Introduzione
Il trattamento delle acque reflue è fondamentale per preservare la salute delle persone e dell'ambiente circostante. L'acqua grezza che non è stata sottoposta ad alcuna forma di purificazione è molto pericolosa per l'ambiente e per gli esseri umani. Il presente documento intende concentrarsi sui diversi tipi di acque reflue e sui processi di trattamento utilizzati per il loro trattamento, ponendo l'accento sul fatto che è necessario scegliere il giusto processo di trattamento a seconda del tipo di acque reflue in questione.
Che cos'è il trattamento delle acque reflue?
Il trattamento delle acque reflue è il processo di rimozione dei contaminanti dall'acqua che è stata utilizzata in modo che possa essere scaricata nell'ambiente o riciclata. Si tratta di un processo fisico, biologico e chimico che comporta l'eliminazione di sostanze indesiderate come materiali organici, nutrienti, microrganismi e composti tossici. La gestione delle acque reflue è importante per prevenire l'inquinamento delle acque, proteggere la salute umana e garantire l'approvvigionamento idrico in futuro, dal momento che il mondo sta vivendo il problema della scarsità d'acqua. Svolge inoltre un ruolo cruciale nella prevenzione delle malattie trasmesse dall'acqua, migliorando così la salute e le condizioni igieniche della popolazione.
Tipi di acque reflue e loro caratteristiche
Le acque reflue non sono un unico prodotto; sono generate da diverse fonti e ogni fonte ha le proprie caratteristiche e il proprio grado di inquinamento. È necessario sapere con quale tipo di acque reflue si ha a che fare per scegliere il giusto piano di trattamento.
Acque reflue domestiche
Le acque di scarico sono definite come acque reflue domestiche prodotte da strutture residenziali, commerciali e istituzionali. Si tratta dell'acqua di alimentazione che finisce nello scarico dopo aver tirato lo sciacquone, essersi lavati, aver lavato gli utensili o i vestiti. Questo tipo di acque reflue è composito, ma gli inquinanti tipici includono materia fecale e particelle di cibo, azoto e fosforo da saponi e fluidi corporei, nonché batteri, virus e altri microrganismi patogeni che causano problemi di salute. Il volume delle acque reflue domestiche generate nelle aree urbane è molto elevato e la loro gestione rappresenta un problema critico per la salute pubblica.
Acque reflue industriali
Il trattamento delle acque reflue industriali è fondamentale per la gestione delle acque reflue provenienti da ambienti industriali come la produzione di energia, le fabbriche e le industrie di trasformazione. A differenza delle acque reflue domestiche, la loro composizione dipende dal tipo di azienda e dai processi che vi si svolgono. Per esempio, le industrie chimiche possono generare acque reflue con fini pesanti, elevata durezza, calcio e magnesio, mentre le industrie farmaceutiche possono generare residui di antibiotici. Gli impianti di trasformazione alimentare scaricano acque reflue con TSS, materia organica e fanghi elevati. A causa dell'elevata concentrazione e tossicità delle acque reflue industriali, è necessario utilizzare l'ultrafiltrazione, l'evaporazione e altri metodi di trattamento delle acque industriali specifici in base al tipo di inquinanti.
Acque reflue agricole
L'agricoltura genera varie forme di rifiuti, tra cui l'acqua che viene lavata nei campi, gli scarti animali e l'acqua utilizzata per l'irrigazione. Alcuni degli inquinanti che possono essere trovati nei corpi idrici includono fertilizzanti, ioni, erbicidi e sedimenti provenienti dagli allevamenti. Gli allevamenti animali producono grandi volumi di letame che contiene durezza, nutrienti (azoto e fosforo) e organismi patogeni. Per eliminare l'inquinamento e migliorare l'utilizzo dell'acqua per l'irrigazione delle colture, sono in fase di studio tecnologie a scarico liquido zero (ZLD). È necessaria una gestione adeguata per prevenire l'inquinamento da nutrienti che provoca fioriture algali e impoverimento dell'ossigeno nei corpi idrici, con conseguenti ripercussioni sui pesci e sugli altri animali acquatici.
