Batteri anaerobici e aerobici per fosse settiche: comprendiamo le regole del trattamento delle acque reflue

La soluzione migliore per il trattamento dei reflui fognari in contesti extraurbani è l'installazione di un impianto di depurazione locale – una fossa settica o un sistema di depurazione biologica.

Come componenti che accelerano la decomposizione dei rifiuti organici, agiscono i batteri per fosse settiche – microrganismi benefici che non danneggiano l'ambiente. Dovrà convenire che, per selezionare correttamente la composizione e il dosaggio dei bioattivatori, è necessario comprendere il principio del loro funzionamento e conoscere le regole di applicazione.

Questi aspetti sono dettagliatamente spiegati nell'articolo. Le informazioni aiuteranno i proprietari di sistemi fognari locali a migliorare il funzionamento della fossa settica e a facilitarne la manutenzione.

Trattamento ecologico dei reflui fognari

Le informazioni sugli aerobi e gli anaerobi interesseranno coloro che hanno deciso di acquistare un settico per un terreno di campagna o vogliono «modernizzare» una fossa biologica già esistente.

Selezionando i giusti tipi di batteri e determinando il dosaggio (secondo le istruzioni), si può migliorare il funzionamento del più semplice impianto di accumulo o regolare il funzionamento di un dispositivo più complesso – una fossa settica a due o tre camere.

Il trattamento biologico della materia organica è un processo naturale che da tempo viene utilizzato dall'uomo per scopi domestici.

I microrganismi più semplici, nutrendosi dei rifiuti delle attività umane, in breve tempo li trasformano in un residuo minerale solido, un liquido chiarificato e grasso che galleggia sulla superficie formando una pellicola.

L'uso di batteri per scopi domestici e igienici è consigliabile per i seguenti motivi:

• I microrganismi naturali, che si sviluppano e vivono secondo le leggi della natura, non danneggiano la flora e la fauna circostanti. I proprietari di terreni adiacenti, che utilizzano lo spazio libero per coltivare orti e giardini, realizzare prati e aiuole, devono tenere presente questo fatto.
• Non è più necessario acquistare prodotti chimici aggressivi, a differenza degli elementi naturali che hanno un effetto negativo sul suolo e sulle piante.
• L'odore tipico dei reflui domestici è molto più debole o scompare del tutto.
• Il costo dei bioattivatori è basso rispetto al beneficio che apportano.

A causa dell'inquinamento del suolo e dei corpi idrici, il problema ecologico ha coinvolto gli appezzamenti di campagna, i villaggi e le aree con nuove costruzioni suburbane – i villaggi di cottage. Grazie all'azione dei batteri depurativi, può essere parzialmente risolto.

Nel sistema fognario sono coinvolti due tipi di batteri: anaerobici e aerobici. Informazioni più dettagliate sulle caratteristiche vitali dei due tipi di microrganismi La aiuteranno a comprendere il principio di funzionamento dei sistemi settici e dei serbatoi di accumulo, nonché le sfumature della manutenzione degli impianti di depurazione.

Appositamente per la manutenzione di sistemi settici e serbatoi di accumulo, è stata avviata la produzione di bioattivatori domestici, che si distinguono per il basso costo e il semplice metodo di preparazione (+)

Principi fondamentali del trattamento anaerobico

I microrganismi in grado di funzionare in ambienti privi di ossigeno sono chiamati batteri anaerobici o anaerobi. Cerchiamo di capire quale ruolo svolgono nel sistema di trattamento delle acque reflue.

Origine degli anaerobi

Bisogna capire che i ceppi di batteri anaerobici per i sistemi settici domestici non sono stati appositamente creati artificialmente (sebbene ora sia stata avviata la produzione di nuovi ceppi più attivi), ma sono sempre stati parte della natura.

I microrganismi capaci di sopravvivere senza ossigeno si sviluppano in terreni paludosi e semplicemente umidi, nel limo, nel suolo a grande profondità. Alcune specie partecipano attivamente alla formazione di humus e terriccio, prodotti dalla decomposizione di piante morte e animali deceduti.

I microrganismi che operano nel suolo e nell'acqua (in stagni, canali di scarico, laghi) producono la purificazione del liquido, separando sostanze minerali e gas. Questa capacità è stata utile nella realizzazione di vasche di decantazione fognarie e fosse settiche.

