipale ed 80% industriale. La frazione industriale viene in gran parte da
scarichi di un gruppo industriale fermaceutico, attualmente tra i più grandi produttori di insulina al
mondo. L’impianto Ozono installato, con capacità di produzione di 180 kg/h, era in grado di degradare
Impianto ozono
da 12kg/h, fornito
assemblato in
container, per
trattamento acque
reflue industriali,
prima dello scarico
al corpo idrico
recettore.
un carico di COD pari a 1250 kg/giorno. Successivamente, in seguito ad una restrizione dei limiti di
scarico richiesti dalle autorità, si decise di implementare un dosaggio aggiuntivo di H 2O 2.(dosaggio
160 g H 2O 2/kg Ozono). In questo modo, si otteneva un’ulteriore riduzione del COD, o a parità di
prestazione, si poteva trattare una portata maggiore effluente secondario (COD 150 – 200 mg/L).
Altro punto di applicazione dell’ossidazione con Ozono è nella fase di trattamento terziario, sfruttando
le sue eccellenti caratteristiche per la disinfezione, per la rimozione dei componenti persistenti (es.
EDC’s), per l’abbattimento del COD residuo e dei tensioattivi e per la decolorazione delle acque.
Secondo la destinazione di utilizzo dell’effluente dell’impianto, le modalità ed i dosaggi del trattamento
con Ozono possono essere scelti per massimizzare il suo effetto.
–
Disinfezione
Decolorazione
Deodorizzazione
Eliminazione COD-AOX
0 1 1 2.5 5 10 25 50 100 200
dose ozono (g O3 / m )
Range tipici di
dosaggio Ozono
utilizzati nei
campi specifici di
trattamento.q
La combinazione con la tecnologia UV per una disinfezione avanzata
Anche le acque reflue con bassa trasmittanza possono essere disinfettate con successo tramite
un’applicazione Ozono/UV. La combinazione di questi trattamenti è un processo garantito capace
di trattare sostanze tossiche e persistenti come gli AOX (composti organici alogenati assorbibili),
PAH (idrocarburi policromatici), diossine, pesticidi ecc., tramite l’incremento di formazione dei
radicali idrossido OH altamente reattivi. Il processo combinato Ozono/UV abilita, migliora ed
aumenta i risultati di purificazione ottenuta con riferimento alla disinfezione ed alla distruzione
dei composti tossici. Questa combinazione sarà capace di rispondere anche agli standard futuri
(per es. sui residui farmaceutici) per il riutilizzo delle acque reflue.
l’uTilizzo in iTalia
L’utilizzo dell’Ozono nella depurazione in Italia prevede, nella maggior parte dei casi, il suo inserimento
in coda al processo biologico (end-of-pipe-treatment), spesso abbinato ad una filtrazione
per realizzare una sezione di affinamento terziario. La scelta dell’Ozono, quale tecnologia di
finissaggio, è spesso dettata dall’esigenza di cautelarsi, con un unico trattamento, da molteplici
rischi potenziali, quali:
- disinfezione (soprattutto in presenza di virus o specie patogene particolari);
- decolorazione;
- rimozione di odori sgradevoli;
- riduzione di schiume (dovute a tensioattivi);
- riduzione del COD a valori entro i limiti;
- presenza di composti macromolecolari.
È evidente, che la scelta diventa quasi obbligata nel caso di acque reflue pesantemente inquinate a
causa di un’alta percentuale di scarichi industriali. Per tali condizioni, l’utilizzo dell’Ozono consente di
raggiungere un livello qualitativo più elevato dell’effluente in uscita. Una tipica applicazione Ozono
nel trattamento di acqua di scarico è stata realizzata nel 2005 su un impianto nel Nord Italia, che

52
53
raccoglie le acque reflue delle fognature di una serie di Comuni, attraverso un collettore principale
che si estende per 20 Km circa, per un totale di circa 75.000 Abitanti residenti. Agli scarichi delle
abitazioni si aggiungono numerosi ed importanti insediamenti industriali del settore tessile, cartario,
meccanico ed alimentare che utilizzano l’acqua nel ciclo produttivo e che scaricano fino a 3.000.000
m 3 /anno di acque reflue di processo, per cui complessivamente l’impianto può dirsi caratterizzato da
una portata media oraria di 2.000 m 3 /h e da 250.000 E.A. (Abitanti Equivalenti). L’impianto consisteva
originariamente di una fase preliminare di trattamento meccanico di grigliatura, dissabbiatura
e disoleatura, di un trattamento ossidativo biologico ad ossigeno puro, di una sedimentazione e
disinfezione finale con Cloro. Lo scarico nel fiume era però ancora caratterizzato dalla presenza di
colore, intenso in alcuni periodi dell’anno, schiume e carica batterica non conforme ai nuovi standard
di riferimento.Era pertanto necessario realizzare una fase di trattamento “terziario” consistente in
una filtrazione e successiva ozonizzazione idonea alla rimozione dei tensioattivi totali, della carica
batterica e soprattutto del colore, in modo da rendere possibili:
• un notevole innalzamento dello standard qualitativo delle acque effluenti dal depuratore;
• il pieno rispetto dei limiti per i parametri chimico-fisici e microbiologici, sulla base di un corretto
esercizio del comparto biologico;
• un minore impatto nel ricettore finale a seguito della decolorazione e della consistente riduzione
delle schiume;
• la prospettiva del riutilizzo delle acque depurate e sterilizzate per gli usi civili e/o industriali
compatibili.
La sperimentazione effettuata in campo al fine di definire la taglia necessaria dell’impianto mostrava
un refluo caratterizzato dai seguenti valori:
COD = 50 – 115mg/L Tensioattivi totali = 0,6 – 3,6 mg/L
BOD 5 = 20 – 40 mg/L Colore = rosa pallido - viola
Solidi sospesi = 20 – 60 mg/L E. Coli = 104 – 105 UFC/100mL
In particolare, si notava la variabilità del carico di COD e di tensioattivi del refluo da trattare, in
aumento con il progredire dei giorni lavorativi settimanali, identificando così tre classi di
qualità del refluo, in base alle quali diversificare i dosaggi di Ozono:
classe di effluente ingresso
tensioattivi totali
COD in Dose O 3
richiesta
risultati qualitativi di
decolorazione
bassa concentrazione 0,5 – 1,5 mg/L 40 – 80 mg/L 10 mg/L decolorazione completa
media concentrazione 1,5 – 2,5 mg/L 80 – 115 mg/L 15 mg/L decolorazione completa
alta concentrazione 2,5 – 3,3 mg/L 80 – 115 mg/L 20 mg/L decolorazione completa
Sui parametri microbiologici presi in considerazione, il trattamento con Ozono (10 mgO 3 /L) ha
evidenziato la riduzione di E.coli a valori inferiori a 1 x 10 3 UFC/100mL. Il tempo di ritenzione
idraulica nelle colonne di reazione non sembra aver influito significativamente sui risultati finali:
i tempi testati, variati tra 10 e 30 minuti, hanno determinato, a parità di Ozono dosato, risultati
confrontabili.
Effetto del
trattamento
con Ozono per
l’eliminazione
del colore.
Acque di scarico
in uscita senza
trattamento
(a sinistra) e con
trattamento O 3
(a destra.)
l’u T i l i z z o de l l ’oz o n o ne i pr o c e s s i di minimizzazione
o disTruzione de i fa n g h i bi o l o g i c i
La problematica dello smaltimento dei fanghi prodotti dai processi di depurazione
delle acque sta assumendo una sempre maggiore rilevanza sia a livello nazionale che
internazionale.
In maniera molto schematica, è possibile rappresentare il contesto in cui si opera con la
seguente tabella.
