Il trattamento delle acque reflue è il processo di rimozione degli inquinanti dalle acque reflue, che è generato da attività umane come pratiche domestiche, industriali e agricole. L'obiettivo del trattamento delle acque reflue è produrre acqua trattata che sia sicura per lo scarico nell'ambiente o per il riutilizzo.
Ci sono diverse fasi coinvolte nel trattamento delle acque reflue, che possono includere:
Trattamento preliminare:
Il trattamento preliminare è la prima fase del trattamento delle acque reflue e comporta la rimozione fisica di grandi solidi e detriti dalle acque reflue. Questo viene fatto per proteggere i processi di trattamento a valle, prevenire l'intasamento di tubi e apparecchiature e migliorare l'efficacia delle successive fasi di trattamento.
I seguenti sono i metodi comuni utilizzati nel trattamento preliminare:
Screening: le acque reflue scorrono attraverso uno schermo con aperture di diverse dimensioni per rimuovere oggetti di grandi dimensioni come bastoncini, stracci, plastica e altri detriti. Il materiale raccolto viene poi smaltito in discarica.
Rimozione della sabbia: le acque reflue vengono fatte passare attraverso una camera di sabbia per rimuovere solidi inorganici come sabbia, ghiaia e altri materiali pesanti. Questo viene fatto per prevenire l'usura delle apparecchiature a valle.
Equalizzazione del flusso: questo è un processo che aiuta ad appianare le fluttuazioni della portata delle acque reflue. Prevede l'utilizzo di un serbatoio di accumulo per trattenere le acque reflue durante i periodi di alte portate e rilasciarle durante i periodi di basse portate.
Rimozione di grasso, olio e grasso (FOG): il FOG viene rimosso utilizzando un separatore di grasso, che è un dispositivo che separa e raccoglie il FOG dalle acque reflue. Ciò impedisce al FOG di intasare i tubi e le apparecchiature a valle.
Dopo il trattamento preliminare, le acque reflue sono pronte per un ulteriore trattamento attraverso processi di trattamento secondario e terziario per rimuovere materiali organici disciolti e sospesi e contaminanti nocivi prima di essere scaricate o riutilizzate.
Trattamento primario:
Il trattamento primario è la seconda fase del trattamento delle acque reflue e comporta la rimozione fisica e chimica dei solidi sedimentabili e sospesi dalle acque reflue. Lo scopo del trattamento primario è rimuovere quanti più solidi organici e inorganici possibile prima che le acque reflue vengano sottoposte a trattamento secondario o terziario. I seguenti sono i metodi comuni utilizzati nel trattamento primario:
Sedimentazione: le acque reflue sono conservate in una vasca di sedimentazione o chiarificatore, che consente ai solidi sedimentabili di depositarsi sul fondo della vasca. I solidi sedimentati, detti fanghi primari, vengono quindi rimossi e avviati ad un processo di trattamento dei fanghi. Il liquido chiarificato, detto effluente, viene inviato per ulteriore trattamento.
Coagulazione e flocculazione: in questo processo, le sostanze chimiche vengono aggiunte alle acque reflue per aiutare le particelle a coagulare e formare grumi più grandi, chiamati fiocchi. I fiocchi possono quindi essere rimossi più facilmente mediante sedimentazione o filtrazione. Le sostanze chimiche utilizzate nella coagulazione e flocculazione includono solfato di alluminio (allume) e cloruro ferrico.
Equalizzazione: L'equalizzazione è il processo di bilanciamento dell'afflusso di acque reflue all'impianto di trattamento. Questo viene fatto utilizzando un serbatoio di raccolta per immagazzinare temporaneamente le acque reflue prima che entrino nel processo di trattamento. Questo aiuta a ridurre i picchi di flusso e aiuta a mantenere condizioni costanti per i processi di trattamento a valle.
Regolazione del pH: la regolazione del pH può essere necessaria se il pH delle acque reflue è troppo alto o troppo basso. L'aggiunta di acidi o basi può aiutare a regolare il pH nell'intervallo ottimale per il trattamento.
Dopo il trattamento primario, le acque reflue sono sottoposte a trattamento secondario, che prevede il trattamento biologico dei materiali organici disciolti e in sospensione, o trattamento terziario, che prevede processi di trattamento avanzati per rimuovere specifici contaminanti.