Il trattamento delle acque reflue di tipo anaerobico avviene in serbatoi ermetici. Un esempio di tale contenitore in campagna è il gabinetto esterno «a casetta» con fossa biologica. Il processo di fermentazione è svolto da batteri anaerobici, che durante la loro attività vitale producono metano e calore.

Il principio di depurazione anaerobica viene applicato anche in dispositivi domestici (accumulatori, fosse settiche) e in impianti industriali (digestori anaerobici). La fermentazione da parte degli anaerobi è ampiamente utilizzata in aziende zootecniche e allevamenti avicoli.

Condizioni di esistenza dei batteri

Per la sopravvivenza dei microrganismi sono necessarie condizioni speciali, tra cui:

• isolamento – assenza di ossigeno, ad eccezione degli anaerobi facoltativi;
• regime di temperatura – da +9°C a +37°C, valore ottimale +28°C;
• indice pH – livello di acidità da 6 a 8;
• regolarità della pulizia – rimozione del sedimento solido.

A seguito del processo di fermentazione, una parte delle sostanze scende sul fondo e decompone, un'altra sale verso l'alto. Il liquido rimane torbido, spesso di colore nero. Se una grande quantità di ossigeno entra nel serbatoio, i batteri possono morire.

Anche la temperatura negativa è una minaccia primaria, pertanto si consiglia di isolare le fosse biologiche.

I batteri anaerobici sono un efficace biopreparato per accelerare i processi di fermentazione nelle fosse biologiche di accumulo. Un esempio di accumulatore è il gabinetto estivo per la casa di campagna.

Per una normale attività vitale, gli anaerobi necessitano di un ambiente liquido, cioè almeno 2/3 del contenitore devono essere pieni d'acqua. Se non si chiamano tempestivamente gli operatori di smaltimento, la quantità di sedimento solido raggiungerà un livello critico e i batteri inizieranno a morire.

Se il volume dell'accumulatore non corrisponde al numero di residenti, il contenitore dovrà essere svuotato abbastanza spesso – 2-3 volte al mese. Pertanto, è necessario scegliere la fossa settica con attenzione, valutare i parametri e confrontarli con le future condizioni di utilizzo.

Maggiori informazioni sulla scelta dell'impianto di depurazione le trovate in questo articolo.

Come avviene il trattamento anaerobico

La decomposizione della materia organica nelle vasche di accumulo avviene in due fasi. Inizialmente si osserva una fermentazione acida, accompagnata da una grande quantità di odori sgradevoli.

È un processo lento durante il quale si forma un fango primario di colore palustre o grigio, che emette anch'esso un odore pungente. Di tanto in tanto, pezzi di fango si staccano dalle pareti e salgono insieme a bolle di gas.

Col tempo, i gas prodotti dall'acidificazione riempiono tutto il volume del contenitore, spostano l'ossigeno e creano un ambiente ideale per lo sviluppo di batteri anaerobici. Da questo momento inizia la decomposizione alcalina delle acque reflue – la fermentazione metanica.

Ha una natura completamente diversa e, di conseguenza, risultati differenti. Ad esempio, l'odore specifico scompare del tutto e il fango assume una colorazione molto scura, quasi nera.

Schema dell'impianto di depurazione locale con l'utilizzo di batteri aerobici e anaerobici: una struttura a due camere progettata per una depurazione del 95% delle acque reflue con post-trattamento nel campo drenante (+)

Se una piccola parte del fango alcalino con anaerobi viene inserita nel serbatoio di accumulo o nella camera di ricezione del sistema settico, il processo di decomposizione avverrà in modo più efficiente e il periodo di ossidazione sarà molto più rapido.

In assenza di fango vivo, è necessario acquistare un bioattivatore adatto – una soluzione o una sostanza secca in compresse o polvere, che rappresenta un complesso di batteri anaerobici 'dormienti' per il sistema settico.

Grazie agli anaerobi, la biomassa delle acque reflue nella fossa biologica si decompone più rapidamente in sedimento solido, gas e liquido, mentre in un settico a due camere viene depurata approssimativamente al 65-70%.

Vantaggi della depurazione anaerobica:

• volume ridotto di biomassa batterica;
• efficace mineralizzazione della materia organica;
• assenza di aerazione, quindi risparmio su apparecchiature aggiuntive;
• possibilità di utilizzare metano (in grandi quantità).

