Riduzione del BOD nelle acque reflue: Monitoraggio, calcolo e conformità

1. Cosa sono il BOD e il COD?

Domanda chimica di ossigeno (COD) è la quantità di ossigeno necessaria per ossidare chimicamente tutte le sostanze ossidabili presenti nell'acqua (non solo quelle organiche biodegradabili). Domanda biochimica di ossigeno (BOD) è l'ossigeno consumato dai microrganismi aerobi durante la degradazione della materia organica biodegradabile in acqua.

Un BOD elevato indica un elevato carico di sostanze organiche biodegradabili. Se scaricato senza un trattamento adeguato, l'ossigeno disciolto (DO) dell'acqua ricevente può esaurirsi, danneggiando gli ecosistemi acquatici.

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2. Perché controllare il BOD/COD è importante

2.1 Protezione dell'ambiente

Un eccesso di BOD consuma rapidamente il DO, causando la morte dei pesci, la perdita di habitat e la destabilizzazione delle reti alimentari.

2.2 Conformità normativa

La maggior parte delle giurisdizioni stabilisce limiti numerici di BOD/COD agli scarichi. Il monitoraggio e le registrazioni di routine riducono il rischio di superamento dei limiti, le multe e le responsabilità legali.

2.3 Salute pubblica

Una riduzione del BOD è generalmente correlata a una migliore qualità degli effluenti, riducendo il rischio di malattie trasmesse dall'acqua.

2.4 Integrità delle risorse

L'elevato carico organico e la relativa emissione di CO₂ può aumentare la corrosività, danneggiando potenzialmente le tubature e le apparecchiature.

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3. Principali cause di BOD elevato

3.1 Fattori che influenzano il BOD

• Tipo e concentrazione di organico: sostanze organiche più facilmente biodegradabili → BOD più elevato.
• Temperatura e pH: L'attività microbica dipende da intervalli adeguati.
• Tossici: i metalli pesanti/biocidi sopprimono i microbi e possono falsare i test BOD.
• Macronutrienti (N, P): può stimolare la crescita microbica e far aumentare il BOD.

3.2 Sorgenti tipiche

• Scarichi industriali (chimici, tessili, carta, ecc.).
• Percolato di discarica ricco di sostanze organiche.
• Acque reflue di alimenti e bevande (birrerie, caseifici, aziende di trasformazione).
• Liquami domestici ad alto contenuto organico.
• Dilavamento agricolo (fertilizzanti, letame).

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4. Come calcolare l'efficienza di rimozione del BOD

Formula

Efficienza di rimozione del BOD (%) = ((BOD in ingresso - BOD in uscita) / BOD in ingresso) × 100

Definizioni dei parametri
Influente BOD: BOD delle acque reflue non trattate in ingresso all'impianto (mg/L).
Effluente BOD: BOD dell'acqua trattata dopo il processo (mg/L).

Esempio

BOD in ingresso = 300 mg/L
BOD in uscita = 20 mg/L

Efficienza di rimozione del BOD = ((300 - 20) / 300) × 100 = 93,3%

Casi d'uso: valutare le prestazioni di ASP/DAF, verificare la conformità dei permessi e supportare gli audit o le relazioni ambientali.

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5. Monitoraggio e conformità

• Campionamento e analisi: seguire i metodi standard per BOD/COD; mantenere QA/QC e tempi di conservazione adeguati.
• Sensori online: utilizzare sonde di DO, pH, temperatura e torbidità/MLSS per consentire un controllo in tempo reale.
• Gestione dei dati: monitorare le tendenze (carico in ingresso, livelli del serbatoio EQ, tassi di aerazione) per individuare tempestivamente le anomalie.
• Relazioni e SOP: conservare i registri di calibrazione, i registri dei test sui vasi, le SOP per il dosaggio delle sostanze chimiche e le liste di controllo dell'operatore.

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6. Strategie per ridurre il BOD

6.1 Iniziare con il controllo dei solidi (TSS)

TSS e BOD sono strettamente collegati. La rimozione precoce dei solidi sospesi riduce la richiesta di ossigeno a valle e stabilizza la biologia.

• Dispositivi meccanici: filtri a barre, filtri rotanti, chiarificazione primaria; mantenere i dispositivi in buono stato di manutenzione per evitare l'accecamento.
• Ausiliari chimici: coagulanti/polimeri per agglomerare le particelle fini che altrimenti aumenterebbero il BOD.

6.2 Equalizzazione del flusso (serbatoio EQ)

L'EQ di dimensioni adeguate smorza le oscillazioni del carico idraulico e organico, migliorando il controllo dell'aerazione e la stabilità biologica.

• Selezionare il volume in base alla variabilità dell'afflusso e ad eventuali aggiunte chimiche a monte.
• Installare il monitoraggio del livello e la miscelazione per prevenire la setticemia.

6.3 Aerazione e processo a fanghi attivi (ASP)

L'aerazione è una delle leve più efficaci per la riduzione del BOD nel trattamento biologico.

• Mantenere una DO adeguata (in genere 1,5-3,0 mg/L nei bacini di aerazione).
• Utilizzare diffusori a bolle fini o soffianti efficienti; regolare l'aria in base al carico e alla temperatura.
• Controllare i tassi di SRT/MLSS e di fanghi attivi di ritorno (RAS) per mantenere una biomassa sana.

6.4 Coagulazione e flocculazione

Migliora la rimozione dei colloidi e degli organici residui, completando l'ASP e la chiarificazione.

• Coagulanti: solfato di alluminio (allume), sali ferrici/ferrosi.
• Polimeri: ottimizzare il tipo/dose tramite test in barattolo; controllare il pH per ottenere le migliori prestazioni.

6.5 DAF (Flottazione ad aria disciolta)

Efficace per rimuovere il FOG e i solidi sospesi fini che determinano il BOD.

• Considerate le funzioni di autopulizia per ridurre i tempi di inattività.
• Ottimizzare i punti di iniezione per il coagulante/polimero e il ricircolo delle acque bianche.

6.6 Temperatura e nutrienti

• Una temperatura delle acque reflue moderatamente più bassa può aumentare il DO e supportare i microbi (entro i limiti biologici).
• Mantenere rapporti N/P equilibrati per una biomassa stabile; evitare di sovra o sottoalimentare i nutrienti.

6.7 Tabella riassuntiva

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