18:24 Le acque reflue non trattate possono contenere sostanze solide, inquinanti organici, nutrienti e agenti patogeni. Se questi inquinanti raggiungono i fiumi o le acque sotterranee, possono danneggiare gli ecosistemi e comportare rischi per la salute. Un sistema progettato correttamente trattamento delle acque reflue Il processo le rimuove gradualmente prima dello scarico o del riutilizzo.
Le tre fasi del trattamento delle acque reflue sono il trattamento primario, secondario e terziario. Il trattamento primario rimuove fisicamente i solidi di grandi dimensioni e quelli sedimentabili. Il trattamento secondario utilizza microrganismi per decomporre la materia organica biodegradabile. Il trattamento terziario garantisce una depurazione avanzata tramite filtrazione, rimozione dei nutrienti, trattamento a membrana e disinfezione, in modo che l’effluente finale possa soddisfare requisiti più rigorosi in materia di scarico o riutilizzo dell’acqua.
Quali sono le 3 fasi del trattamento delle acque reflue? Come le acque reflue passano attraverso il trattamento primario, secondario e terziario
Le tre fasi del trattamento delle acque reflue vengono solitamente descritte come segue:
Ogni fase del trattamento delle acque reflue prepara l'acqua per quella successiva.
La prima fase rimuove il materiale che può essere separato fisicamente. La seconda si avvale in larga misura di una popolazione di microrganismi per degradare gli inquinanti biodegradabili. La terza migliora la qualità dell'effluente finale quando sono richiesti standard più rigorosi in materia di qualità dell'acqua.
Un flusso semplice si presenta così:
Acque reflue non trattate
↓
Vagliatura e rimozione della sabbia
↓
Trattamento primario
↓
Trattamento biologico secondario
↓
Trattamento terziario / avanzato
↓
Disinfezione
↓
Scarico o riutilizzoL'U.S. Geological Survey descrive il trattamento primario come un processo in grado di rimuovere circa 60% di solidi sospesi, mentre il trattamento secondario può rimuovere più di 90% di solidi sospesi in condizioni tipiche.
Tuttavia, tali percentuali vanno considerate come indicazioni generali piuttosto che come prestazioni garantite per ogni impianto di trattamento.
Le prestazioni effettive dipendono dalla composizione delle acque reflue, dal carico idraulico, dalla temperatura, dalla progettazione del processo, dalle condizioni delle apparecchiature e dal controllo operativo.
Prima che abbiano inizio le tre fasi ufficiali del trattamento, la maggior parte dei impianto di depurazione delle acque reflue I progetti prevedono un trattamento preliminare.
Questa sezione protegge le pompe a valle, i serbatoi, le membrane e le apparecchiature biologiche.
Le acque reflue non trattate che arrivano attraverso una rete fognaria possono contenere:
I filtri eliminano prima gli oggetti più grandi.
Le acque reflue possono quindi entrare in un pozzetto di decantazione, dove i materiali inorganici pesanti, come sabbia e graniglia, si depositano, mentre i materiali organici più leggeri proseguono il loro percorso.
L'EPA descrive la depurazione preliminare, la chiarificazione primaria, il trattamento biologico secondario e la disinfezione come processi unitari comuni negli impianti municipali di trattamento delle acque reflue.
Di solito, no.
Nel modello di trattamento delle acque reflue in tre fasi, comunemente utilizzato, la vagliatura e la rimozione della sabbia sono definite “trattamento preliminare”.
Si verificano prima del trattamento primario.
Questa distinzione è importante per gli appaltatori EPC e i proprietari degli impianti, poiché le apparecchiature preliminari hanno un impatto significativo sull’affidabilità a valle. Una selezione inadeguata può causare:
Un trattamento efficace inizia prima ancora che abbia inizio il trattamento biologico.
Il trattamento primario si basa principalmente sulla separazione fisica.