Tra gli svantaggi si può annoverare la rigorosa osservanza delle condizioni di esistenza: temperatura specifica, valore del pH, rimozione regolare del sedimento solido. A differenza del fango attivo, le sostanze mineralizzate precipitate non costituiscono un terreno nutriente per le piante e non vengono utilizzate come fertilizzante.

Schemi di impianti di depurazione locali con utilizzo di batteri anaerobici

Il dispositivo più semplice in cui i batteri anaerobici possono vivere e riprodursi è la fossa di scarico. Le fosse moderne sono serbatoi ermetici in cemento o plastica, installati nel terreno al di sotto del livello di congelamento.

I prodotti in HDPE possono essere acquistati presso aziende specializzate o sui siti dei produttori, mentre quelli in cemento possono essere realizzati con anelli in cemento armato autonomamente, con l'aiuto o sotto la supervisione di specialisti.

Schema di un semplice septic tank composto da due scomparti: nel primo viene effettuata una depurazione combinata (meccanica e anaerobica), nel secondo prevalentemente anaerobica (+)

Le prestazioni dell'impianto aumentano con l'aggiunta di camere funzionali aggiuntive. Le configurazioni più comuni hanno 2-3 scomparti, il primo funge da sedimentatore, i successivi da serbatoi per la pulizia e la chiarificazione.

Per creare un ambiente favorevole all'attività dei microrganismi, sul fondo del serbatoio viene posto un materiale poroso, ad esempio ghiaia.

La depurazione finale del liquido chiarificato avviene in un pozzo filtrante o su un campo di filtrazione, attraverso i quali l'acqua penetra nel terreno. Per la loro installazione è necessario un tipo di terreno adatto (argille, sabbie, limi), oltre a un basso livello della falda freatica.

Esempio di installazione di un impianto di trattamento che comprende un septic tank anaerobico e un pozzo filtrante, in cui avviene il trattamento finale delle acque reflue; il ruolo del filtro è svolto da uno strato di sabbia e ghiaia (+)

Per mantenere l'equilibrio nelle camere è necessaria una manutenzione regolare. Essa consiste nella rimozione del sedimento solido dal sedimentatore, nel trasferimento del fango attivo in eccesso dalla seconda alla prima camera, nell'aggiunta di bioattivatori (in caso di morte o quantità insufficiente di anaerobi).

Caratteristiche del trattamento aerobico

Gli aerobi, a differenza degli anaerobi, non possono esistere senza ossigeno. Nel sistema di depurazione biologica delle acque reflue occupano una loro nicchia, non meno importante.

Le condizioni create per lo sviluppo degli anaerobi sono assolutamente inadatte alla vita di un altro tipo di batteri: gli aerobi. Essi non possono, in uno spazio chiuso privo di accesso all'aria, formare spore e crescere, e quindi neppure trattare le acque reflue fognarie.

Affinché un sistema aerobico realizzi appieno il suo potenziale, un'apertura di ventilazione non è sufficiente; è necessaria un'alimentazione forzata di ossigeno.

Il sistema di alimentazione dell'aria del serbatoio di aerazione è composto da diverse parti. La funzione principale (immissione d'aria) è svolta da un compressore per settico. Di solito viene installato in un locale caldo all'interno della casa, vicino all'uscita delle tubature fognarie. Il condotto dell'aria collega il compressore al settico e passa nello stesso scavo con i tubi interrati.

Schema di impianto di depurazione biologica profonda con tre sedimentatori e due vasche di aerazione con capacità di 1,5 m³/giorno. Alla depurazione dei reflui partecipano batteri anaerobici e aerobici (+)

L'ossigenazione dei reflui avviene tramite tubi perforati immersi nell'acqua – gli aeratori. L'alimentazione dell'aria può essere regolata o completamente chiusa tramite valvole situate vicino al portello.

L'aria esce dai fori e, salendo sotto forma di piccole bolle, arricchisce i reflui di ossigeno. Gli aeratori devono essere puliti di tanto in tanto per evitare che il processo di fornitura di ossigeno si interrompa.

Nella realizzazione dei primi impianti di depurazione locale è sorto il problema del progressivo dilavamento dei batteri aerobici per la fossa settica. È stato risolto caricando nel serbatoio dispositivi aggiuntivi – schermi tessili e 'spazzole' in plastica.

Il tessuto a pelo fine e le setole in materiale polimerico impediscono il dilavamento del fango attivo e fungono da base per la sua proliferazione.

