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Depuratore acque reflue: cos’è, a cosa serve e come funziona

Cos’è un depuratore per il trattamento delle acque reflue industriali e come funziona?

Per le aziende industriali che producono acque reflue come parte del loro processo, un qualche tipo di sistema di trattamento delle acque reflue è solitamente necessario per garantire le precauzioni di sicurezza e i regolamenti di scarico. Il sistema di trattamento delle acque reflue industriali più appropriato aiuterà la struttura ad evitare di danneggiare l’ambiente, la salute umana e il processo o i prodotti della struttura (specialmente se le acque reflue vengono riutilizzate).

Ma cos’è un sistema di trattamento delle acque reflue e come funziona?

La complessa risposta a questa domanda (che dipende in gran parte dalla caratterizzazione delle acque reflue in relazione ai requisiti normativi per lo scarico dall’impianto) è semplificata e suddivisa per voi di seguito:

Cos’è un depuratore per  di trattamento delle acque reflue?

Un depuratore acque reflue è un sistema composto da diverse tecnologie individuali che affrontano le vostre specifiche esigenze di trattamento delle acque reflue.

Il trattamento delle acque reflue è raramente un processo statico, e un sistema di trattamento delle acque reflue che è progettato per adattarsi alle fluttuazioni delle esigenze di trattamento sarà molto utile per evitare costose sostituzioni/aggiornamenti in futuro.

Un sistema di trattamento delle acque reflue efficiente e ben progettato dovrebbe essere in grado di gestire

variazioni di processo nella contaminazione e nel flusso

variazioni nelle esigenze della chimica dell’acqua e regolazioni dei volumi chimici richiesti

possibili cambiamenti nei requisiti dell’effluente d’acqua

Cosa è incluso in un sistema di trattamento delle acque reflue di base?

Come menzionato sopra, i componenti esatti di un sistema di trattamento delle acque reflue dipendono dalla caratterizzazione delle acque reflue in relazione ai requisiti normativi per lo scarico dall’impianto, ma in generale, un sistema di trattamento delle acque reflue di base include tipicamente qualche tipo di:

  • chiarificatore per sistemare i solidi sospesi che sono presenti come risultato del trattamento
  • alimentazione chimica per facilitare la precipitazione, la flocculazione o la coagulazione di eventuali metalli e solidi sospesi
  • filtrazione per rimuovere tutte le tracce residue di solidi sospesi (di nuovo, il livello di filtrazione necessario dipenderà dal grado di rimozione dei solidi sospesi richiesto per superare le normative locali sullo scarico)
  • Regolazione finale del pH e qualsiasi post-trattamento
  • pannello di controllo (a seconda del livello di funzionamento automatizzato necessario)

A seconda delle esigenze del vostro impianto e del processo, questi componenti standard sono di solito adeguati, tuttavia, se il vostro impianto richiede un sistema che fornisce un po’ più di personalizzazione, potrebbero esserci alcune caratteristiche o tecnologie da aggiungere. Per esempio, per gli impianti che generano una domanda biologica come il settore alimentare e delle bevande, sarà necessario un sistema di trattamento biologico per ridurre il BOD (domanda biochimica di ossigeno), ecc.

Cosa rimuove in genere un sistema di trattamento delle acque reflue?

Un sistema di trattamento delle acque reflue industriali potrebbe essere composto dalle tecnologie necessarie per rimuovere un qualsiasi numero dei seguenti elementi:

Domanda biochimica di ossigeno

La domanda biochimica di ossigeno, o BOD, si riferisce alla quantità di ossigeno disciolto necessario agli organismi biologici aerobici per scomporre la materia organica in molecole più piccole. Alti livelli di BOD indicano un’elevata concentrazione di materiale biodegradabile presente nelle acque reflue e possono essere causati dall’introduzione di inquinanti come i rifiuti fecali, la pulizia e il lavaggio dalla lavorazione degli alimenti o dal deflusso dei fertilizzanti.

Nitrati e fosfati

Se grandi quantità di nitrati e/o fosfati non vengono rimossi dalle acque reflue e questi nutrienti vengono scaricati negli ambienti locali, possono portare a un aumento del BOD e a una crescita estesa di erbacce, alghe e fitoplancton. Questo può portare ulteriormente all’eutrofizzazione, o alla deossigenazione in un corpo d’acqua, uccidendo gli organismi e portando potenzialmente all’ipossia o a zone morte ambientali.