Trattamento secondario:
Il trattamento secondario è la terza fase del trattamento delle acque reflue e comporta la rimozione biologica dei materiali organici disciolti e sospesi dalle acque reflue. Lo scopo del trattamento secondario è trattare ulteriormente le acque reflue che hanno subito il trattamento primario e prepararle per lo scarico o il riutilizzo. I seguenti sono i metodi comuni utilizzati nel trattamento secondario:
Processo a fanghi attivi: in questo processo, le acque reflue vengono miscelate con una coltura di microrganismi, inclusi batteri e funghi, che consumano e scompongono il materiale organico nelle acque reflue. La miscela, denominata fango attivo, viene poi separata dall'acqua trattata mediante vasche di sedimentazione. L'acqua trattata può quindi essere inviata per un ulteriore trattamento o scaricata.
Filtro gocciolante: in questo processo, le acque reflue vengono spruzzate su un letto di rocce o materiale plastico, su cui si è sviluppato un biofilm di microrganismi. I microrganismi consumano il materiale organico nelle acque reflue mentre gocciola sui mezzi. L'acqua trattata viene quindi raccolta sul fondo del filtro e inviata per un ulteriore trattamento.
Contattore biologico rotante: in questo processo, le acque reflue vengono spruzzate su un disco o tamburo rotante, che è ricoperto da un biofilm di microrganismi. Mentre il disco ruota, i microrganismi consumano il materiale organico nelle acque reflue. L'acqua trattata viene quindi raccolta e inviata per un ulteriore trattamento.
Sequential Batch Reactor: in questo processo, le acque reflue vengono trattate in batch, dove subiscono diverse fasi di trattamento biologico. Ogni fase coinvolge un diverso insieme di microrganismi che scompongono il materiale organico nelle acque reflue. L'acqua trattata viene quindi raccolta e inviata per un ulteriore trattamento.
Dopo il trattamento secondario, le acque reflue sono solitamente sottoposte a trattamento terziario, che prevede processi di trattamento avanzati per rimuovere specifici contaminanti. Questo viene fatto per garantire che le acque reflue trattate soddisfino gli standard di qualità richiesti per lo scarico o il riutilizzo.
Trattamento terziario:
Il processo a fanghi attivi è un comune processo di trattamento biologico utilizzato negli impianti di trattamento delle acque reflue per rimuovere materia organica, azoto e fosforo dalle acque reflue. È un tipo di trattamento secondario che segue i processi di trattamento primario, come la vagliatura, la dissabbiatura e la sedimentazione.
Nel processo a fanghi attivi, le acque reflue vengono miscelate con una coltura microbica, nota come "fanghi attivi", in una vasca di aerazione. Il fango attivo è una miscela di microrganismi, come batteri, protozoi e funghi, che consumano la materia organica nelle acque reflue e la convertono in biomassa microbica, anidride carbonica e acqua.
La vasca di aerazione è tipicamente dotata di dispositivi di aerazione diffusa o aeratori meccanici per fornire ossigeno ai microrganismi favorendone la crescita e l'attività. Il processo di aerazione richiede solitamente diverse ore e richiede un elevato livello di ossigeno disciolto per supportare il metabolismo aerobico dei microrganismi.
Dopo il processo di aerazione, le acque reflue vengono convogliate ad un chiarificatore secondario o vasca di decantazione, dove i fanghi attivi e gli eventuali residui solidi in sospensione vengono lasciati depositare. Il fango sedimentato viene quindi riportato alla vasca di aerazione per continuare il processo di trattamento, mentre l'acqua chiarificata viene indirizzata a ulteriori processi di trattamento, come il trattamento terziario o la disinfezione, prima di essere scaricata o riutilizzata.
Per mantenere l'efficacia del processo a fanghi attivi, la coltura microbica deve essere attentamente monitorata e controllata. Fattori come la concentrazione di ossigeno disciolto, la disponibilità di nutrienti, il pH e la temperatura devono essere mantenuti entro un intervallo specifico per promuovere la crescita e l'attività dei microrganismi e garantire un effluente di alta qualità. Inoltre, i fanghi in eccesso devono essere periodicamente rimossi dal processo per prevenire l'accumulo di solidi inerti e mantenere la popolazione microbica desiderata.
Dopo il trattamento, le acque reflue vengono generalmente scaricate in un corpo idrico ricevente o riutilizzate per scopi non potabili come l'irrigazione o processi industriali.
Il trattamento delle acque reflue è un processo importante per proteggere la salute pubblica e l'ambiente. Un trattamento adeguato aiuta a prevenire la diffusione di malattie trasmesse dall'acqua, ridurre l'inquinamento nei corsi d'acqua e conservare le risorse idriche.