In Italia i fanghi di depurazione sono considerati come un rifiuto generalmente destinato
alle piattaforme di compostaggio, al riutilizzo in agricoltura o, in ultima analisi, al conferimento
in discarica controllata oppure in un inceneritore. Queste soluzioni hanno come
comune denominatore i crescenti costi dovuti all’irrigidimento delle normative che pongono
nuovi e più stringenti limiti. Ne deriva la necessità di riesaminare attentamente le filiere di
trattamento dei fanghi, con l’obiettivo di minimizzarne i costi di smaltimento, che oggi
possono raggiungere anche il 40% dei costi totali di gestione. Negli ultimi anni ci sono stati
alcuni studi di tecnologie di trattamento o strategie alternative, tese alla riduzione della
quantità di fanghi di supero in un processo di trattamento, che risultassero più efficienti
e meno costose. Tali strategie possono essere raggruppate in due classi principali: quelle
che operano per la disintegrazione del fango prodotto e quelle finalizzate alla diminuzione
del rendimento di crescita batterico e consentono di ridurre in maniera sostanziale la
produzione dei fanghi di supero sfruttando le forti capacità ossidanti dell’Ozono.
Gli orientamenti delle Direttive europee
La direttiva 91/271/EEC sul trattamento delle acque reflue urbane richiede
che la maggior parte della popolazione Europea sia servita da stazioni di
trattamento dei reflui.
La direttiva sui fanghi di depurazione (Sewage Sludge Directive 86/278/EEC)
pone restrizioni sulle applicazioni in agricoltura dei fanghi derivanti dai
processi di depurazione delle acque reflue.
La direttiva sulle discariche (Landfill directive 1999/31/EC) pone limiti effettivi
sugli scarichi dei fanghi si supero.
Valori medi dei costi di smaltimento:
utilizzo in agricoltura 50/85 e/t
discarica 85/130 e €/t
incenerimento 120/180 e€/t
+
+
+
Curve di
abbattimento dei
tensioattivi con
Ozono.
Generazione di più fango
di supero
I costi associati allo
smaltimento dei fanghi
sono in aumento!
Costo di smaltimento
fanghi 350 - 750 €/tDS

54 55
Cenni sui meccanismi di produzione fanghi nei trattamenti biologici
di depurazione.
In un trattamento biologico di depurazione, le sostanze organiche presenti
nel liquame costituiscono il substrato di crescita di diverse popolazioni
batteriche, che le utilizzano come fonte di energia per riprodursi. Più in
dettaglio, nel processo biologico, le sostanze organiche vengono utilizzate per:
- la sintesi di nuovo materiale cellulare;
- la produzione di energia per la sintesi ed il mantenimento delle cellule.
Dalla degradazione delle sostanze organiche si ottengono:
- composti semplici quali l’anidride carbonica, l’acqua, l’azoto ed il metano, che rientrano
nel ciclo naturale;
- nuovi organismi, che insieme ai detriti cellulari e ai materiali inerti, costituiscono i fanghi di
risulta del trattamento.
L’azione dell’Ozono
Il principio si basa sulla rottura (lisi) o danneggiamento parziale delle membrane cellulari delle
particelle costituenti i fanghi di supero, che costituiscono una barriera solida di protezione
dei composti cellulari contenuti all’interno dalla biodegradazione. L’effetto comporta che i
batteri più deboli, o parzialmente indeboliti, vanno a formare il substrato organico (cibo) per
gli organismi più forti o di classe superiore. Proprio i batteri danneggiati hanno la necessità di
rigenerare le proprie strutture cellulari funzionali (come RNA o DNA). L’energia necessaria per
tale ricostruzione è attinta dalla sintesi delle materie organiche con conseguente diminuzione
di quella disponibile per la duplicazione. L’azione di stress chimico si esplica più intensamente
nei riguardi di alcune popolazioni batteriche a struttura maggiormente ramificata (filamentosi).
Questo genera una conseguente riduzione dei fenomeni di bulking e un miglioramento generale
della qualità dei fanghi residui. Inoltre, tale selezione di colonie batteriche, rimanendo quelle a
struttura più compatta (fiocco), produce un miglioramento dello SVI (Sludge Volume Index),
quindi la sedimentabilità e la disidratabilità dei fanghi residui prodotti. Tecnicamente, il meccanismo
di azione consiste nel sottoporre una parte della portata dei fanghi di supero o di ricircolo
(in concentrazione tale da essere ancora considerato come fango umido) ad un contatto rapido
e ad alta intensità con l’Ozono.
L’iniezione avviene attraverso un sistema di contatto in pressione, per mezzo di iniettore Venturi
progettato per tale tipo di applicazione. L’azione ad elevato potenziale ossidativo è molto rapida
ed intensa, provocando la rottura del materiale cellulare in un tempo breve, ed innescando nel
tempo, il suo metabolismo da parte dalla biomassa più forte.
Membrane
Biomass
+ O3
Ozone molecules
Ozonated Cell
O3 attach membrane
membrane weak
COD release
First breaks
membrane rupture
COD N/P release
which recirculates
into biomass
reduced sludge
L’inserimento nel processo biologico esistente
Il fango di supero, può essere ridotto con percentuali fino all’70-80%, direttamente all’interno del
ciclo, semplificandone oltre allo smaltimento, anche tutti i trattamenti cui questo è sottoposto.
Ulteriore vantaggio derivante dall’utilizzo dell’Ozono in questa specifica applicazione è la facilità
d’inserimento nel processo biologico esistente. Esso può essere aggiunto in diverse sezioni del
processo a fanghi attivi, come mostrato nello schema della pagina precedente:
• inserendo la sezione di trattamento con Ozono nel punto (A), ossia sulla linea di ricircolo fanghi,
osserveremmo il risultato sotto l’aspetto della minore produzione del fango di supero, data dalla
combinazione dell’Ozono con il trattamento a fanghi attivi esistente;
• è possibile inserire il trattamento Ozono nel punto (B) per disintegrare direttamente il fango di
supero e per aumentarne la sedimentabilità, prima dell’invio al comparto di digestione;
• è possibile trattare direttamente con Ozono il fango surnatante, soprattutto se si hanno problematiche
legate alla carica batterica filamentosa, inserendo il trattamento Ozono nel punto (C);
• infine, una riduzione del fango da smaltire ed un aumento della resa in metano si può ottenere
con una disintegrazione del fango digerito, inserendo il trattamento Ozono nel punto (D).
Successivamente al contatto con l’Ozono, nel caso d’impianto con digestione anaerobica, il fango
trattato viene inviato al digestore, con il beneficio di un incremento della resa in metano ed una
drastica riduzione del tempo di trattamento necessario per l’idrolisi.
Quando invece è presenta una linea di digestione aerobica, l’effluente in uscita dal trattamento
Ozono può essere re-immesso nella vasca di aerazione ed essere usato come carbon source per la
denitrificazione (ristabilisce il rapporto di equilibrio C-N).
Nel complesso, l’attività depurativa biologica non viene inficiata da questo processo, poiché esso
rimuove la frazione più debole dei fanghi biologici, rendendo quindi più efficiente la frazione
realmente attiva nella rimozione degli inquinanti. Ciononostante, dato che il materiale cellulare
proveniente dalla lisi dei batteri ossidati viene reso disponibile come substrato organico, si osserva
un leggero aumento del carico organico in ingresso alla fase biologica, normalmente compensato
dalle migliori performance dell’impianto. Ciò porta a misurare la prestazione conseguita di riduzione
specifica dei fanghi prodotti in relazione alla capacità di depurazione dell’impianto, espressa come
BOD o COD eliminato, attraverso il parametro kgSST / kgCOD ridotto.
L’azione dell’Ozono è quindi molteplice:
• si provoca una lisi negli organismi più deboli;
• si danneggiano le strutture cellulari negli organismi più forti, in modo che l’energia derivata
dal consumo dei nutrienti venga utilizzata per il ripristino della cellula e non per
la riproduzione;
• si favorisce la sopravvivenza solo dei “batteri predatori” (protozoi - metazoi) che metabolizzino
le cellule lise o danneggiate.