Acque meteoriche e deflusso urbano
L'acqua piovana è l'acqua che scorre sul terreno e su altre superfici, come strade, marciapiedi ed edifici, durante un temporale. Nelle aree urbane, questo deflusso è noto come deflusso urbano e, mentre scorre verso i sistemi di drenaggio e i corpi idrici come fiumi e laghi, può accumulare diversi inquinanti. Alcune delle fonti comuni di inquinamento sono i prodotti di corrosione delle strutture, l'olio e il grasso delle automobili, i metalli pesanti delle guarnizioni dei freni e degli pneumatici, gli oggetti abbandonati, i pesticidi e i fertilizzanti dei prati e gli scarti degli animali domestici. Per risolvere questo problema, nella gestione delle acque meteoriche sono necessari sistemi di filtraggio a sabbia a gravità e metodi di chiarificazione per evitare l'inquinamento delle fonti idriche.
Processo di trattamento delle acque reflue
Il processo di trattamento delle acque reflue, dalla fonte all'effluente trattato, è suddiviso in diverse fasi, ognuna delle quali è finalizzata alla rimozione di determinati tipi di inquinanti. Queste fasi sono solitamente suddivise in tre: trattamento primario, secondario e terziario.
Trattamento primario
Il trattamento primario è la prima fase del processo di trattamento delle acque reflue, il cui scopo principale è eliminare le sostanze solide e facilmente sedimentabili. È come la prima barriera contro gli inquinanti grossolani presenti nelle acque reflue. Alcuni dei processi utilizzati nel trattamento primario includono la vagliatura, in cui vengono rimossi oggetti di grandi dimensioni come stracci, bastoni e plastica, utilizzando vagli con maglie di diverse dimensioni. Dopo la vagliatura, la sedimentazione avviene in grandi vasche chiamate chiarificatori, dove i materiali più pesanti, come i fanghi, si depositano sul fondo, mentre i materiali più leggeri, come i grassi e gli oli, galleggiano in superficie e vengono scremati. Un altro processo è la rimozione della graniglia, in cui la sabbia e altri materiali abrasivi vengono rimossi per evitare di danneggiare altre apparecchiature a valle. Il trattamento primario è in grado di rimuovere circa 50-60% di solidi sospesi e 30-40% di domanda biochimica di ossigeno (BOD), ovvero la quantità di ossigeno necessaria per la decomposizione della materia organica da parte dei microrganismi.
Trattamento secondario
Il trattamento secondario prevede l'uso di metodi biologici per rimuovere la materia organica disciolta e sospesa dalle acque reflue. Questa fase prevede l'utilizzo di microrganismi, in particolare batteri, per decomporre gli inquinanti organici presenti nell'acqua. Esistono diversi metodi di trattamento biologico e uno di questi è il processo a fanghi attivi, in cui le acque reflue vengono mescolate con una coltura di microrganismi noti come fanghi attivi in una vasca di aerazione. I microrganismi si nutrono della materia organica e producono altri fanghi che vengono poi separati dall'effluente trattato in un chiarificatore secondario. Un altro tipo è il filtro a goccia, in cui le acque reflue vengono spruzzate su un letto di supporti come rocce o plastica su cui cresce una pellicola microbica. Quando le acque reflue percolano attraverso i supporti, i microrganismi all'interno del biofilm degradano i contaminanti organici. Il trattamento biologico può normalmente ridurre il BOD e i solidi sospesi di 90% e migliorare la qualità delle acque reflue.
Trattamento terziario
Il trattamento terziario o avanzato è il processo che segue il trattamento secondario per eliminare alcuni inquinanti che non sono stati rimossi nelle fasi precedenti. Questa fase è solitamente necessaria quando le acque reflue trattate devono essere scaricate in ecosistemi delicati o per scopi particolari come quello potabile. Esistono numerosi processi di trattamento che possono essere utilizzati a seconda del tipo di inquinanti da rimuovere. Questi possono comprendere la precipitazione chimica per rimuovere il fosforo, la filtrazione attraverso sabbia o membrane per rimuovere i solidi sospesi e i microrganismi rimanenti e la disinfezione mediante radiazioni UV, cloro o ozono per eliminare gli agenti patogeni rimanenti. Inoltre, l'osmosi inversa e l'ultrafiltrazione sono utilizzate per migliorare la qualità dell'acqua e soddisfare elevati standard di scarico.
