Impianti di depurazione per macelli

Ambito

L’obbiettivo principale è la depurazione di reflui provenienti da macellazione e lavorazione di carni di suini, bovini, ovini, equini, ecc. che nella stragrande maggioranza dei casi non possono essere recapitate direttamente nei corpi recettori o addirittura in pubblica fognatura.
Come primo approccio per la definizione dei reflui e delle loro concentrazione, è necessario distinguere se l’installazione è soltanto un mattatoio in senso stretto o la fabbrica comprende anche reparti per la lavorazione della carne.

Principali inquinanti

Le principali fonti degli inquinanti contenuti nei reflui provenienti dalla lavorazione delle carni sono costituiti da sangue, feci ed urine, acque di lavaggio (carcasse, pavimenti, utensili, ecc.), residui di cibo proveniente dagli stomaci e condensato dalle lavorazioni delle frattaglie.
Se la fabbrica comprende anche reparti per la lavorazione della carne, è necessario considerare aggiungere le acque provenienti dalle operazioni, salatura e affumicatura della carni.
Le principali sostante inquinanti sono quindi organiche biodegradabili (BOD, COD, N, P) e con un elevato tenore di solidi sospesi. Sono generalmente assenti sostanze tossiche.
Il dimensionamento standard si riferisce all’unità di peso della bestia viva.
Il processo di macellazione comporta un elevato consumo di acqua che varia da 6 a 36 metri cubi per tonnellata di peso vivo mentre l’apporto di inquinante può variare da 6,5 a 23,5 kg BOD per tonnellata di peso vivo (U.S. Department of Health).
Le concentrazioni in reflui di macellazione bovina, si possono assumere all’interno dei seguenti valori:

  • BOD: 900 – 2200 mg/l
  • solidi sospesi (SS): 650 – 930 mg/l
  • azoto organico: 120 e 330 mg/l

In linea generale l’inquinamento di un bovino adulto è circa due volte e mezzo quello di un maiale, di un vitello o di un ovino.
Per il pollame in letteratura sono disponibili dati meno precisi, riassunti in seguito, (intesi per ogni animale ucciso):

  • acqua scaricata: 12 – 90 l/capo
  • BOD: 13 – 19 g
  • Solidi sospesi: 7 – 13 g
  • Grasso: 0,6 g

Indipendentemente dalla specie animale interessata, nelle acque reflue degli impianti di macellazione sono presenti diversi composti organici sia in soluzione che in sospensione.
Gli inquinanti presenti dunque sono organici e la composizione è simile quella dei reflui domestici assimilabili, ciò che differisce sono le concentrazioni e il rapporto tra i nutrienti necessari alle reazioni biologiche.
A questi si debbono aggiungere le sostanze non derivanti dagli animali macellati, ma egualmente impiegate nelle operazioni di pulizia dei locali e delle attrezzature (come detergenti e disinfettanti) ed altre addizionate durante la lavorazione (per esempio il sale da cucina impiegato nella cottura delle trippe, qualora nel medesimo mattatoio si effettuino anche questo tipo di operazioni e di confezionamento).

Schema

In alcuni casi, dove la componente industriale è modesta a rispetto a quella civile, è possibile trattare congiuntamente i liquami, previa miscelazione e garantendo una adeguata distribuzione temporale del refluo industriale (con idonei bacini di compensazione (equalizzazione).
Nella maggior parte dei casi, invece, è indispensabile effettuare trattamenti mirati e specifici a monte della pubblica fognatura: siano essi soltanto pre-trattamenti meccanici, processi biologici o altri sistemi più spinti.
Le principali tipologie di trattamento sono: metodi meccanici, metodi biologici (aerobi e anaerobi), coagulazione chimica, irrigazione, trattamenti terziari.
I reflui provenienti dalla lavorazione delle carni presentano un contenuto di grassi assai maggiore rispetto alla macellazione: si consiglia pertanto che i pretrattamenti vengano realizzati su due linee separate per un trattamento più mirato.

Trattamenti meccanici

I trattamenti meccanici consistono in grigliatura, separazione dei grassi e sedimentazione.
La grigliatura (griglie rotanti o vibranti) è realizzata con maglie da 3-6 mm mentre la rimozione dei grassi tramite bacini di calma (tipo degrassatori) o con con flottazione ad aria disciolta (DAF) con tempi di ritenzione di tra i 20 e i 30 minuti.
La sedimentazione richiede bacini di calma e tempi di ritenzione attorno alle 4 ore: particolare attenzione va posta al carico sullo stramazzo i cui valore limite sono da uno a due ordini di grandezza inferiori rispetto agli impianti convenzionali.
Il valore per reflui domestici varia da 8 a 15 m3/m per ora mentre per reflui da macellazione si consiglia di non superare i 0,55 m3/m per ora.
L’opportunità di impiegare una sedimentazione primaria spesso dipende dai processi che seguono a valle: facoltativa se sono sottoposti a trattamenti aerobici (fanghi attivi), non richiesta se sottoposti a trattamenti anaerobici.

Trattamenti biologici

Tra i sistemi aerobici l’impianto a fanghi attivi è molto indicato per il trattamento dei reflui provenienti dalla macellazione: sono necessari però elevati tempi di aerazione, abbondante aria insufflata ed un elevato tasso di ricircolo. Può raggiungere rendimenti di rimozione del BOD superiori anche al 95%. Non ci sono particolari restrizioni sui metodi di insufflazione di aria, purché si riesca a mantenere un tenore di ossigeno disciolto di almeno 0,5 mg/l. Insieme al comparto di ossidazione viene aggiunto una vasca di denitrificazione per l’abbattimento dell’azoto.

Sistemi anaerobici sono adatti se seguiti da fasi aerobiche. Sono possibili anche riduzioni del BOD del 95%.
È raro l’utilizzo dei soli percolatori (filtro biologico) che spesso sono preceduti da un trattamento anaerobici a meno che i liquami non siano diluiti con una grande quantità di reflui domestici.
Il materiale filtrante deve avere una notevole pezzatura, è richiesto un alto rapporto di ricircolo ed una ridotto carico organico (per esempio 0,32 – 0,45 kg BOD per m3 di massa filtrante al giorno).

Processi di coagulazione chimica con conseguente sedimentazione rappresentano sia una fase di affinamento che in taluni casi un trattamento a sé stante.
Trovano applicazione reagenti come il solfato di alluminio, solfato ferroso e cloruro ferrico. Buoni risultati in termini di riduzione del COD e di sedimentabilità si possono raggiungere con il cloruro ferrico con aggiunta di calce per la correzione del pH (intervallo 10-11).
Per obbiettivi molto spinti (come 20 mg/l BOD) possono essere aggiunti trattamenti terziari come filtri lenti o veloci a sabbia, la microgrigliatura o la fitodepurazione.

Note

Il sangue rappresenta un apporto notevole al carico inquinante; può arrivare ad un BOD di circa 100’000 mg/l e contenere il 20% in peso di sostanze solide. Per tali considerazioni, il sangue deve essere recuperato per evitare apporti organici elevati: esso infatti, se non sottratto ai reflui, può rappresentare un carico aggiuntivo anche fino al 40%.
Un notevole risparmio di acqua è possibile modificando il ciclo produttivo per il recupero e reimpiego delle acque di processo e di sottoprodotti in genere (sangue, viscere, ecc.).
Tuttavia il recupero della acque in questo settore non deve essere spinto troppo a fondo per non inficiare la qualità batteriologica del prodotto finale, standard qualitativo irrinunciabile anche a confronto di costi di esercizio ridotti (spese di gestione) e minori dimensioni di impianti di trattamento (investimento iniziale).