56
57
Eccesso fanghi prima e dopo il trattamento ozono
Valutazione della capacità di disintegrazione
L’Ozono, oltre che per le caratteristiche di potente ossidante, capace di attaccare le membrane
cellulari molto rapidamente, è anche conosciuto per la sua capacità di trasformare la frazione più
difficilmente biodegradabile di materiale organico in composti con migliore biodegradabilità.Proprio
questo parametro, legato in maniera diretta con la facilità di disintegrazione del composto, è stato
assunto in alcuni test come rappresentativo del processo. La capacità di disintegrazione raggiunta
in alcuni test è stata definita in base al rilascio di COD di ogni campione, confrontandolo con quello
di un processo di disintegrazione di riferimento (nel nostro caso una digestione tramite soluzione
alcalina di soda caustica concentrata) che trasforma i solidi sospesi in COD solubile. Assegnando il
100% della resa al campione solubilizzato con il processo di riferimento, si è visto che il grado di
solubilizzazione del COD è una funzione del dosaggio Ozono applicato. Attraverso le prove condotte
con differenti dosaggi Ozono si è raggiunto un valore massimo di disintegrazione fino al 85%. Le
immagini al microscopio (ingrandimento 50x) nelle figura in alto, mostrano l’eccesso fanghi presente
in un campione prima e dopo il trattamento Ozono con un dosaggio pari a 0,08 gO3/g SS. I fiocchi
di fango del campione trattato con Ozono sono significativamente più piccoli e meno combinati in
strutture rispetto ai fiocchi del campione non trattato. È quindi possibile affermare che il processo di
disintegrazione della cellula con l’Ozono è quasi completo. Pertanto, l’uso mirato della tecnologia a
Ozono per la degradazione chimico-biologica del fango secondario comporta i seguenti benefici:
• vantaggi
in un processo di trattamento aerobico
−riduzione
della quantità di fanghi in eccesso da smaltire ==> minori costi di smaltimento
fanghi;
−migliore
comportamento stabilizzante del fango (SVI) tramite riduzione della crescita batterica
filamentosa;
− riduzione del problema del bulking filamentoso;
− riduzione delle schiume biologiche;
−riduzione dei costi degli
additivi chimici;
−migliore
sedimentabilità.
−utilizzo
del fango disintegrato come C-source per la denitrificazione, quando la relazione C/N
non bilanciata impedisce una completa denitrificazione;
Grado di
solubilizzazione
del COD in
relazione al
dosaggio Ozono.
Generatore Ozono SMO 800. Distruttore Ozono residuo.
• vantaggi
in un processo di trattamento anaerobico
−riduzione
della quantità di fanghi in eccesso da smaltire ==> minori costi di smaltimento
fanghi;
− incremento della resa in metano;
− tempi di ritenzione più brevi nella vasca di digestione.
l’impianTo oz o n o
La struttura di un impianto ad Ozono nel trattamento delle acque è relativamente semplice, composta
dal generatore Ozono e da un numero di apparecchiature accessorie variabile in relazione
alla capacità di produzione, alla continuità di funzionamento ed al controllo dei costi di esercizio
richiesti. Uno schema tipico di impianto di trattamento ad Ozono Wedeco è riportato nella figura
a pagina seguente. Per le caratteristiche del gas, si è già detto che la produzione dell’Ozono deve
avvenire in loco, subito prima del suo utilizzo. Del generatore Ozono, abbiamo già parlato in precedenza.
In alcuni casi, è possibile che la produzione richiesta venga assicurata per mezzo di più
macchine funzionanti in parallelo, in modo da assicurare in ogni caso una continuità di esercizio
qualora una di esse sia fuori servizio. Come già accennato, non tutta l’energia fornita viene utilizzata
nella generazione dell’Ozono, ma parte di essa viene smaltita sotto forma di calore che deve
essere immediatamente allontanato, per mantenere il processo efficiente. Si utilizza dell’acqua di
raffreddamento, con temperature in un range tra 5 e 35°C, che scorre all’interno del generatore,
in controcorrente al flusso gassoso. In linea di massima a temperature più basse corrisponde una
maggiore efficienza del processo produttivo di Ozono. Per evitare possibili incrostazioni all’interno
del vessel, l’acqua deve avere delle buone caratteristiche qualitative (per cui non è possibile ad. ss.
utilizzare direttamente l’acqua del depuratore, anche nel caso in cui provenga dalla fase di affinamento).
Per l’approvvigionamento dell’acqua di raffreddamento si può utilizzare acqua della rete
potabile, qualora sia disponibile in quantità sufficiente (in pratica mai), oppure si utilizza un gruppo
di produzione di acqua refrigerata dedicato, capace di produrre acqua a bassa temperatura, ma con
ulteriori costi elettrici, od infine si utilizza l’acqua del depuratore, raffreddando in maniera indiretta
il generatore attraverso uno scambiatore di calore a piastre.
La vasca dove si realizza il contatto tra l’Ozono e il liquido non può essere a cielo aperto in quanto
il gas residuo dopo il trattamento potrebbe contenere ancora tracce di Ozono, che non possono
essere liberate in ambiente, ma vanno convogliate in un apposito distruttore di Ozono residuo,
capace di riconvertire, per via termica o catalitica, le tracce di Ozono in ossigeno.
Per l’alimentazione del generatore Ozono esistono 3 soluzioni:
- fornitura di aria compressa ed essiccata;
- fornitura di ossigeno da serbatoi di stoccaggio;
- produzione di ossigeno on-site attraverso dei sistemi PSA o VPSA
La scelta sulla soluzione più idonea dipende da molti fattori di tipo economico e logistico (distanza
e difficoltà di approvvigionamento di ossigeno industriale, costi e/o ammortamenti del generatore
di ossigeno, ecc).
L’alimentazione elettrica del generatore di Ozono deve fornire energia agli elettrodi in relazione alla
quantità di Ozono da produrre. Poiché la quantità di Ozono da produrre è normalmente gestita
da PLC che ne permette la regolazione, anche l’alimentazione è di solito asservita a tali logiche per
ottenere non solo la migliore efficienza energetica ma anche la registrazione dei dati di funzionamento
anche relativi all’alimentazione elettrica.
Il contatto tra Ozono e liquido sottoposto a trattamento viene realizzato per gorgogliamento

58
59
Le particolari
caratteristiche
dell’ozono
richiedono
materiali
speciali per i
dischi porosi
attraverso
cui vengono
generate le
bolle fini di gas.
In alternativa
si possono
utilizzare
iniettori che
operano per
effetto Venturi.
Gas di
alimentazione
aria / O 2
Acqua di
raffreddamento
5,5 kV
5 - 32 °C
generatore ozono
Alimentazione
elettrica (400V)
del gas nel liquido. I diffusori sono realizzati in modo da generare bolle fini per aumentare
la superficie di contatto tra gas e liquido e sono disposti secondo geometrie che consentano
la migliore uniformità di trattamento del liquido che transita nella vasca.