Dopo la vagliatura preliminare, le acque reflue confluiscono solitamente in un chiarificatore primario o in una vasca di sedimentazione. La portata rallenta, consentendo ai solidi più pesanti di depositarsi sul fondo, mentre il grasso e le sostanze galleggianti salgono in superficie.
Il materiale depositato forma il fango primario.
Deflossori meccanici raccolgono questo materiale solido per il successivo trattamento dei fanghi.
Il materiale galleggiante può essere rimosso dalla superficie.
L'acqua in uscita dalla depurazione primaria è denominata effluente primario.
Contiene ancora:
Pertanto, il solo trattamento primario raramente è sufficiente per soddisfare i moderni requisiti in materia di scarichi urbani.
Lo scopo è quello di ridurre il carico prima del trattamento biologico.
I fanghi primari possono essere:
Durante la digestione anaerobica, i microrganismi degradano la materia organica in assenza di ossigeno e possono produrre biogas.
Si tratta di una parte importante di molti impianti di depurazione, ma fa parte del ciclo di trattamento dei fanghi, non delle tre fasi principali di trattamento dei liquidi.
Quali sono le 3 fasi del trattamento delle acque reflue? Come le acque reflue passano attraverso il trattamento primario, secondario e terziario
Il trattamento secondario si concentra principalmente sull'inquinamento organico biodegradabile che rimane dopo la depurazione primaria.
In questa fase si ricorre al trattamento biologico.
I microrganismi consumano la materia organica presente nelle acque reflue e ne convertono una parte in:
Uno dei processi più diffusi è quello dei fanghi attivi.
Altre tecnologie biologiche includono:
I requisiti dell’EPA in materia di trattamento secondario per gli impianti di depurazione di proprietà pubblica sono espressi in termini di parametri quali la domanda biochimica di ossigeno su cinque giorni, i solidi sospesi e il pH.
In un processo di trattamento aerobico, i microrganismi hanno bisogno di ossigeno per decomporre i rifiuti organici.
L'aria viene immessa tramite diffusori o apparecchiature di aerazione meccanica.
Il reattore biologico deve quindi garantire l'equilibrio tra:
Un controllo inadeguato può ridurre l'efficacia del trattamento.
Ad esempio, un apporto insufficiente di ossigeno può aumentare la domanda biologica di ossigeno nell'acqua in uscita o causare un andamento instabile delle prestazioni biologiche.
Il processo a fanghi attivi è una delle tecnologie di trattamento secondario più conosciute.
Le acque reflue entrano in un bacino di aerazione e si mescolano con una popolazione concentrata di microrganismi denominata “fango attivo”.
L'aria fornisce ossigeno, mentre la miscelazione mantiene la biomassa a contatto con gli inquinanti.
L'EPA descrive il processo a fanghi attivi come un processo in cui le acque reflue e i flocchi biologici vengono miscelati e aerati, in modo che il materiale disciolto e colloidale possa essere convertito in una forma che possa essere successivamente separata.
Dopo l'aerazione, il liquame misto entra normalmente nei chiarificatori secondari.
La biomassa si deposita.
Una parte dei fanghi viene reimmessa nella vasca di aerazione per mantenere una popolazione di microrganismi in buono stato.
I fanghi in eccesso vengono rimossi per essere trattati.
Il ciclo di base è il seguente:
Effluente primario
↓
Reattore di aerazione
↓
Decantatore secondario
↓
Effluente trattato
↑
Fanghi attivi di ritornoUn impianto a fanghi attivi ben gestito può ridurre:
I sistemi biologici modificati possono inoltre agire su:
Ecco perché la progettazione di un reattore secondario dipende in larga misura dallo standard di scarico richiesto.
Il trattamento terziario è la fase avanzata di trattamento, o di rifinitura, che segue il trattamento primario e secondario.
Il suo scopo è quello di rimuovere le sostanze contaminanti che rimangono dopo il trattamento biologico convenzionale.
