Processi biologici nel trattamento delle acque reflue: il ruolo centrale dei microrganismi

Il trattamento delle acque reflue è un processo per la rimozione di contaminanti e sostanze organiche da acque di scarico domestiche, industriali o agricole prima del loro riutilizzo o rilascio nell'ambiente. Questa pratica mira a ridurre l'inquinamento idrico, proteggere gli ecosistemi acquatici e salvaguardare la salute pubblica. 
Il trattamento coinvolge diverse fasi: fisiche (che comprendono processi meccanici), chimiche (che eliminano ad esempio alcuni microrganismi patogeni) e biologiche.

I processi biologici come parte fondamentale nel trattamento delle acque reflue

I processi biologici nel trattamento acque sfruttano la capacità dei microrganismi di degradare contaminanti organici e nutrienti presenti nelle acque di scarico. Attraverso questa attività, le sostanze inquinanti vengono convertite in biomassa, gas e acqua depurata. Questi prodotti finali sono risorse preziose che possono essere riutilizzate, rendendo l'intero processo un esempio prezioso di economia circolare nel settore idrico.

La scelta del processo biologico dipende dalle caratteristiche delle acque da trattare e dalle condizioni ambientali locali. I processi possono essere di vario tipo, tra i più diffusi ci sono:

• trattamento aerobico: grazie ai fanghi attivi, viene degradata efficacemente la materia organica,  misurata attraverso parametri quali BOD (Biochemical Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand) e nutrienti. Questo trattamento risulta la via più rapida di degradazione biologica della sostanza organica, rispetto agli altri trattamenti. 
• trattamento anaerobico: simile al trattamento aerobico, ma opera in assenza di ossigeno, favorendo la produzione di biogas (in particolare metano), riutilizzabile come fonte energetica sostenibile. È un’operazione particolarmente indicata per acque ad alta concentrazione di carico organico.
• sistemi ibridi: combinano alcune delle attività dei due processi precedentemente esposti. Dall’integrazione delle pratiche aerobiche e anaerobiche, il sistema ibrido offre maggior flessibilità ed efficienza, adattandosi ad una vasta gamma di condizioni e requisiti di trattamento.

Il processo di depurazione delle acque grazie ai fanghi attivi

I fanghi attivi costituiscono una parte fondamentale del processo di depurazione biologica, formati da un ecosistema microbico complesso e dinamico. 
I batteri dell’ecosistema si aggregano diventando più complessi, arrivando a formare dei fiocchi, mantenuti in sospensione nel reattore biologico unitamente all'acqua reflua da trattare, questi hanno la capacità di incorporare e degradare i contaminanti presenti nelle acque reflue. 

I principali vantaggi che offrono i fanghi attivi nel processo di trattamento acque reflue sono: 

• Efficienza depurativa elevata: riescono ad eliminare fino all’80%-90% dei contaminanti (la percentuale varia in base alla tipologia di refluo da dover trattare).
• Ampia flessibilità operativa: i fanghi attivi riescono ad adattarsi a diversi fattori come: svariate configurazioni impiantistiche, variazioni di carico organico e di composizione delle acque; in caso vi siano esigenze particolari si possono "coltivare" fanghi con proprietà specifiche.
• Dinamicità del processo: i fanghi vengono chiamati attivi anche perchè hanno la capacità di rinnovarsi continuamente, mantenendo un'elevata efficienza anche nel lungo periodo.
• Economicità: questo processo offre un ottimo rapporto costo-efficacia, specialmente per impianti di medie e grandi dimensioni (bassi costi operativi, efficienza energetica e un alto recupero delle risorse).
• Sostenibilità ambientale: questo tipo di trattamento minimizza i rischi ambientali e rispetta il ciclo idrico naturale.

I fanghi attivi, quindi, sono il centro della depurazione biologica, svolgono un ruolo cruciale nella rimozione degli inquinanti dalle acque reflue. La loro corretta gestione è fondamentale per garantire l'efficienza e l'efficacia del trattamento.