I diffusori sono costituiti da dischi porosi in materiale ceramico con elevate caratteristiche
di resistenza all’ossidazione che le normali membrane sintetiche dei dischi per aerazione dei
liquami non posseggono. In alternativa appositi iniettori con ugelli specifici, che operano
per Effetto Venturi, miscelano il gas e i liquido in regime altamente turbolento in modo
da consentire al gas di venire in contatto il più a lungo possibile con l’acqua immessa nel
reattore. Quest’ultimo sistema è particolarmente adottato nel trattamento dei fanghi, per
i quali il regime di elevata turbolenza favorisce la ozonolisi e la conseguente riduzione
della sua massa. Gli impianti di trattamento dei reflui prevedono la possibilità di impiego
dell’Ozono in differenti fasi della
depurazione. In considerazione
del fatto che i costi di produzione
dell’Ozono diminuiscono con il
crescere della dimensione dell’impianto,
contrariamente al passato,
oggi si tende a considerare la progettazione
di una vera e propria
stazione indipendente di produzione
del gas con più utenze di
applicazione del gas nei vari punti
dell’impianto di trattamento in cui
è prevista il loro impiego. Questo
criterio di considerare una vera e
O 3
Distruzione
ozono
residuo
Sezione di contatto
Elettrodi
EFFIZON HP
WEDECO
propria “centrale di produzione dell’Ozono” all’interno di un impianto di trattamento dei
reflui, si rivela particolarmente valido per i depuratori di nuova concezione mentre, per
quelli esistenti che vengono aggiornati con le tecnologie più moderne per adeguarne la
capacità di trattamento alle mutate esigenze, si rivela a volte non applicabile e richiede
quindi la produzione del gas O 3 per una singola applicazione.
Considerazioni economiche
Malgrado il trattamento con UV e con Ozono abbiano ormai una storia lunga quasi un secolo,
per molti anni il principale ostacolo all’adozione di queste tecnologie è stato il fattore
economico. Oggi tale barriera viene a cedere non solo perché le tecnologie si sono evolute in
modo da rendere concorrenziali questi due sistemi di trattamento ma anche per l’accresciuta
attenzione ai temi ambientali di oggi rende ancora più importante il fatto che l’uso degli
UV e dell’Ozono sono realmente tecnologie pulite, che non solo non richiedono l’impiego
di additivi chimici ma che non solo non comportano alcun sottoprodotto contaminante
negli effluenti trattati, ma addirittura permettono dosaggi minori per quegli additivi che
debbono essere utilizzati (come il Cloro) a valle del trattamento.
Certo, la variabile del costo dell’energia, che la storia recente ha visto fluttuare molto rapidamente
con una escursione tra prezzi minimi e massimi davvero importante, può rendere
difficoltoso fissare dei parametri generali. Va detto tuttavia che il prezzo del petrolio, che
principalmente influenza il prezzo dell’energia, in realtà finisce con l’influenzare indirettamente
anche il prezzo delle materie prime e, di conseguenza, il prezzo dei prodotti chimici da
utilizzare nel trattamento delle acque. Se pure con rapporti di proporzionalità leggermente
differenti è quindi corretto riportare le comparazioni che sono state elaborate negli anni
scorsi. Che ci risulti non esiste al momento un studio esaustivo che permette di mettere a
confronto direttamente differenti tipologie tecnologiche per il trattamento delle acque.
In realtà, a ben vedere, la velocità di fluttuazione dei prezzi, rende impossibile al momento
attuale delle analisi predittive sui costi di gestione degli impianti. Ciò non solo per le notevoli
differenze che si possono rilevare sul prezzo dei materiali e dell’energia ma, addirittura, sui
costi finanziari di cui si deve tenere conto nel valutare correttamente gli ammortamenti
degli impianti.
Come raffronto economico per la disinfezione delle acque ci si può riferire al grafico in
questa pagina.
Per avere una idea di quanto il progresso tecnologico abbia influito nel tempo sul fattore
economico riportiamo anche un grafico sull’andamento
dei costi di produzione dell’Ozono.
dove si vede che il consumo energetico per la produzione
di un kg di Ozono si è dimezzato negli
ultimi vent’anni e che il progresso tecnologico ha
permesso, a parità di gas trattato un raddoppio
della produzione di Ozono.
In questo caso l’economia di scala riveste un ruolo
importantissimo come mostra il grafico seguente:
Come si vede nel grafico di pagina seguente per
la produzione di un kg ora si valuta un costo di
circa 3,3 € se si considerano anche i costi di ammortamento
dell’impianto e di circa 2,3 € se si
considerano i costi puri. Se si passa alla produzione
di 10 kg/ora di O 3 il costo scende a circa 2,1 € per
kg tenendo conto degli investimenti e a 1,8 € per

60
61
Il progresso
tecnologico ha
costantemente
fatto diminuire
il costo di
produzione
dell’ozono.
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Impianti più grandi
offrono il vantaggio
della magggiore
economicità per il
trattamento con
ozono.
Costi totali [/kgO3]
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0
Costi manutenzione
Costi raffreddamento acqua
Costi energetici
Costi ossigeno
Costi di investimento
Costi senza investimenti
1 5 10 30 50 500
Produzione di ozono [kg/h]
i costi vivi. Se poi si considera una produzione di 500 kg/h il dato crolla a poco più di 1 €
(inclusi gli ammortamenti) e di soli 0,8 € per kg come costo di produzione.
Tradizionalmente il trattamento con Ozono veniva considerato costoso rispetto ad altri
sistemi, ma con il progredire della tecnologia e con l’ampliarsi del range di impiego di questo
agente ossidante, passato dalla semplice fase di disinfezione ad agente di trattamento
preliminare ed intermedio, la richiesta di Ozono per il trattamento è cresciuta e, con lei,
anche la sua economicità. Il dato economico relativo all’Ozono diventa ancora più rilevante
se si considerano i costi di trattamento e smaltimento dei fanghi di supero prodotti dagli
impianti per i reflui urbani e industriali. In questo caso la possibilità di abbattere volumetricamente
fino all’80% del fango prodotto destinato a smaltimento comporta un deciso
miglioramento della economia complessiva dell’impianto.
Purtroppo allo stato attuale non esistono molti studi comparativi che mettono a confronto
le tecnologie tradizionali con gli impianti più moderni. Nel 2004, l’ARPA dell’Emilia Romagna
effettuò uno studio (“Studio finalizzato all’introduzione di norme e misure volte a favorire il
riutilizzo delle acque reflue depurate”) in cui, oltre a considerazioni logistiche e normative,
veniva analizzato nel dettaglio l’ipotesi di aggiornamento ed potenziamento degli impianti
di trattamento delle acque di sua competenza, valutando non solo i costi delle alternative
tecnologicamente emergenti ma, addirittura, anche i costi di aggiornamento e/o costruzione
di reti di distribuzione delle acque depurate per il riutilizzo in agricoltura. Per i 26
impianti presi in considerazione nello studio
1980 1990 2000
Consumo energetico
relativo [%]
anno
25
20
15
10
5
0
Concentrazione
di ozono [WT %]
WT %
relativo ai costi di trattamento delle acque,
si hanno valori molto differenti dei costi
unitari di trattamento a seconda delle caratteristiche
originarie dell’impianto e della
rete di distribuzione. Lo studio (disponibile
sul sito del Ministero dell’Ambiente), ormai
probabilmente datato per quello che riguarda
le variabili tecnologiche ed economiche,
è interessante per la metodologia applicata,
per i valori relativi che emergono nella
analisi economica e per le considerazioni
pratico applicative che ne derivano anche se,
alla data attuale, probabilmente i risultati
sarebbero leggermente differenti.
Cenni sulla normativa per i sistemi
di depurazione delle acque
La valutazione tecnica e la progettazione di un sistema
di trattamento delle acque non può prescindere dal
riferimento normativo che ne regolamenta l’utilizzo e
fissa i parametri che debbono essere raggiunti. Vista
la difficoltà di fornire un quadro completo delle normative,
riportiamo stralci di un documento redatto nel
2001 dall’ANPA (Agenzia Nazionale per la Protezione
dell’Ambiente), con il significativo titolo di “Guida alla
progettazione dei sistemi di collettamento e depurazione
delle acque reflue urbane”. Altro documento interessante
in materia, sempre a cura dell’ANPA, è “Il riutilizzo delle
acque e dei fanghi prodotti da impianti di depurazione
di reflui urbani: Quadro conoscitivo generale ed
aspetti specifici” in quanto percorre in modo sintetico
le principali normative internazionali, quelle di alcuni
Paesi comunitari, quelle italiane, fornendo persino un
quadro regionale delle problematiche specifiche (dati
al 2007). In generale, i due principali riferimenti seguiti
dalla maggioranza delle nazioni che hanno definito
standard e linee-guida per il riuso delle acque reflue
depurate, sono le prescrizioni e linee-guida proposte
dalla WHO (World Health Organization) e quelle dello
Stato della California. Le linee guida espresse dalla WHO
sono state utilizzate come modello in materia di riuso
delle acque reflue ed hanno contribuito ad aumentare
l’interesse verso il riuso di questa risorsa alternativa.