A seconda del progetto, i processi terziari possono includere:
L'USGS definisce il trattamento terziario delle acque reflue come un processo aggiuntivo di separazione biologica, fisica o chimica, che va oltre i processi primari e secondari, al fine di ottenere un effluente di qualità superiore.
Non tutti gli impianti di trattamento delle acque reflue utilizzano esattamente lo stesso processo terziario.
L'attrezzatura necessaria dipende da:
No.
Alcuni impianti devono soddisfare solo gli standard di scarico previsti per il trattamento secondario.
Altri richiedono invece trattamenti avanzati e di ampia portata.
Se l'acqua trattata verrà utilizzata come acqua riciclata, potrebbe essere necessario un sistema di depurazione finale e di disinfezione molto più potente.
Ecco perché il termine “trattamento terziario” indica un livello di trattamento piuttosto che un singolo impianto.
La filtrazione rimuove le particelle fini che rimangono dopo il trattamento biologico e la chiarificazione.
Tra le opzioni più comuni figurano:
Una migliore rimozione dei solidi in sospensione migliora anche la disinfezione a valle, poiché le particelle possono talvolta proteggere i microrganismi dall'esposizione ai disinfettanti o ai raggi UV.
La disinfezione mira quindi a ridurre il rischio di agenti patogeni prima che l'acqua trattata venga scaricata o riutilizzata.
Tra i metodi più comuni figurano:
L'EPA sottolinea che la filtrazione, abbinata a un'adeguata disinfezione, costituisce una parte importante del trattamento terziario dell'acqua riciclata per le applicazioni che richiedono un controllo microbico più rigoroso.
Non di per sé.
La disinfezione è solo una delle misure di protezione.
La produzione di acqua potabile o di acqua riciclata di altissima qualità può richiedere trattamenti molto più avanzati, quali:
UF → RO → UV / Ossidazione avanzata → Rifinitura finale
Il progetto definitivo dipende dalle normative vigenti e dalla destinazione d'uso prevista.
Quali sono le 3 fasi del trattamento delle acque reflue? Come le acque reflue passano attraverso il trattamento primario, secondario e terziario
Un bioreattore a membrana, o MBR, combina il trattamento biologico delle acque reflue con la separazione a membrana.
In un impianto tradizionale a fanghi attivi, un chiarificatore secondario separa la biomassa dall'acqua trattata.
Un MBR sostituisce o riduce notevolmente la necessità di quella fase di decantazione per gravità grazie all’utilizzo della filtrazione a membrana.
Ecco un confronto semplificato:
| Fanghi attivi convenzionali | MBR |
|---|---|
| Reattore biologico | Reattore biologico |
| Chiarificatore secondario | Modulo a membrana |
| Separazione dei solidi per gravità | Separazione fisica mediante membrana |
| Potrebbe essere necessaria una filtrazione terziaria | Produce direttamente un effluente a basso contenuto di solidi in sospensione |
L'MBR può quindi rendere meno netta la tradizionale distinzione tra trattamento secondario e terziario.
La degradazione biologica avviene all’interno del reattore, mentre la membrana crea una solida barriera contro i solidi.
Per i progetti caratterizzati da spazi limitati, requisiti rigorosi in materia di trattamento delle acque reflue o obiettivi di riutilizzo dell'acqua, la tecnologia MBR può rappresentare una soluzione interessante.
In qualità di produttore di membrane MBR a fibra cava e a foglio piatto Membrane MBR, e integrato sistemi di trattamento delle acque reflue, in genere valutiamo:
La membrana di per sé non può sostituire un'adeguata ingegneria biologica.
Anche un sistema MBR efficiente dipende comunque da condizioni stabili all’interno del reattore.
Le acque reflue comunali provengono principalmente dalle abitazioni, dagli edifici commerciali e dalle reti fognarie pubbliche.
