Dispense depurazione - Dipartimento di Ingegneria delle Acque e di ...

imozione della sostanza organica, utilizzano il carbonio inorganico
(prevalentemente CO2) e l’azoto ammoniacale per la sintesi cellulare ottenendo
l’energia per il loro metabolismo dall’ossidazione dell’azoto ammoniacale a nitriti e
nitrati e servendosi dell’ossigeno molecolare (O2) come accettore di elettroni.
La nitrificazione biologica è un processo biochimico a due stadi in cui si ha la
successiva ossidazione dello ione ammonio a nitriti (ad opera dei batteri
Nitrosomonas) e dei nitriti a nitrati (ad opera dei batteri Nitrobacter) secondo la
reazione chimica complessiva:
NH4 + + 1,856 O2 + 1,979 HCO3 → 0,021 C5H7O2N + 0,979 NO3+ 1,876 H2CO3
+ 1,041H2O
Il processo di nitrificazione è strettamente aerobico e può quindi svolgersi
nello stesso tipo di reattori in cui ha luogo la rimozione della sostanza organica:
fanghi attivi, letti percolatori e dischi biologici. A seconda degli obiettivi
progettuali, le configurazioni impiantistiche possono prevedere un unico reattore
per la rimozione della sostanza organica e per la nitrificazione o, più efficacemente,
due reattori per operare i due trattamenti separatamente. I batteri nitrificanti,
infatti, pur non dovendo competere con quelli eterotrofi né per il substrato
donatore di elettroni, né per il carbonio da utilizzare nei processi di sintesi, ma solo
per il substrato accettore di elettroni, l’ossigeno molecolare, hanno velocità di
crescita cellulare inferiore rispetto ad essi e sono quindi limitanti nella realizzazione
simultanea dei due processi depurativi.
4.1.2. Denitrificazione
La denitrificazione è un trattamento biologico a biomassa sospesa o adesa
operato in condizioni anossiche (assenza di ossigeno molecolare con presenza di
ossigeno combinato) in cui opportune specie batteriche realizzano la rimozione
dissimilativa dell’azoto nitrico (NO3 -N) riducendolo ad azoto molecolare (N2). Lo
scopo è di ottenere un effluente povero di nitriti e nitrati in modo da preservare i
corpi idrici soggetti ad uso idropotabile da fenomeni di inquinamento da ossidi di
azoto ed i bacini a debole ricambio dai fenomeni di eutrofizzazione.
La denitrificazione biologica è un processo svolto da batteri eterotrofi
chemioorganotrofi facoltativi, cioè da una buona parte degli stessi batteri che
operano la rimozione aerobica della sostanza organica. Essi utilizzano il carbonio e
l’azoto ammoniacale oppure nitrico, in sua assenza, per la sintesi cellulare
(rimozione assimilativa dell’azoto) e sono in grado di produrre energia mediante
due tipi di reazioni chimiche in cui il substrato organico è sempre il donatore di
elettroni e l’ossigeno molecolare (in condizioni aerobiche: rimozione della sostanza
organica) o i composti dell’azoto (in condizioni anossiche: rimozione della sostanza
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