Impianti di trattamento delle acque reflue industriali e civili

Oggi più che mai, con l’aumentare della popolazione è aumentata la domanda di acque potabili e di conseguenza si producono maggiori quantità di quelle di scarico. Ecco quindi l’importanza della progettazione degli impianti di trattamento delle acque reflue industriali e civili, a cui SMEA Engineering è molto attenta, fondamentali per eliminare lo sporco dalle acque reflue.

Ogni volta che ci laviamo, puliamo i piatti o cuciniamo, riversiamo nell’acqua domestica sostanze inquinanti, che è bene depurare prima di immettere nell’ambiente, e lo stesso vale a maggior ragione per le acque industriali.

La salvaguardia della natura parte quindi da casa nostra.
Il cammino dei liquidi di scarto inizia quindi dalle fognature, che fungono da primo bacino di raccolta prima di arrivare agli impianti di trattamento acque reflue. Giunta al depuratore, l’acqua reflua viene sottoposta a tre trattamenti:

• Trattamento Meccanico delle acque reflue
• Trattamento Biologico delle acque reflue
• Trattamento Chimico-fisico delle acque reflue(che consente di eliminare il fosforo e l’azoto, separando l’acqua dal fango)

FILTRI PER L’ACQUA – TRATTAMENTO MECCANICO

All’arrivo nell’impianto di depurazione e trattamento delle acque reflue, di solito l’acqua viene pompata o comunque portata per mezzo di coclee dalle fogne al livello terreno dell’impianto.

Di solito gli impianti di trattamento delle acque reflue industriali e civili sono calibrati per una portata d’acqua doppia a quella che si verifica in condizioni di livello cosiddette secche, tenendo conto di tutta una serie di componenti e parametri. Per la progettazione e per il corretto dimensionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue industriali e civili, non si può prescindere quindi da:

• Calcolo dei carichi idraulici; si tiene tenendo conto che le necessità di trattamento delle acque reflue potrebbero aumentare col passare del tempo e per questo potrebbe essere utile pensare l’impianto di depurazione acque reflue in partizioni successive e modulari da attivare in seguito;
• Carichi organici; rappresentano la concentrazione di quantità organica da gestire per metro cubo, indicata con BOD (biochemical oxygen demand) o COD (chemical oxygen demand);
• Quantità di nutrienti; fa riferimento in particolar modo all’azoto e al fosforo;
• Analisi degli inquinanti; in particolar modo di metalli, oli o detersivi;
• Analisi di componenti fondamentali alle reazioni; ad esempio il ph, l’ossigeno disciolto, la temperatura dell’acqua ecc;

All’inizio del processo, si vanno a verificare nel cosiddetto “bypass”, i parametri fondamentali, come la temperatura e il PH: questo in particolar modo è di fondamentale importanza per il corretto funzionamento del trattamento biologico.

Dopo il bypass, il primo trattamento meccanico per gli impianti di trattamento delle acque reflue industriali e civili è la griglia: questa è costituita da una serie di filamenti metallici che hanno lo scopo di trattenere le parti più grossolane che la attraversano. Periodicamente avviene la pulitura, e cioè quando i due livelli prima e dopo la griglia differiscono di un certo quantitativo, un pettine passa tra le intelaiature e pulisce il filtro dalle impurità.

Gli scarti vengono portati automaticamente al sistema di lavaggio che opera la separazione tra materiale organico (che torna all’inizio dell’impianto) e inorganico (che viene infilato in sacchi e smaltito successivamente).

Dopodiché l’acqua continua il suo percorso all’interno degli impianti di trattamento delle acque reflue industriali e civili verso il dissabbiatore e il disoleatore. Da una parte infatti la sabbia non è smaltibile biologicamente e potrebbe rovinare l’impianto di depurazione delle acque reflue, dall’altra l’olio e i grassi, sebbene siano due componenti organiche potrebbero provocare occlusioni o ostacolare i batteri nell’assorbimento delle sostanze nutritive nella fase biologica.

Per sottrarre la sabbia, si sfrutta il maggior peso specifico della stessa rispetto all’acqua: in una vasca si inietta aria in modo che si generi un ricircolo tale da far depositare solo i granelli e mantenere in sospensione tutte le altre sostanze; una pala in seguito la raschia via fino alle pompe di asporto che portano la miscela in una vasca dove la sabbia viene depurata da eventuali residui organici (che vengono riportati all’inizio dell’impianto di depurazione delle acque reflue) mentre i granelli lavati vengono raccolti e preparati ad esser avviati allo smaltimento.