Nel corso del 2006 è stata pubblicata una revisione del
documento “Guidelines for the safe use of wastewater,
excreta and greywater. Wastewater use in agricolture”
in cui vi è un netto cambiamento nell’approccio seguito
per definire le condizioni necessarie per il riuso delle
acque reflue depurate. La California è stato il primo
stato americano ad avviarsi verso il riuso di acqua reflua
urbana depurata. L’approccio californiano si è basato
sull’applicazioni di norme e prescrizioni piuttosto severe.
Le prime normative per il riuso risalgono già al 1918. Nel
1970, il Codice delle acque dello Stato della California
stabilì che “è intenzione dell’assemblea legislativa che
lo Stato adotti ogni possibile misura per promuovere lo
sviluppo di servizi per il recupero delle acque in modo
tale che esse contribuiscano a soddisfare le sempre più
crescenti esigenze idriche dello Stato”.
qu a d r o legislaTivo d i r i f e r i m e n T o
I principali atti normativi italiani che, negli ultimi anni,
hanno modificato in modo radicale l’approccio al problema
generale delle acque ed a quello delle acque reflue
urbane in particolare, sono i seguenti:
• Delibera Interministeriale 4 febbraio 1977 “Criteri,
metodologie e norme tecniche generali di cui all’art.2,
lettere b), d) ed e), della Legge 10 maggio 1976,
n.319, recante norme per la tutela delle acque
dall’inquinamento”;
• Legge 18 maggio 1989, n. 183 “Norme per il riassetto
organizzativo e funzionale della difesa del suolo” e
successive modifiche e integrazioni;
• Legge 5 gennaio 1994, n. 36 “Disposizioni in materia
di risorse idriche” (c.d. Legge Galli);
• Decreto Legislativo 11 maggio 1999, n.152
“Disposizioni sulla tutela delle acque dall’inquinamento
e recepimento della Direttiva 91/271/CEE concernente
il trattamento delle acque reflue urbane e
della Direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione
delle acque dall’inquinamento provocato da nitrati
provenienti da fonti agricole” modificato ed integrato
dal Decreto Legislativo 18 agosto 2000, n.258.
L’intera materia è stata poi ripresa nel Decreto Legislativo
3/4/2006 n. 152 ”Norme in materia ambientale”, successivamente
modificato dal decreto-legge 30 dicembre
2008, n. 208, convertito nella legge 27 febbraio 2009,
n. 13, recante: «Misure straordinarie in materia di risorse
idriche e di protezione dell’ambiente».
Delibera Interministeriale 4 febbraio 1977
La Delibera del Comitato Interministeriale per la Tutela
delle Acque (CITAI) fornisce le norme tecniche di attuazione
della Legge 10 maggio 1976, n. 319 (c.d. Legge
Merli). In particolare, definisce:
• criteri generali e metodologie per il rilevamento delle
caratteristiche qualitative e quantitative dei corpi idrici
e per la formazione del catasto degli scarichi;
• criteri generali per il corretto e razionale uso dell’acqua,
inteso come uso commisurato alle reali disponibilità
della risorsa idrica e proporzionato al buon funzionamento
degli impianti di utilizzo, secondo criteri di
massimo rendimento nei confronti della quantità e
della qualità dell’acqua;
• norme tecniche generali per la regolamentazione
dell’installazione e dell’esercizio degli impianti di
acquedotto;
• norme tecniche generali per la regolamentazione
dell’installazione e dell’esercizio degli impianti di fognatura
e depurazione;
• norme tecniche generali per la regolamentazione dello
smaltimento dei liquami sul suolo; per la regolamentazione
dello smaltimento dei fanghi residuati dai cicli
di lavorazione e dai processi di depurazione; sulla
natura e consistenza degli impianti di smaltimento
sul suolo di insediamenti civili di consistenza inferiore
a 50 vani, o a 5.000 m 3 .
Occorre ricordare che, in forza dell’art.62, comma 7,
del D.Lgs. 152/99 e successive modifiche e integrazioni,
le norme tecniche di cui alla delibera CITAI del 1977
continuano ad applicarsi “per quanto espressamente
disciplinato dal presente decreto”.
Legge 18 maggio 1989, n.183 e successive
modifiche e integrazioni
La Legge definisce finalità, soggetti, strumenti e modalità
dell’azione della Pubblica Amministrazione in materia di
difesa del suolo.
Suoi obiettivi sono quelli di “assicurare la difesa del suolo,
il risanamento delle acque, la fruizione e la gestione
del patrimonio idrico per gli usi di razionale sviluppo
economico e sociale, la tutela degli aspetti ambientali
ad essi connessi”.

62
63
Gli elementi caratterizzanti della Legge sono i
seguenti:
• la ripartizione del territorio in bacini idrografici di rilievo
nazionale, interregionale e regionale;
• nei bacini idrografici di interesse nazionale, l’istituzione
dell’Autorità di bacino;
• l’introduzione di un nuovo strumento di politica del
territorio, il Piano di bacino, che è adottato dalle
Autorità di bacino per i bacini di interesse nazionale
e dalle Regioni per gli altri bacini.
Legge 5 gennaio 1994, n.36 (c. d. Legge Galli)
La Legge 5 gennaio 1994, n.36 riorganizza la gestione
dei servizi pubblici di acquedotto, fognatura e depurazione
ed introduce il servizio idrico integrato, definendo
nuovi processi e nuovi soggetti istituzionali.
La Legge si basa sui seguenti principi generali:
• tutela e uso razionale della risorsa idrica, che costituisce
un bene pubblico da utilizzare “salvaguardando
le aspettative e i diritti delle generazioni future a fruire
di un integro patrimonio ambientale”;
• “gli usi delle acque devono essere indirizzati al risparmio
e al rinnovo delle risorse per non pregiudicare
il patrimonio idrico, la vivibilità dell’ambiente,
l’agricoltura, la fauna e la flora acquatiche, i processi
geomorfologici e gli equilibri idrologici”;
• l’uso dell’acqua per il consumo umano è prioritario
rispetto agli altri usi;
• il risparmio idrico va conseguito mediante il progressivo
risanamento delle reti di collettamento esistenti
che evidenzino consistenti perdite, l’installazione di
reti duali nei nuovi insediamenti di rilevanti dimensioni,
l’installazione di contatori nelle singole unità abitative
e di contatori differenziati per le attività produttive e
del terziario esercitate nel contesto urbano, la diffusione
di metodi e apparecchiature per il risparmio
idrico.
Decreto Legislativo 11 maggio 1999,
n.152 modificato e integrato dal Decreto
Legislativo 18 agosto 2000, n. 258
Il Decreto Legislativo attua una razionalizzazione unificante
dei diversi testi normativi che finora avevano
disciplinato, in modo settoriale e non coordinato, i diversi
aspetti della tutela e degli usi della risorsa idrica. I principi
generali sui quali esso si basa sono i seguenti:
• la prevenzione e la riduzione dell’inquinamento e l’attuazione
del risanamento dei corpi idrici inquinati;
• il miglioramento dello stato delle acque e l’adeguata
protezione di quelle destinate a particolari usi, con
priorità di quelle destinate al consumo umano;
• il perseguimento di obiettivi di qualità dei corpi idrici
che garantiscano il mantenimento della capacità naturale
di autodepurazione e la capacità di sostenere comunità
animali e vegetali ampie e ben diversificate;
• la definizione di criteri per una corretta gestione della
risorsa idrica nell’ottica dell’uso sostenibile e del
risparmio idrico;
• la definizione di criteri, vincoli e parametri per il collettamento
ed il trattamento delle acque reflue urbane,
nonché delle modalità per il loro riutilizzo.