Man mano che si accumula il fango in eccesso, lo si rimuove e lo si utilizza come fertilizzante per la coltivazione di ortaggi, mettendolo temporaneamente in cumuli di compost.

I principali nemici della depurazione biologica sono i detergenti chimici e gli antibiotici disciolti nei reflui fognari. Sono dannosi per vari tipi di batteri, pertanto è vietato scaricare nella fossa settica sostanze chimiche aggressive (ad esempio cloro e soluzioni contenenti cloro).

Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo degli aerobi

Praticamente tutti gli impianti di depurazione biologica profonda esistenti includono camere aerobiche, poiché i batteri 'ossigenici' presentano alcuni vantaggi rispetto agli anaerobi.

Essi eliminano le impurità disciolte nell'acqua rimaste dopo la depurazione meccanica e anaerobica. In questo modo non si forma sedimento solido e il deposito può essere rimosso manualmente.

Una delle opzioni di installazione della stazione di depurazione profonda con scarico forzato in un fosso: per il funzionamento del compressore e della pompa di drenaggio è necessario il collegamento alla rete elettrica (+)

Il fango attivo, risultato dell'attività degli aerobi, è ecologicamente sicuro e, a differenza delle sostanze chimiche, è benefico per la vegetazione che cresce nel terreno. Invece del cattivo odore tipico delle acque reflue acide nelle fosse, viene rilasciata anidride carbonica.

Ma il principale vantaggio è la qualità della depurazione dell'acqua – fino al 95-98%. Lo svantaggio è la dipendenza energetica del sistema.

In assenza di alimentazione elettrica, il compressore smette di fornire ossigeno e, con un lungo periodo di inattività senza aerazione, i batteri possono morire. Entrambi i tipi di batteri, aerobi e anaerobi, sono sensibili ai prodotti chimici domestici, pertanto quando si utilizza un trattamento biologico è necessario controllare la composizione delle acque reflue.

Schemi di impianti di depurazione locali con trattamento aerobico

La chiarificazione delle acque reflue domestiche mediante aerobi viene effettuata in stazioni di depurazione biologica profonda. Di solito, tale stazione è composta da 3-4 camere.

Il primo compartimento è un decantatore, in cui avviene la separazione dei rifiuti in diverse sostanze, il secondo serve per il trattamento anaerobico, mentre nel terzo (in alcuni modelli anche nel quarto) compartimento viene effettuata la chiarificazione aerobica del liquido.

Schema di installazione della stazione di depurazione biologica profonda con infiltrazione e pozzo di accumulo, dal quale viene scaricata l'acqua depurata in un fosso (+)

Dopo un trattamento a tre o quattro stadi, l'acqua viene utilizzata per scopi domestici (irrigazione) o viene inviata a un trattamento successivo in uno dei seguenti impianti di depurazione:

• pozzo filtrante;
• campo di filtrazione;
• infiltratore.

Ma a volte, invece di uno di questi impianti, viene realizzato un drenaggio a terra, in cui il trattamento successivo avviene in condizioni naturali. Nei terreni sabbiosi, ghiaiosi e pietrosi, i residui organici più piccoli vengono lavorati dagli aerobi.

Attraverso argille, terreni argillosi, quasi tutti i terreni limosi tranne quelli sabbiosi e molto fessurati, l'acqua non può infiltrarsi negli strati sottostanti. Anche le rocce argillose non effettuano un trattamento successivo del suolo, poiché hanno qualità di filtrazione estremamente basse.

Se la sezione geologica del terreno è costituita proprio da terreni argillosi, i sistemi di trattamento successivo del suolo (campi di filtrazione, pozzi assorbenti, infiltratori) non vengono utilizzati.

Un metodo efficace per il trattamento successivo delle acque reflue dalla fossa settica è il campo di filtrazione, che consiste in uno scavo con riempimento di ghiaia. Le acque reflue arrivano da un pozzo di distribuzione attraverso dreni, l'accesso all'ossigeno è garantito da colonne di ventilazione.

Il campo di filtrazione è un sistema ramificato di tubi perforati (dreni) che partono dal pozzetto di distribuzione. I reflui depurati arrivano prima nel pozzetto, poi nei dreni interrati. I tubi sono dotati di colonne montanti attraverso cui entra l'ossigeno necessario ai batteri aerobici.