Contiene un mix relativamente familiare di:
Un impianto comunale di trattamento delle acque reflue può spesso avvalersi di configurazioni di processi biologici già collaudate.
Le acque reflue industriali possono presentare una variabilità molto maggiore.
In uno stabilimento tessile potrebbero essere presenti sostanze coloranti e prodotti chimici.
Uno stabilimento alimentare può presentare un elevato carico organico.
Un impianto chimico può contenere composti che inibiscono il trattamento biologico.
Un impianto farmaceutico potrebbe richiedere una lucidatura specializzata.
Ciò significa che il trattamento delle acque reflue industriali dovrebbe basarsi su un'analisi effettiva delle acque reflue.
Tra i parametri importanti possono figurare:
Un ciclo di trattamento industriale può comprendere:
Equalizzazione
↓
Regolazione del pH
↓
Coagulazione / Flocculazione
↓
Separazione primaria
↓
Reattore anaerobico o aerobico
↓
MBR
↓
UF / RO
↓
RiutilizzoUn altro stabilimento potrebbe richiedere una progettazione molto diversa.
Ecco perché consideriamo la progettazione degli impianti di trattamento delle acque reflue come un’attività di integrazione dei processi, piuttosto che come una semplice scelta di apparecchiature da un catalogo.
Se l'obiettivo è esclusivamente lo scarico conforme alle norme, può essere sufficiente un trattamento secondario o terziario.
Se l'obiettivo è il riutilizzo dell'acqua, il processo richiesto può diventare più complesso.
L'EPA definisce il riutilizzo dell'acqua come il trattamento delle acque reflue e il loro riutilizzo per scopi utili. L'acqua riciclata può ridurre la domanda sulle fonti convenzionali di acqua dolce e fornire un approvvigionamento aggiuntivo alle comunità e alle industrie.
Tra i possibili utilizzi figurano:
Più l'applicazione è delicata, più rigide diventano solitamente le misure di protezione.
Effluente secondario
↓
MBR o UF
↓
Osmosi inversa
↓
Disinfezione
↓
Serbatoio dell'acqua riciclataPer un riutilizzo a basso rischio, l’osmosi inversa potrebbe non essere necessaria.
Nel caso di un riutilizzo industriale dell'acqua particolarmente esigente, il trattamento di rifinitura a membrana può contribuire a tenere sotto controllo i contaminanti disciolti.
È proprio in questo ambito che le tecnologie a membrana integrate offrono flessibilità.
L'MBR è in grado di rimuovere i solidi in sospensione.
L'UF può garantire un ulteriore livello di filtrazione a membrana.
L'osmosi inversa (RO) è in grado di rimuovere i sali disciolti.
La sequenza corretta dipende dall'obiettivo finale di qualità dell'acqua.
Un sistema efficace di trattamento delle acque reflue parte dai dati relativi all'afflusso e dagli obiettivi finali di trattamento.
Non iniziare scegliendo un reattore o una membrana.
Inizia con delle domande.
Determinare:
L'acqua trattata è destinata a:
Il livello di trattamento richiesto varia notevolmente.
Si consideri quanto segue:
I moderni impianti di trattamento possono avvalersi di sistemi di controllo PLC e SCADA per monitorare:
Per i progetti EPC internazionali, i sistemi prefabbricati montati su skid o in container possono semplificare l'installazione e la messa in servizio.
In qualità di fornitore specializzato nel settore ingegneristico, siamo in grado di integrare reattori biologici, membrane MBR, UF, RO, sistemi di dosaggio, pompe, serbatoi, sistemi di controllo elettrico e documentazione tecnica in un unico sistema di trattamento coordinato.
Questo è importante perché un impianto di successo non è semplicemente un insieme di macchinari.
È un processo.
L'obiettivo di un trattamento efficace delle acque reflue non è solo quello di superare un test di scarico.