Agenti patogeni

Gli agenti patogeni sono batteri, virus, funghi o qualsiasi altro microrganismo che può essere presente nelle acque reflue e che può portare a tutti i tipi di problemi di salute, compresa la malattia acuta, gravi problemi digestivi o la morte. Quando le acque reflue domestiche o industriali contengono questi agenti patogeni nocivi e non vengono trattate, possono diffondere malattie e disturbi come il colera, la dissenteria, la salmonellosi, l’epatite A, il botulismo e la giardiasi, per citarne alcuni.

Metalli

Per lo più si trovano nelle acque reflue come risultato di varie industrie, processi di produzione, quando vengono lasciati nelle acque reflue in alte concentrazioni, i metalli possono causare gravi danni all’ambiente e alla salute umana. Sono particolarmente dannosi perché non si decompongono e tendono ad accumularsi, causando ambienti tossici.

Totale solidi sospesi

I solidi sospesi totali (TSS) nelle acque reflue, il materiale solido organico e inorganico sospeso nell’acqua, possono, come molti degli altri contaminanti elencati, danneggiare la vita acquatica. Possono anche essere problematici se l’acqua di scarico viene riutilizzata per un processo, quindi a seconda della necessità o meno di scaricare l’acqua di scarico in un impianto di trattamento pubblico (POTW) o nell’ambiente, o di riutilizzare l’acqua di scarico per il processo, si determinerà quanto saranno dannosi i TSS. I TSS possono diminuire i livelli di ossigeno negli ambienti acquatici e uccidere gli insetti. Possono anche incrostare e sporcare tubazioni e macchinari.

Solidi totali disciolti

I solidi totali disciolti (TDS) sono tutti gli anioni, cationi, metalli, minerali o sali presenti nelle acque reflue. Possono causare problemi con la vita acquatica, l’irrigazione e le colture, e possono anche infiltrarsi nelle acque sotterranee. I TDS possono essere generati nelle acque reflue da quasi tutte le industrie.

Prodotti chimici sintetici

Quando i pesticidi e altre sostanze chimiche vengono utilizzati / prodotti nel processo di produzione, possono essere trasmessi agli esseri umani e all’ambiente attraverso le acque reflue, causando danni all’ambiente e alla salute umana. Alcune sostanze chimiche comuni trovate nelle acque reflue includono dietilstilbestrolo, diossina, PCB, DDT e altri pesticidi. Questi “interferenti endocrini” possono bloccare gli ormoni nel corpo e influenzare le funzioni che questi ormoni controllano.

Come funziona un sistema di trattamento delle acque reflue?

I processi di trattamento specifici variano, ma un tipico processo di un impianto di trattamento delle acque reflue di solito include le seguenti fasi:

Coagulazione

La coagulazione è un processo in cui varie sostanze chimiche vengono aggiunte a un serbatoio di reazione per rimuovere i solidi sospesi e altri contaminanti vari. Questo processo inizia con un assortimento di reattori di miscelazione, in genere uno o due reattori che aggiungono sostanze chimiche specifiche per eliminare tutte le particelle più fini nell’acqua combinandole in particelle più pesanti che si depositano. I coagulanti più usati sono a base di alluminio come l’allume e il cloruro di polialluminio.

A volte anche una leggera regolazione del pH aiuta a coagulare le particelle.

Flocculazione

Quando la coagulazione è completa, l’acqua entra in una camera di flocculazione dove le particelle coagulate vengono lentamente mescolate insieme a polimeri a catena lunga (molecole cariche che afferrano tutte le particelle colloidali e coagulate e le tirano insieme), creando particelle visibili e sedimentabili che assomigliano a fiocchi di neve.

Sedimentazione

Il sedimentatore a gravità (o la parte di sedimentazione del processo di trattamento delle acque reflue) è tipicamente un grande dispositivo circolare dove il materiale flocculato e l’acqua fluiscono nella camera e circolano dal centro verso l’esterno. In un processo di sedimentazione molto lento, l’acqua sale verso l’alto e trabocca sul perimetro del chiarificatore, permettendo ai solidi di depositarsi sul fondo del chiarificatore in una coltre di fango. I solidi sono poi rastrellati al centro del chiarificatore in un tubo cilindrico dove avviene una lenta miscelazione e il fango viene pompato fuori dal fondo in un’operazione di trattamento dei fanghi o di disidratazione.