L'infiltratore è un prodotto finito in HDPE, l'ultimo stadio dell'impianto di depurazione per il trattamento finale dei reflui chiarificati. Viene interrato vicino alla fossa settica, posizionato su un letto drenante di ghiaia. Le condizioni di installazione dell'infiltratore sono le stesse: terreno leggero e permeabile all'acqua e basso livello della falda freatica.

Montaggio di un gruppo di infiltratori nel terreno: per garantire il trattamento di un grande volume di liquido e un grado di depurazione più elevato, si utilizzano più prodotti collegati tra loro da tubi.

Il pozzo filtrante a prima vista ricorda un serbatoio di accumulo, ma ha una differenza sostanziale: il fondo permeabile. La parte inferiore rimane aperta, riempita per 1-1,2 m con uno strato drenante (ghiaia, pietrisco, sabbia). È obbligatoria la presenza di ventilazione e di un chiusino tecnico.

Se non è necessario il trattamento finale, le acque reflue depurate al 95 – 98% vengono scaricate direttamente dalla fossa settica in un fosso o canale stradale.

Regole di applicazione dei bioattivatori

Per avviare o potenziare il processo di depurazione biologica, a volte sono necessari additivi: bioattivatori sotto forma di polveri secche, compresse o soluzioni.

Hanno sostituito la candeggina, che causava più danni che benefici all'ambiente. Per la produzione di bioattivatori sono stati selezionati i ceppi batterici più resistenti e attivi presenti nel terreno.

Nella scelta di un bioattivatore bisogna considerare fattori come il tipo di impianto di depurazione, il luogo di applicazione, le specificità dei batteri e degli enzimi contenuti nel prodotto.

I prodotti che aiutano ad accelerare la decomposizione della sostanza organica hanno solitamente una composizione complessa universale, a volte mirata. Ad esempio, esistono varietà di avviamento che aiutano a 'rianimare' il processo di depurazione dopo la conservazione invernale o un lungo periodo di inattività.

I tipi mirati sono finalizzati alla risoluzione di un problema specifico, ad esempio la rimozione di grandi quantità di grasso dalle tubazioni fognarie o la scissione di reflui saponosi concentrati.

L'uso dei bioattivatori negli impianti di depurazione locali e nelle fosse settiche offre una serie di vantaggi.

Gli utenti abituali segnalano i seguenti aspetti positivi:

• riduzione del volume dei rifiuti solidi del 65-70%;
• eliminazione della microflora patogena;
• scomparsa del forte odore di fogna;
• processo di depurazione più rapido;
• prevenzione di intasamenti e insabbiamento di varie parti del sistema fognario.

Per un rapido adattamento dei batteri sono necessarie condizioni speciali, ad esempio una quantità sufficiente di liquido nel contenitore, la presenza di un substrato nutritivo sotto forma di rifiuti organici o una temperatura confortevole (in media da +5°C a +45°C).

E non bisogna dimenticare che i batteri vivi per la fossa settica sono minacciati da sostanze chimiche, derivati del petrolio e antibiotici.

Esempio di tipo universale – il bioattivatore francese «Atmosbio». È raccomandato per l'uso in fosse settiche, pozzi neri e gabinetti da giardino. Il costo di una confezione da 300 g è di 6 €.

Il mercato dei biopreparati non è in carenza; oltre ai marchi nazionali, sono ampiamente rappresentati anche quelli esteri. I marchi più noti sono «Atmosbio», «Doktor Robik», «BioExpert», «Vodograj», «Sanex», «Mikrozim Septi Trit», «Biosept».

Conclusioni e video utili sull'argomento

I video presentati contengono materiale utile sulla scelta e l'uso di preparati biologici.

Esperienza pratica nell'uso di bioattivatori in campagna:

Video recensione del bioattivatore «Ubornaja Sila»:

Panoramica del biopreparato «Ekonomik Dachnyj»:

Regole per l'uso del bioattivatore «Vodograj»:

Come vede, l'uso di batteri vivi per pozzi neri o fosse settiche aiuta a risolvere in modo rapido ed economico il problema della pulizia dei reflui fognari.

I microrganismi aumentano l'efficienza degli impianti locali di depurazione (LOS), senza causare danni all'ambiente. Per creare condizioni ottimali per la vita dei batteri, segua le istruzioni e non dimentichi di effettuare la manutenzione regolare degli impianti di depurazione.

Se ha qualcosa da aggiungere, o ha domande sul tema della scelta e dell'uso dei batteri per fosse settiche, può lasciare commenti all'articolo. Il modulo di contatto si trova nel blocco inferiore.