Le acque reflue trattate in modo inadeguato possono ridurre il livello di ossigeno nei corsi d'acqua riceventi, trasportare agenti patogeni, apportare sostanze nutritive e introdurre contaminanti tossici.
L'USGS sottolinea che i solidi in decomposizione consumano l'ossigeno necessario alle piante e agli animali acquatici, mentre le acque reflue possono inoltre introdurre agenti patogeni e metalli nell'ambiente.
Il trattamento aiuta a proteggere:
Può inoltre trasformare l'acqua usata in una risorsa.
Quando le acque reflue vengono trattate in modo adeguato, le industrie e le comunità possono utilizzare l’acqua riciclata invece di fare affidamento esclusivamente sull’approvvigionamento di acqua dolce.
In questo modo, le acque reflue passano dall'essere un problema di smaltimento a diventare una potenziale risorsa.
Le tre fasi principali sono il trattamento primario, il trattamento secondario e il trattamento terziario. Il trattamento primario rimuove i solidi sedimentabili, il trattamento secondario utilizza processi biologici per eliminare gli inquinanti biodegradabili, mentre il trattamento terziario prevede operazioni di rifinitura avanzate quali la filtrazione, la rimozione dei nutrienti e la disinfezione.
Lo screening viene solitamente classificato come trattamento preliminare piuttosto che come trattamento primario.
Rimuove gli oggetti di grandi dimensioni prima che le acque reflue entrino nella fase di chiarificazione primaria.
Non esiste una fase che sia la più importante in assoluto.
Ogni fase protegge o prepara quella successiva. La separazione primaria riduce il carico di solidi, il trattamento biologico secondario elimina l’inquinamento organico e il trattamento terziario soddisfa requisiti più rigorosi in materia di effluenti o riutilizzo.
Il trattamento secondario è principalmente un processo biologico.
I microrganismi consumano gli inquinanti biodegradabili presenti nelle acque reflue. Tra le tecnologie più diffuse figurano i sistemi a fanghi attivi, i reattori a biofilm, i reattori sequenziali a lotti e i sistemi MBR.
MBR combina le funzioni di entrambe le aree.
Il suo reattore biologico effettua il trattamento biologico secondario, mentre la sua membrana garantisce una separazione solido-liquido avanzata in grado di produrre un effluente molto più pulito rispetto alla chiarificazione secondaria convenzionale.
La classificazione normativa definitiva dipende dall'obiettivo terapeutico e dalle norme applicabili.
Sì.
Le acque reflue trattate in modo adeguato e conformi agli standard richiesti possono essere riutilizzate per applicazioni quali l'irrigazione, i processi industriali, il raffreddamento, il lavaggio e altri scopi approvati.
Il livello di trattamento avanzato richiesto dipende dalla destinazione d'uso e dalle normative locali.
La risposta alla domanda “Quali sono i tre tipi di trattamento delle acque reflue?” è semplice:
Primario → Secondario → Terziario
Ma progettare un impianto affidabile è più complesso.
Il trattamento primario rimuove i solidi fisici.
Il trattamento secondario si avvale di processi biologici per ridurre l'inquinamento organico.
Il trattamento terziario migliora la qualità dell'acqua finale grazie a processi avanzati di rimozione, filtrazione a membrana, controllo dei nutrienti e disinfezione.
Ogni fase è il fondamento di quella successiva.
Gli impianti moderni possono inoltre combinare le tecnologie in modi innovativi. L’MBR, ad esempio, integra il trattamento biologico e la separazione a membrana. È quindi possibile aggiungere l’UF e la RO quando è richiesta acqua recuperata o un riutilizzo di qualità superiore.
Per gli appaltatori EPC, i progetti comunali, gli impianti industriali, le società di ingegneria ambientale e gli integratori di sistemi, il processo ottimale dipende quindi dalle caratteristiche delle acque reflue, dai limiti di scarico, dagli obiettivi di riutilizzo, dall’ingombro, dall’automazione e dai costi operativi.
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