Il processo di disidratazione toglie tutta l’acqua dal fango con presse a filtro o a nastro, ottenendo una torta solida. L’acqua del fango viene messa sulla pressa e scorre tra due nastri che spremono l’acqua, e il fango viene poi messo in una grande tramoggia che va in una discarica o in un posto che riutilizza il fango. L’acqua di questo processo viene in genere riutilizzata e aggiunta alla parte anteriore del chiarificatore.

Filtrazione

Il passo successivo è generalmente far scorrere l’acqua in eccesso in filtri a sabbia per gravità. Questi filtri sono grandi aree dove si mettono da due a quattro piedi di sabbia, che è una sabbia di silice finemente frantumata con bordi frastagliati. La sabbia è tipicamente installata nel filtro a una profondità da due a quattro piedi, dove si impacchetta strettamente. L’acqua di alimentazione viene poi fatta passare attraverso, intrappolando le particelle.

Sui sistemi industriali più piccoli, si potrebbe optare per un filtro multimediale a pressione a letto imballato rispetto alla filtrazione a sabbia per gravità. A volte, a seconda della fonte d’acqua e se ha molto ferro o meno, si può anche usare un filtro a sabbia verde invece del filtro a sabbia, ma per la maggior parte, la fase di lucidatura per il trattamento convenzionale delle acque reflue è la filtrazione a sabbia.

L’ultrafiltrazione (UF) può anche essere usata dopo i chiarificatori al posto del filtro a sabbia a gravità, o può sostituire l’intero processo di chiarificazione. Le membrane sono diventate la tecnologia più recente per il trattamento, pompando l’acqua direttamente dalla fonte delle acque reflue attraverso l’UF (post-clorazione) ed eliminando l’intero treno di chiarificazione/filtrazione.

Disinfezione

Dopo che l’acqua passa attraverso il filtro a sabbia a gravità, il passo successivo è tipicamente la disinfezione o la clorazione per uccidere i batteri nell’acqua.

A volte questo passo viene fatto a monte, prima della filtrazione, in modo che i filtri siano disinfettati e mantenuti puliti. Se il tuo sistema utilizza questo passaggio prima della filtrazione, dovrai usare più disinfettante… in questo modo i filtri sono disinfettati e tenuti liberi dai batteri (così come l’acqua filtrata). Quando si aggiunge il cloro in anticipo si uccidono i batteri e si hanno meno incrostazioni. Se i batteri rimangono nel letto, potreste far crescere la melma e dover risciacquare i filtri più spesso. Quindi tutto dipende da come funziona il tuo sistema. . se il tuo sistema è impostato per clorare a monte (prima della filtrazione) o a valle (dopo la filtrazione).

Distribuzione

Se l’acqua di scarico viene riutilizzata in un processo industriale, di solito viene pompata in un serbatoio di stoccaggio dove può essere utilizzata in base alle esigenze della struttura. Se per uso municipale, l’acqua trattata viene di solito pompata in un sistema di distribuzione di torri d’acqua e vari dispositivi di raccolta e distribuzione in un anello in tutta la città.

Altre possibili fasi del processo di trattamento delle acque reflue

Addolcimento della calce

Nelle acque in cui la durezza o i solfati sono elevati, o altri costituenti che devono essere precipitati o eliminati, si usa un processo a base di calce e/o soda calcarea. Aumenta il pH, facendo precipitare la durezza e i metalli nell’acqua. Si possono usare processi a base di calce fredda, calda o calda, e ognuno produrrà un’efficienza diversa. In generale, l’acqua più calda rimuove più durezza.

Addolcimento a scambio ionico

In alcune applicazioni industriali e municipali, se c’è un’alta durezza, ci può essere un post-trattamento per la rimozione della durezza. Invece della calce, si può usare una resina addolcente; un processo di scambio cationico acido forte, per cui la resina è caricata con uno ione di sodio, e quando la durezza passa, ha un’affinità maggiore per il calcio, il magnesio e il ferro, quindi afferra quella molecola e rilascia la molecola di sodio nell’acqua.

Processi speciali

Come abbiamo detto sopra, i regolamenti sulle acque reflue e sugli effluenti sono diversi ovunque si vada. Abbiamo discusso alcune delle fasi più comuni in un impianto di trattamento delle acque reflue. Di solito ci sono fasi di processo speciali per trattare un problema specifico, come la rimozione di certi metalli o sostanze organiche, o per ridurre i TDS per il riciclaggio, ecc. Per questi vari problemi specifici alle vostre esigenze individuali, è necessario considerare attentamente il metodo di trattamento appropriato.