In parallelo al dissabbiatore, opera la vasca del disoleatore: qui oli, sostanze grasse e materiale in sospensione fluttuano sulla superficie calma dell’acqua dando luogo alla “flottazione”, venendo poi arate via meccanicamente e portate al trattamento fanghi.

Il passo successivo nell’impianto di trattamento e depurazione delle acque reflue sono le vasche di sedimentazione primaria. Qui il principio di accumulo delle impurità è lo stesso, ma essendo le condizioni del liquido molto calme, si consente il deposito sul fondo per decantazione di sostanze che danno luogo al fango primario, sospinto in seguito da una pala verso un pozzo di raccolta.

Alla fine di questo processo si può definire conclusa la fase di trattamento meccanico delle acque reflue, questo significa che buona parte delle impurità galleggianti e solide sono state rimosse (circa il 40% del carico organico solido). Nei prossimi passaggi si penserà a quelle in sospensione e disciolte.

 

IMPIANTI DI TRATTAMENTO DELLE ACQUE REFLUE INDUSTRIALI E CIVILI: TRATTAMENTO BIOLOGICO E CHIMICO FISICO

In questa fase, si dà un impulso al fenomeno già presente in natura dell’autodepurazione delle acque: tutto si basa sul principio che tramite microorganismi quali batteri sia possibile trasformare sostanze organiche disciolte in sostanze solide inorganiche eliminabili meccanicamente all’interno dell’impianto di trattamento delle acque reflue.

I batteri entrano nel processo principalmente tramite le deiezioni umane, infiltrazioni, resti vegetali o dal terreno. Essi assimilano zuccheri e grassi, ma anche azoto (questo sotto forma ammoniacale, estremamente pericoloso per l’ambiente se non smaltito) e fosforo, necessari al loro sostentamento: si pensi che questi ultimi due favoriscono la proliferazione di alghe che riducono l’ossigeno nell’acqua disponibile per altre forme di vita come i pesci; la decomposizione della flora e della fauna consuma poi ulteriore ossigeno portando alla desertificazione del suolo marino.

Ecco perché per questi impianti di trattamento delle acque reflue industriali e civili ci sono dei limiti di legge da rispettare contenuti nelle normative. A questo punto diventa quindi molto importante che i microorganismi abbiano le condizioni ideali per trasformare l’azoto ammoniacale in azoto gassoso e liberarlo in atmosfera, e questo avviene in due fasi:

• la nitrificazione, dove si trasformano le sostanze azotate in nitrati tramite batteri che lavorano in presenza di ossigeno. Per un processo ottimale, serve una temperatura dell’acqua tra 20 e 30 gradi C° e con un ph da 7,2 a 8,5.
• la denitrificazione, dove i nitrati vengono convertiti in azoto gassoso tramite altri batteri; è un processo che però viene portato a termine solo in assenza di ossigeno disciolto, ecco perché i fanghi risultanti dal processo di nitrificazione vengono portati nelle vasche anossiche (prive di ossigeno disciolto) dove i batteri metabolizzano le sostanze organiche e producono gli enzimi necessari alla trasformazione dei nitrati in gas di azoto.

Eliminato l’azoto, il fosforo viene invece eliminato attraverso il trattamento chimico delle acque reflue, ovvero con precipitazione chimica utilizzando sali di alluminio o ferro che creano una combinazione con gli ioni fosfato e ricadono nel fango.

Passate circa 24 ore, i liquami all’interno dell’impianto di depurazione delle acque reflue passano alla vasca di sedimentazione finale a bassa corrente, dove i suddetti fanghi attivi contenenti fosforo si depositano sul fondo e vengono aspirati da delle pompe che li riportano in parte all’inizio della fase di trattamento biologico delle acque reflue e in parte (il cosiddetto fango di supero, ovvero la parte di sostanza organica trasformata dai batteri in biomassa) al digestore.

L’acqua in esubero fuoriesce dal canale di scarico, depurata di circa il 99% degli inquinanti totali.
Il fango dovrà poi essere ulteriormente trattato, ma questo ambito viene approfondito ulteriormente nell’apposita sezione.