Diversi metodi di trattamento delle acque reflue
Metodi di trattamento fisico
I metodi di trattamento fisico prevedono l'uso di forze fisiche per rimuovere gli inquinanti dalle acque reflue e i processi di decantazione e filtrazione per gravità rimuovono i solidi grossolani. La grigliatura, come discusso in precedenza, è un esempio di operazioni fisiche in cui i solidi di grandi dimensioni vengono rimossi utilizzando delle barriere. La sedimentazione e la flottazione si basano sui principi di gravità e galleggiamento per separare le particelle sedimentabili e galleggianti. La filtrazione è il processo di passaggio delle acque reflue attraverso uno strato di sabbia, ghiaia o membrana per rimuovere i solidi sospesi. Vengono utilizzati nel trattamento primario delle acque reflue per contribuire alla rimozione di particelle di grandi dimensioni e di altri materiali facilmente rimovibili.
Metodi di trattamento biologico
I metodi di trattamento biologico prevedono l'uso di microrganismi per degradare i composti organici presenti nelle acque reflue. I processi aerobici comportano l'uso di ossigeno e sono applicati nei sistemi a fanghi attivi e nei filtri a goccia, dove i batteri e altri microrganismi si nutrono di materia organica. I processi anaerobici sono quelli che avvengono in assenza di ossigeno e sono applicati per il trattamento di acque reflue e fanghi organici ad alta resistenza e generano biogas come sottoprodotto che può essere utilizzato come fonte di energia rinnovabile. Le lagune e le zone umide costruite sono altri tipi di sistemi di trattamento biologico che si basano su processi naturali per trattare le acque reflue.
Metodi di trattamento chimico
I metodi di trattamento chimico prevedono l'uso di sostanze chimiche per migliorare la rimozione degli inquinanti presenti nelle acque reflue. La coagulazione e la flocculazione sono processi che prevedono l'aggiunta di sostanze chimiche che fanno sì che le piccole particelle si aggreghino e formino particelle più grandi, note come fiocchi, che possono essere facilmente rimosse mediante sedimentazione o filtrazione. La neutralizzazione è il processo che porta il pH delle acque reflue a un livello più standard o normale. I processi di ossidazione prevedono l'uso di sostanze chimiche come il cloro o l'ozono per ossidare e disintegrare specifici inquinanti. Questi metodi sono particolarmente applicati nel condizionamento dell'acqua delle caldaie e nel trattamento dell'acqua di raffreddamento per prevenire la corrosione e l'incrostazione. Anche lo scambio ionico rientra tra i metodi di trattamento chimico ed è uno dei metodi più efficaci per la rimozione di alcuni metalli, compresi i metalli pesanti, dal trattamento delle acque reflue industriali.
Tecnologie avanzate ed emergenti
Il campo del trattamento delle acque reflue è dinamico, con l'introduzione di tecnologie nuove e innovative per migliorare l'efficienza del processo e aumentare il livello di depurazione e recupero delle risorse. Gli MBR integrano il trattamento biologico con la filtrazione a membrana e producono un effluente di alta qualità in un'area relativamente piccola rispetto ad altri sistemi. L'osmosi inversa (RO) è un processo che applica un'alta pressione per forzare l'acqua attraverso una membrana semipermeabile per rimuovere i sali disciolti e i minerali dall'acqua e può quindi essere utilizzato in applicazioni di riutilizzo dell'acqua, come la produzione di acqua potabile. Le nanotecnologie vengono utilizzate anche per progettare materiali di filtrazione altamente efficienti e selettivi per il trattamento delle acque reflue.
Obiettivi e benefici del trattamento delle acque reflue
Gli obiettivi del trattamento delle acque reflue sono ampi e comprendono la tutela della salute pubblica, la protezione dell'ambiente e l'uso efficiente delle risorse idriche. I vantaggi di un corretto trattamento delle acque reflue sono i seguenti e sono anche molto ampi:
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Preservare la salute delle persone e dell'ecosistema: È il vantaggio più importante. Il trattamento delle acque reflue riduce il numero di malattie trasmesse dall'acqua e l'impatto degli inquinanti sull'acqua e sugli organismi che la popolano.
