CENNI SULLA TEORIA DELL'OSSIDAZIONE BIOLOGICA AEROBICA
lL principio della depurazione aerobica si basa sul fatto che un liquame, costituito da sostanza organica biodegradabile e da elementi minerali, consente lo sviluppo di batteri aerobi eterotrofi solo quando sia presente una certa quantità di ossigeno e siano assenti sostanze ad azione inibitrice.
Questi microrganismi, dopo una prima fase di crescita dispersa, iniziano a formare colonie gelatinose costituite da batteri che presentano la caratteristica di sedimentare facilmente avendo un peso specifico superiore a quello dell'acqua, lasciando un surnatante limpido.
La formazione dei fanghi attivi è, in condizioni normali, spontanea e questi aumenteranno nella vasca di aerazione e, con loro, aumenteranno i rendimenti depurativi fino al livello stabilito in fase di progettazione, dopo di che avrà inizio una evacuazione periodica dei fanghi di supero.
La sostanza organica biodegradabile, presente in soluzione nel liquame, viene utilizzata quale fonte di energia e di carbonio per la biosintesi di nuovo materiale cellulare, mentre la sostanza organica biodegradabile, presente allo stato di sospensione grossolana o colloidale, viene in gran parte adsorbita mediante un fenomeno fisico-chimico sulla superficie dei fiocchi e viene lentamente trasformata in sostanza solubile per l'azione di esoenzimi quali proteasi, cellulasi e lipasi e quindi utilizzata per scopi energetici o biosintetici.
Anche il materiale organico in sospensione poco biodegradabile, può subire un certo abbattimento, e così pure diversi metalli, questo sempre per il fenomeno dell'assorbimento, a patto che non si raggiungano concentrazioni elevate che possano inibire il processo biologico.
Nel processo a fanghi attivi ad aerazione prolungata i fanghi sono, per la maggior parte del tempo, in fase di respirazione endogena, (fase cioè in cui i microrganismi utilizzano le sostanze intracellulari di riserva precedentemente accumulate) in quanto il materiale organico extracellulare facilmente biodegradabile è esaurito; In questa fase le cellule tendono a rimanere costanti di numero e, dopo un certo tempo, cominciano a diminuire in quanto i microrganismi che per primi hanno esaurito le sostanze di riserva muoiono rendendo disponibile il loro protoplasma come materiale organico per la respirazione delle altre cellule e questo spiega l'elevato livello di mineralizzazione dei fanghi con l'attuazione di questo processo.
La crescita dei fanghi è invece possibile solo quando il materiale organico è eccessivo rispetto alle esigenze energetiche di base della cellula, ma tale situazione si realizza solo in certi momenti della giornata per cui la crescita del fango è drasticamente limitata.
Il principio della depurazione aerobica è, in definitiva, lo stesso che si realizza in natura nei corsi d'acqua inquinati da sostanza organica ma la sostanziale differenza è che negli impianti a fanghi attivi la depurazione avviene in spazi e tempi estremamente ridotti e questo grazie alla elevata biomassa presente ed ai dispositivi preposti al trasferimento dell'ossigeno.
Quello che viene sfruttato è l'enorme potere catalitico dei microrganismi, a cui è dovuto l'importante ruolo da essi svolto nelle trasformazioni chimiche che avvengono, in generale, sulla superficie della terra.
La grande attività dei batteri è dovuta alle loro piccole dimensioni e quindi al grande rapporto superficie-volume; ciò permette un rapido scambio di substrati e di prodotti di rifiuto tra le cellule e l'ambiente.