Il Decreto recepisce le Direttive comunitarie 91/271 e
91/676.
no T e sulla no r m a T i v a i T a l i a n a
Il Decreto Ministeriale n. 185 del 12 giugno 2003 (emanato
in attuazione dell’articolo 26, comma 2, del D.
Lgs. 152/99), stabilisce le norme tecniche per il riutilizzo
delle acque reflue domestiche, urbane ed industriali nel
nostro Paese.
Il D.M. 185/03, nella sostanza confermato dal decreto
del 2006, regolamenta il riutilizzo delle acque reflue,
limitando il prelievo delle acque superficiali e sotterranee,
riducendo l’impatto degli scarichi sui fiumi e favorendo il
risparmio idrico, mediante l’utilizzo multiplo delle acque
di depurazione. Secondo il Decreto il riutilizzo deve avvenire
in condizioni di sicurezza per l’ambiente, evitando
alterazioni agli ecosistemi, al suolo ed alle colture, nonché
rischi igienico-sanitari per la popolazione. Inoltre, il
riutilizzo irriguo deve essere realizzato con modalità che
assicurino il risparmio idrico. Nel riutilizzo sono considerate
ammissibili le seguenti destinazioni d’uso:
• uso irriguo: per l’irrigazione di colture destinate sia
alla produzione di alimenti per il consumo umano ed
animale sia a fini non alimentari, nonché per l’irrigazione
di aree destinate al verde o ad attività ricreative
o sportive;
• uso civile: per il lavaggio delle strade nei centri urbani;
per l’alimentazione dei sistemi di riscaldamento o
raffreddamento; per l’alimentazione di reti duali di
adduzione, separate da quelle delle acque potabili,
con esclusione dell’utilizzazione diretta di tale acqua
negli edifici a uso civile, ad eccezione degli impianti
di scarico nei servizi igienici;
• uso industriale: come acqua antincendio, di processo,
di lavaggio e per i cicli termici dei processi industriali,
con l’esclusione degli usi che comportano un contatto
tra le acque reflue recuperate e gli alimenti o i prodotti
farmaceutici e cosmetici.
Non è, quindi, consentito il riuso per fini potabili. Inoltre,
il decreto non disciplina il riutilizzo delle acque reflue
all’interno dello stesso stabilimento o consorzio industriale
che le ha prodotte.
Il riutilizzo delle acque reflue recuperate deve avvenire
con le modalità di seguito schematicamente riportate:
• nel caso di riutilizzo irriguo, esso deve essere realizzato
con modalità che assicurino il risparmio idrico, non
può superare il fabbisogno delle colture ed è comunque
subordinato al rispetto del codice di buona pratica
agricola, ovvero gli apporti d’azoto derivanti dal riutilizzo
d’acque reflue concorrono al raggiungimento
dei carichi massimi ammissibili e alla determinazione
dell’equilibrio tra il fabbisogno d’azoto delle colture
e l’apporto d’azoto proveniente dal terreno e dalla
fertilizzazione;
• nel caso di riutilizzi multipli (ovvero usi diversi da quelli
irrigui, civili e industriali) il titolare della distribuzione
delle acque reflue recuperate deve curare la corretta
informazione degli utenti sulle modalità d’impiego,
sui vincoli da rispettare e sui rischi connessi a riutilizzi
impropri.
I valori limite per le acque reflue recuperate all’uscita
dell’impianto di depurazione previsti dall’allegato al
decreto 185/03 (ripresi dal Decreto del 2 maggio 2006)
sono riportati nella Tabella. Rispetto alle normative di
altri paesi, la normativa italiana per quanto concerne il
Parametri chimico-fisici
Parametro Unità di misura Valore limite
pH 6-9,5
SAR 10
Materiali grossolani Assenti
Solidi sospesi totali mg/L 10
BOD5 mgO2/L 20
COD mgO2/L 100
Fosforo totale mgP/L 2
Azoto totale mgN/L 15
Azoto ammoniacale mgNH4/L 2
Conducibilità elettrica μS/cm 3000
Alluminio mg/L 1
Arsenico mg/L 0,02
Bario mg/L 10
Berillio mg/L 0,1
Boro mg/L 1,0
Cadmio mg/L 0,005
Cobalto mg/L 0,05
Cromo totale mg/L 0,1
Cromo VI mg/L 0,005
Ferro mg/L 2
Manganese mg/L 0,2
Mercurio mg/L 0,001
Nichel mg/L 0,2
Piombo mg/L 0,1
Rame mg/L 1
Selenio mg/L 0,01
Stagno mg/L 3
Tallio mg/L 0,001
Vanadio mg/L 0,1
Zinco mg/L 0,5
Cianuri totali (come CN) mg/L 0,05
Solfuri mgH2S/L 0,5
Solfiti mgSO3/L 0,5
Solfati mgSO4/L 500
Cloro attivo mg/L 0,2
Cloruri mgCl/L 250
Fluoruri mgF/L 1,5
Grassi e olii animali/vegetali mg/L 10
Olii minerali [Nota 1] mg/L 0,05
Fenoli totali mg/L 0,1
Pentaclorofenolo mg/L 0,003
Aldeidi totali mg/L 0,5
Tetracloroetilene, tricloroetilene (somma delle
concentrazioni dei parametri specifici)
mg/L 0,01
Solventi clorurati totali mg/L 0,04

64 65
Parametri chimico-fisici
Parametro Unità di misura Valore limite
Trialometani (somma delle concentrazioni) mg/L 0,03
Solventi organici aromatici totali mg/L 0,01
Benzene mg/L 0,001
Benzo(a)pirene mg/L 0,00001
Solventi organici azotati totali mg/L 0,01
Tensioattivi totali mg/L 0,5
Pesticidi clorurati (ciascuno) [Nota 2] mg/L 0,0001
Pesticidi fosforati (ciascuno) mg/L 0,0001
Altri pesticidi totali mg/L 0,05
Escherichia coli [Nota 3] UFC/100mL 10 (80% dei campioni)
100 valore puntuale max
Salmonella assente
Note
1. Tale sostanza deve essere assente dalle acque reflue recuperate destinate al riutilizzo, secondo quanto previsto al paragrafo 2.1 dell’allegato
5 del Dlgs 152/99 per gli scarichi sul suolo. Tale prescrizione si intende rispettata quando la sostanza è presente in concentrazioni non
superiori ai limiti di rilevabilità delle metodiche analitiche di riferimento, definite e aggiornate con apposito decreto ministeriale, ai sensi del
paragrafo 4 dell’allegato 5 del Dlgs n. 152 del 1999. Nelle more di tale definizione, si applicano i limiti di rilevabilità riportati in tabella.
2. Il valore di parametro si riferisce ad ogni singolo pesticida. Nel caso di Aldrina, Dieldrina, Eptacloro ed Eptacloro epossido, il valore
parametrico è pari a 0,030 µg/L.
3. Per le acque reflue recuperate provenienti da lagunaggio o fitodepurazione valgono i limiti di 50 (80% dei campioni) e 200 UFC/100 mL
(valore puntuale massimo).
riutilizzo agricolo o civile non prevede alcuna distinzione
tra le due tipologie di riuso. Per quanto concerne i parametri
microbiologici, ad esempio, nelle normative di altri
paesi, sono previste anche sensibili variazioni dei valori
limite accettati passando dall’irrigazione di colture non
alimentari alla irrigazione di colture alimentari. Mentre
la norma italiana pone forte attenzione al parametro
microbiologico per cui la necessità di tutela della salute
dell’uomo non è valutata in funzione del reale rischio di
diffusione di eventi epidemiologici attraverso le acque
reflue riutilizzate, ma definendo limiti particolarmente
rigorosi. Un altro aspetto non contemplato rispetto
Numero
parametro
Parametri Unità di
misura
alle regolamentazioni di altri paesi è la definizione di
prescrizioni sui trattamenti minimi richiesti in funzione
delle tipologie di riuso. In realtà i limiti restrittivi previsti
dal DM 185/2003, confermati dal D.M 2 maggio 2006
impongono la necessità di effettuare trattamenti di affinamento
molto spinti per arrivare ai valori richiesti.
