Sistemi di Ossidazione Biologica: gli Impianti di Depurazione a Biodischi

Un Impianto a Dischi Biologici o a Biodischi (noto anche come CBR - Contattore Biologico Rotante) è un sistema di depurazione biologica a biomassa adesa a supporto mobile costituito da una serie di dischi in polistirene o polietilene, parzialmente immersi nel liquame (circa il 40% del diametro) che ruotano lentamente attorno ad un albero (velocità di rotazione da 2 a 5 giri/minuto), in modo tale che la superficie dei biodischi venga alternativamente a contatto con l'aria e con la fase liquida.
Durante la rotazione i microrganismi si depositano sul disco formando un film di materiale organico, che aumenta progressivamente il suo spessore. Alternativamente, durante il moto di rotazione, la pellicola si satura di ossigeno nella fase di esposizione all'aria, per poi immergersi ad adsorbire e metabolizzare le sostanze organiche disciolte e colloidali presenti nel liquame.
La pellicola continua a svilupparsi finché ha raggiunto spessori massimi di 2÷5 mm, per poi distaccarsi autonomamente, sotto forma di fiocchi sedimentabili, facilitata dall'azione di taglio indotta dalla resistenza all'avanzamento del disco nel refluo.

In un Impianto di Depurazione a Biodischi il trattamento è normalmente realizzato in più stadi successivi, costituiti di batterie di dischi in parallelo, disposti ciascuno in una porzione di vasca separata, tramite un setto, dalla porzione successiva, pertanto con uno schema impiantistico a più reattori a miscelazione completa che si succedono in serie.

Il grado di depurazione e tanto più elevato quanto più alto e il numero di stadi successivi. In generale conviene adottare almeno due stadi; in questo modo si è in grado di raggiungere rendimento nella rimozione del BOD, dell'ordine dell'85%; per avere una rimozione del 90÷95%, occorre che l'impianto operi con 3÷4 stadi, nel qual caso, se la superficie di contatto è adeguata, si possono ottenete anche elevati livelli di nitrificazione.
La pellicola distaccata viene trasportata dal refluo e viene eliminata nella fase di decantazione secondaria.
Il metodo a dischi biologici costituisce una fase di trattamento secondario, volta a rimuovere l'inquinamento organico presente nei liquami allo stato disciolto o sospeso.

Rispetto al sistema dei letti percolatori, che è un sistema a supporto fisso, in un impianto a dischi biologici sono in movimento sia il liquame sia i corpi di riempimento (dischi) e questo presenta un doppio vantaggio: è efficace anche per depurare acque fortemente inquinate e inoltre eventuali sostanze tossiche presenti distruggono solo i microrganismi che rivestono i primi dischi investiti dall'acqua reflua.

Il dimensionamento dei rotori biologici deve avvenire con riferimento a valori di carico organico specifico generalmente compresi nell'intervallo di 20 ÷ 40 gBOD5 totale m2*d oppure di 6 ÷ 8 gBOD5/ m2*d per ottenere una elevata nitrificazione.
Il sistema a biodischi è indicato nella depurazione delle acque di piccole comunità quali campeggi, villaggi turistici, ecc..
Durante il funzionamento non è necessario il controllato da operatori professionali specializzati.
È necessario però effettuare una regolare manutenzione e lubrificazione delle parti mobili, motori e cuscinetti; sostituire guarnizioni, oltre che il controllo dei motori e gli spurghi dei fanghi e dei batteri che si distaccano dai supporti. Questi tipi di impianti, pur richiedendo un controllo e una manutenzione molto frequente, non richiedono l'inoculazione di colture batteriche (come per la maggioranza dei reattori biologici); la fase di avviamento è sensibilmente più breve. Tuttavia, sono necessarie dalle 6 alle 12 settimane per ottenere una buona qualità del trattamento da parte del biofilm.

Un Impianto di Depurazione a Biodischi:
- non soffre della eventuale mancanza di liquame anche per diversi giorni;
- è insensibile a forti variazioni del carico biologico;
- è insensibile a forti variazioni del carico idraulico;
- il consumo di energia è molto contenuto;
- la bassa velocità di rotazione garantisce una lunga durata del sistema.

Viene fissato anche un valore massimo del carico organico specifico sul primo stadio, per evitare eccessive proliferazioni di biomassa sui biodischi, che potrebbero anche formare alla formazione di zone di fermentazione e di maleodorazione.
ll carico organico specifico superficiale massimo è di 40 gBOD5/(m2*d), che viene ridotto a 20 g BOD5/(m2*d) nel caso di temperature ambiente elevate (25+30 °C), data la minore solubilità dell'ossigeno a queste temperature.
Proprio per le elevate produzioni di biomassa nei primi stadi, a volte si adottano, in questa parte dell'impianto, biodischi con configurazione particolare, o caratterizzati da un'elevata velocità di rotazione, in grado di indurre turbolenze nel liquame in cui s'immergono, che favoriscono il distacco della abbondante biomassa formatasi.
Il trattamento biologico con biodischi, consente inoltre altri vantaggi:
- bassi consumi energetici (circa 40% in meno rispetto ad un impianto a fanghi attivi);
- minimo impegno da parte del personale di gestione;
- bassissimi livelli di rumore (data la bassa velocità di rotazione dei biodischi);
- nessun problema di odori e/o aerosol;
- non necessita del ricircolo dei fanghi;
-minimo impatto ambientale (ogni biodisco è dotato di copertura).