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Recupero delle risorse (riutilizzo dell'acqua, produzione di biogas, recupero dei nutrienti): La nuova generazione di impianti di trattamento mira al riutilizzo delle acque trattate, alla produzione di biogas e al recupero dei nutrienti, trasformando così le acque reflue in risorse. Le acque reflue trattate possono essere utilizzate per l'irrigazione, i processi industriali e persino per bere. I fanghi possono essere digeriti anaerobicamente per produrre biogas, una fonte di energia rinnovabile. Alcuni nutrienti, come l'azoto e il fosforo, possono essere recuperati dalle acque reflue e utilizzati per formulare fertilizzanti.
Il ruolo delle valvole industriali nel trattamento delle acque reflue
Perché le valvole sono importanti nei sistemi di trattamento delle acque reflue
Le valvole industriali sono i lavoratori silenziosi dei sistemi di trattamento delle acque reflue. Le valvole sono un componente critico delle tubature e delle attrezzature che compongono un impianto di trattamento delle acque reflue; senza di esse, l'impianto non funzionerebbe come dovrebbe. Sono fondamentali per controllare il flusso delle acque reflue attraverso vari stadi, per controllare la pressione nelle tubazioni e nei serbatoi e per isolare alcune parti del sistema per la pulizia o la sostituzione. Esistono vari tipi di valvole, come le valvole a sfera per il controllo on/off, le valvole a farfalla per il controllo della portata, le valvole a saracinesca per separare due sezioni e le valvole di ritegno per evitare il riflusso. Queste valvole sono molto importanti nel sistema di trattamento delle acque reflue e la loro scelta e il loro utilizzo devono essere effettuati nel modo giusto. Esse contribuiscono a evitare perdite, assicurano che le portate siano adeguate al processo di trattamento e consentono all'impianto di funzionare in modo sicuro ed efficace.
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E-mail: sales@vincervalve.com
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Scegliere il metodo di trattamento delle acque reflue più adatto alle proprie esigenze
La scelta del metodo più appropriato per il trattamento delle acque reflue è una decisione complessa che richiede un'attenta considerazione di diversi fattori chiave. La tabella seguente può aiutarvi a prendere una decisione:
| Tipo di acque reflue | Obiettivo del trattamento | Metodi comuni | Stima dei costi | Idoneità |
| Acque reflue domestiche | Rimuovere la materia organica e gli agenti patogeni | Trattamento biologico (fanghi attivi, MBR) | Medio | Famiglie, aree residenziali |
| Acque reflue industriali | Rimuovere metalli pesanti e sostanze chimiche | Trattamento chimico, scambio ionico, filtrazione a membrana | Alto | Fabbriche, aziende industriali |
| Acque reflue agricole | Ridurre nitrati e pesticidi | Zone umide costruite, sedimentazione | Medio-basso | Aziende agricole, sistemi di irrigazione |
| Acque meteoriche e deflusso urbano | Ridurre i sedimenti e gli inquinanti | Filtrazione, bacini di ritenzione, infrastrutture verdi | Basso | Città, aree urbane |
Conclusione
Il trattamento delle acque reflue è un passo essenziale nella gestione dell'acqua nelle società popolose e nella protezione dell'ambiente, poiché consente di produrre acqua sicura da acqua contaminata. Comprendendo i diversi tipi di acque reflue, i vari processi di trattamento disponibili, l'importanza di una valutazione realistica dei costi e il ruolo cruciale di apparecchiature industriali affidabili, come le valvole ad azionamento di alta qualità offerte da Vincer, le industrie, i comuni e i privati possono prendere le decisioni giuste per migliorare l'ambiente. Lo smaltimento delle acque reflue è una decisione che va oltre la scelta del modo più conveniente di gestire il problema; è una decisione che influisce sulla qualità della vita delle comunità e sulla salute della terra.
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