Nell’Allegato 5 - Limiti di emissione degli scarichi idrici
del Decreto Legislativo 3/4/2006 n. 152 - sono precisate
le tabelle con i “Valori limiti di emissione in acque
superficiali e in fognatura” riportate nelle due pagine
successive.
Scarico in acque superficiali Scarico in rete
fognaria (*)
1 pH 5,5-9,5 5,5-9,5
2 Temperatura °C (1) (1)
3 colore non percettibile con diluizione non percettibile con diluizione
1:20
1:40
4 odore non deve essere causa di
molestie
non deve essere causa di molestie
5 materiali grossolani assenti assenti
6 Solidi speciali totali (2) mg/L ≤ 80 ≤ 200
7 BOD (come O ) (2) 5 2 mg/L ≤ 40 ≤ 250
8 COD (come O ) (2) 2 mg/L ≤ 160 ≤ 500
9 Alluminio mg/L ≤ 1 ≤ 2,0
10 Arsenico mg/L ≤ 0,5 ≤ 0,5
11 Bario mg/L ≤ 20 -
12 Boro mg/L ≤ 2 ≤ 4
13 Cadmio mg/L ≤ 0,02 ≤ 0,02
14 Cromo totale mg/L ≤ 2 ≤ 4
15 Cromo VI mg/L ≤ 0,20 ≤ 0,20
16 Ferro mg/L ≤ 2 ≤ 4
17 Manganese mg/L ≤ 2 ≤ 4
18 Mercurio mg/L ≤ 0,005 ≤ 0,005
Numero Parametri Unità di Scarico in acque superficiali Scarico in rete
parametro
misura
fognaria (*)
20 Piombo mg/L ≤ 0,2 ≤ 0,3
21 Rame mg/L ≤ 0,1 ≤ 0,4
22 Selenio mg/L ≤ 0,03 ≤ 0,03
23 Stagno mg/L ≤ 10
24 Zinco mg/L ≤ 0,5 ≤ 1,0
25 Cianuri totali (come CN) mg/L ≤ 0,5 ≤ 1,0
26 Cloro attivo libero mg/L ≤ 0,2 ≤ 0,3
27 Solfuri (come H S) 2 mg/L ≤ 1 ≤ 2
28 Solfati (come SO ) 3 mg/L ≤ 1 ≤ 2
29 Solfati (come SO ) (3) 4 mg/L ≤ 1000 ≤ 1000
30 Cloruri (3) mg/L ≤ 1200 ≤ 1200
31 Fluoruri mg/L ≤ 6 ≤ 12
32 Fosforo totale (come P) (2) mg/L ≤ 10 ≤ 10
33 Azoto ammoniacale
(come NH ) (2) 4
mg/L ≤ 15 ≤ 30
34 Azoto nitroso (come N) (2) mg/L ≤ 0,6 ≤ 0,6
35 Azoto nitrico (come N) (2) mg/L ≤ 20 ≤ 30
36 Grassi e olii animali/vegetali mg/L ≤ 20 ≤ 40
37 Idrocarburi totali mg/L ≤ 5 ≤ 10
38 Fenoli mg/L ≤ 0,5 ≤ 1
39 Aldeidi mg/L ≤ 1 ≤ 2
40 Solventi organici aromatici mg/L ≤ 0,2 ≤ 0,4
41 Solventi organici azotati (4) mg/L ≤ 0,1 ≤ 0,2
42 Tensioattivi totali mg/L ≤ 2 ≤ 4
43 Pesticidi fosforati mg/L ≤ 0,10 ≤ 0,10
44 Pesticidi totali (esclusi i
fosforati) (5)
tra cui:
mg/L ≤ 0,05 ≤ 0,05
45 - aldrin mg/L ≤ 0,01 ≤ 0,01
46 - dieldrin mg/L ≤ 0,01 ≤ 0,01
47 - endrin mg/L ≤ 0,002 ≤ 0,002
48 - isodrin mg/L ≤ 0,002 ≤ 0,002
49 Solventi clorurati (5) mg/L ≤ 1 ≤ 2
50 Escherichi a coli (4) UFC/100mL nota
51 Saggio di tossicità acuta (5) il campione non è accettabile il campione non è accettabile
quando dopo 24 ore il numero quando dopo 24 ore il numero
degli organismi immobili è uguale degli organismi immobili è uguale
o maggiore del 50% del totale o maggiore del 80% del totale
(*) I limiti per lo scarico in rete fognaria sono obbligatori in assenza di limiti stabiliti dall’autorità competente o in mancanza di un impianto finale
di trattamento in grado di rispettare i limiti di emissione dello scarico finale. Limiti diversi devono essere resi conformi a quanto indicato alla nota
2 della tabella 5 relativa a sostanze pericolose.
(2) Per quanto riguarda gli scarichi di acque reflue urbane valgono i limiti indicati in tabella 1 e, per le zone sensibili anche quelli di tabella 2. Per
quanto riguarda gli scarichi di acque reflue industriali recapitanti in zone sensibili la concentrazione di fosforo totale e di azoto totale deve essere
rispettivamente di 1 e 10 mg/L.
(3) Tali limiti non valgono per lo scarico in mare, in tal senso le zone di foce sono equiparate alle acque marine costiere, purché almeno sulla
metà di una qualsiasi sezione a valle dello scarico non vengono disturbate le naturali variazioni della concentrazione di solfati o di cloruri.
(4) In sede di autorizzazione allo scarico dell’impianto per il trattamento di acque reflue urbane, da parte dell’autorità competente andrà fissato
il limite più opportuno in relazione alla situazione ambientale e igienico sanitaria del corpo idrico recettore e agli usi esistenti. Si consiglia un
limite non superiore ai 5000 UFC/100 mL.
(5) Il saggio di tossicità è obbligatorio. Oltre al saggio su Daphnia magna, possono essere eseguiti saggi di tossicità acuta su Ceriodaphnia dubia,
Selenastru, capricornutum, batteri bioluminescenti o organismi quali Artemia salina, per scarichi di acqua salata o altri organismi tra quelli che
saranno indicati ai sensi del punto 4 del presente allegato. In caso di esecuzione di più test di tossicità si consideri il risultato peggiore. Il risultato
positivo della prova di tossicità non determina l’applicazione diretta delle sanzioni di cui al titolo V, determina altresì l’obbligo di
approfondimento delle indagini analitiche, la ricerca delle cause di tossicità e la loro rimozione.

Gamma UV WEDECO Gamma Ozono WEDECO
66 67
Di seguito, presentiamo la gamma Wedeco dei modelli che trovano impiego
nelle industrie di processo e nel trattamento delle acque reflue e potabili.
Modello Applicazione Portata max
(m 3 /h)
Aquada Acqua potabile Usi
domestici
A Acqua potabile, di
processo, calda
A/B
Polietilene
Acqua di mare; Acqua
altamente corrosiva
SA Acqua potabile per
navi e offshore
FMK Acqua potabile per
treni
E/ME Acqua di processo; Per
ind. farmaceutica;
Acqua potabile, reflua
Caratteristiche
11 Reattore in acciaio inox elettrolucidato con
singola lampada UV Spektrotherm ad alta
intensità, posta al centro della camera di
reazione parallelamente al flusso d’acqua
26 Reattore multilampada in acciaio inox con
lampade UV Spektrotherm ad alta intensità
disposte parallelamente al flusso d’acqua
400 Reattore in PEAD con lampade UV
Spektotherm ad alta intensità disposte
parallelamente al flusso d’acqua
27 Reattore in acciaio inox elettrolucidato con
singola lampada UV Spektrotherm ad alta
intensità, posta al centro della camera di
reazione parallelamente al flusso d’acqua
4 Reattore in acciaio inox elettrolucidato con
lampada UV Spektrotherm ad alta intensità,
posta parallelamente al flusso d’acqua
130 Reattore in quarzo con lampade UV
Spektrotherm ad alta intensità disposte
parallelamente al flusso d’acqua
K Acqua potabile 1000 Reattore multilampada in acciaio inox con
lampade UV Spektrotherm ad alta intensità
disposte perpendicolarmente al flusso
d’acqua
BX Acqua potabile, di
processo, calda di
lavaggio
Spektron Acqua potabile, di
processo in ind.
alimentare e di
imbottigliamento
LBX Acqua reflua; Sciroppi
di zucchero; Acqua di
processo con bassa
trasmittanza UV
LBT Riduzione TOC in
acqua ultrapura
TAK Acqua di scarico in
canali a pelo libero
TE Disinfezione di aria nei
serbatoi di stoccaggio
acqua
2120 Reattore multilampada in acciaio inox con
lampade UV Spektrotherm
concentricamente e parallelamente al flusso
d’acqua
900 Reattore multilampada in acciaio inox con
lampade UV Spektrotherm
concentricamente e parallelamente al flusso
d’acqua. Ottimizzazione continua del flusso
idraulico con sistema Cross Mix.
1000 Reattore multilampada in acciaio inox con
lampade UV Spektrotherm ad alta intensità
disposte concentricamente e parallelamente
al flusso d’acqua
100 Reattore multilampada in acciaio inox
elettrolucidato (”Thin Film“ brevettato) con
lampade UV Spektrozon ad alta emissione a
185 nm UVC, disposte parallelamente al
flusso d’acqua
10000 Moduli UV, con lampade UV Spektrotherm
ad alta intensità disposte parallelamente al
flusso d’acqua; per installazioni in canali in
calcestruzzo o in acciaio
- Lampada Spektrotherm per disinfezione aria
nei serbatoi di stoccaggio acqua
Modello Max. prod.
ozono (g/h)
Consumo
gas (m 3 /h)
NTP
Serie Modular GSA/GSO
Mezzo di
raffreddamento
Pot. max
assorbita
[kW]
Dimensioni
L / H / P (m)
Modular 2 2 1,0 Aria 0,16 0,4 x 0,6 x 0,21 Alim. ad aria;
concentrazione
30g/Nm3 Modular 4
GSA 10
4
15
1,0
0,75
Aria
Acqua 0,08 m
0,5* 0,6 x 0,6 x 0,21
; Temp.
acqua di
raffr.=15°C; i
consumi
compressore esclusi
3 GSA 20 23 1,25
/h
Acqua 0,08 m
0,5 0,8 x 0,8 x 0,3
3 GSA 30 40 2,0
/h
Acqua 0,16 m
0,6 0,8 x 0,8 x 0,3
3 /h 1,1 0,8 x 0,8 x 0,3
GSA 50 220 7,80 Acqua 0,7 m3 /h 3,8 1,6 x 0,8 x 0,45
Modular 4 HC 4 0,04 Aria 0,1 0,6 x 0,6 x 0,21 Alimentazione ad
ossigeno;
concentrazione
100g/Nm3 Modular 6 6 0,25 Aria 0,6** 0,6 x 0,6 x 0,21
Modular 8 HC
GSO 10
8
30
0,08
0,3
Aria
Acqua 0,08 m
0,2 0,6 x 0,6 x 0,21
; Temp.
acqua di
raffr.=15°C; i
consumi del
compressore sono
esclusi
3 GSO 20 50 0,5
/h
Acqua 0,08 m
0,5 0,8 x 0,8 x 0,3
3 GSO 30 100 1,0
/h
Acqua 0,16 m
0,6 0,8 x 0,8 x 0,3
3 /h 1,1 0,8 x 0,8 x 0,3
GSO 50 - 200 g/h 200 2,0 Acqua 0,35 m3 /h 2,0 1,6x0,88x0,45
GSO 50 - 400 g/h 415 4,0 Acqua 0,70 m3 /h 3,8 1,6x0,88x0,45
* incl. essiccatore e compressore - ** incl. generatore ossigeno con compressore
Modello Max. prod.
ozono
(g/h)
Consumo
gas (m 3 /h)
NTP
Serie SMA / SMO
Mezzo di
raffreddamento
Pot. max
assorbita
[kW]
Dimensioni
L / H / P (m)
Note
Note
SMA 100 340 11,33 Acqua 0,8 m 3 /h 5,6 1,8 x 0,9 x 2,21 Alim. ad aria;
SMA 200 520 17,33 Acqua 1,2 m 3 /h 8,3 1,8 x 0,9 x 2,21
SMA 300 1050 35,00 Acqua 2,5 m 3 /h 16,1 2,8 x 0,9 x 2,21
SMA 400 1480 49,33 Acqua 3,4 m 3 /h 22,4 3,65 x 1,05 x 2,21
SMA 500 2280 76,00 Acqua 5,2 m 3 /h 33,7 3,65 x 1,05 x 2,21
SMA 600 4260 142,00 Acqua 10 m 3 /h 64,9 3,92 x 1,05 x 2,21
SMA 700 5930 197,67 Acqua 13,8 m3 /h 88,7 4,55 x 1,32 x 2,21
SMA 800 7700 256,67 Acqua 17,3 m3 /h 111,2 4,55 x 1,32 x 2,21
SMO 100 630 6,30 Acqua 0,8 m3 /h 5,7 1,8 x 0,9 x 2,21
SMO 200 1050 10,50 Acqua 1,2 m3 /h 8,3 1,8 x 0,9 x 2,21
SMO 300 2130 21,30 Acqua 2,5 m3 /h 16,1 2,8 x 0,9 x 2,21
SMO 400 3080 30,80 Acqua 3,6 m3 /h 23,2 3,65 x 1,05 x 2,21
SMO 500 4450 44,50 Acqua 5,2 m3 /h 33,3 3,65 x 1,05 x 2,21
SMO 600 8600 86,00 Acqua 10,1 m3 /h 64,2 3,92 x 1,05 x 2,21
SMO 700 11850 118,50 Acqua 13,8 m3 /h 88,0 4,55 x 1,32 x 2,21
SMO 800 14900 149,00 Acqua 17,2 m3 /h 109,8 4,55 x 1,32 x 2,21
concentrazione
30g/Nm 3 ; Temp.
acqua di
raffr.=15°C;
consumi del
compressore esclusi
Alimentazione ad
ossigeno;
concentrazione
100g/Nm 3 ;
Temp. acqua di
raffr.=15°C; i
consumi del
compressore sono
esclusi
Serie PDA / PDO
Produzione ozono (g/h) Note
Produzione ozono(g/h)
Modello Alim. aria
c=50 g/Nm
Modello
3
Alim. Oq c=10 %wt
Alim. aria
c=50 g/Nm3 Alim. O2 c=10 %wt
PDA/PDO 1000 11000 21000 Produzione con PDA/PDO 3500 20000 40000
PDA/PDO 1500
PDA/PDO 2000
PDA/PDO 2500
12000
14000
16000
24000
28000
32000
Temp. acqua di PDA/PDO 4000
raffr.=15°C; consumi
PDA/PDO 4500
energetici su richiesta
PDA/PDO 5000
23000
28000
33000
45000
55000
65000
PDA/PDO 3000 18000 36000
taglie di produzione superiori, fino al PDA/PDO 9500, sono disponibili su richiesta

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In c o l l a b o r a z Io n e c o n:
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