20/07/2016


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       Le Tecniche di depurazione  

                                        

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Le Tecniche più comuni per depurare le acque reflue. Le Tecniche depurative più comuni delle acque reflue
indbul2aDEPURATORI BIOLOGICI A OSSIDAZIONE TOTALE :

 o impianti a fanghi attivi, utilizzano la insufflazione forzata, nel liquame, di aria a micro bolle  per consentire una depurazione aerobica, con risultati anche apprezzabili.

Gli impianti a fanghi attivi sono sistemi di depurazione di tipo biologico a "biomassa sospesa" ad areazione prolungata; essi sono definiti biologici in quanto la degradazione della sostanza organica e di parte dei solidi sospesi presenti nei liquami avviene mediante l'azione di batteri (fanghi attivi) che cibandosi delle sostanze inquinanti, depurano il refluo.

L'areazione artificiale del refluo, garantisce la proliferazione di tali batteri che, associandosi in colonie, formano i fiocchi di fango tipici della biomassa sospesa.

IDROBIO: schema di flusso di un impianto di depurazione a fanghi attivi
Questi impianti sono composti da due comparti: #10;   a) di ossidazione, dove avviene la fase ossidativa del refluo; il liquame, infatti, è sottoposto a un intenso trattamento di areazione artificiale, in un ambiente ricco di ossigeno si innescano processi fisici, chimici e biologici che degradano il carico inquinante. Le alte concentrazioni microbiche presenti ne comparto di ossidazione sono garantite dal continuo ricircolo dei fanghi attivi prelevati dal fondo del comparto di sedimentazione.
   b) di sedimentazione, dove in virtù di uno stato di quiete avviene la precipitazione dei fanghi attivi che poi sono ricircolati a mezzo pompa nel vano di ossidazione.
  FOSSA IMHOFF :  
Biovasca di tipo imhoff con digestione anaerobica dei fanghi o vasche settiche di tipo imhoff, sono delle unità di trattamento primario di tipo anaerobico, costituite da un comparto inferiore detto digestore e uno superiore detto sedimentatore. L'effluente entra nel sedimentatore, che ha lo scopo di trattenere le sostanze pesanti e il materiale flottante; da questo comparto, attraverso l'apertura sul fondo passa al comparto inferiore di digestione. Digestore e sedimentatore sono dimesionati in marniera tale che nel primo si abbia una stabilizzazione biologica delle sostanze organiche sedimentate (fermentazione e digestioneanaerobica) e che nel secondo si crei quella zona di calma che permetta una idonea sedimentazione dei solidi presenti nei reflui. Periodicamente devono essere prelevate dal fondo le sostanze mineralizzate (i fanghi) e le sostanze flottanti dalla zona superiore. Dal punto di vista della depurazione il trattamento in vasca imhoff rappresenta una grossa chiarificazione del liquame.

La sola fossa Imhoff, però, si è dimostrata insufficiente a garantire una qualità dello scarico compatibile con la tollerabilità del corpo ricettore (acqua superficiale). Può essere comunque ancora utilmente impiegata, se abbinata ad ulteriori sistemi di trattamento.

indbul2aDISSABBIATORI :  
Dissabbiatore che assolve anche la funzione di degrassatore Il dissabbiatore è uno stadio della depurazione primaria a cui è affidato il compito di rimuovere il materiale pesante che contengono le acque reflue, come sabbie, terriccio e altri solidi che possono sedimentare. Al tempo stesso, nella zona superiore è possibile trattenere, per flottazione, anche le eventuali sostanze leggere come oli, grassi e detersivi che possono essere contenuti nelle acque reflue. Nell'immagine a fianco si nota come un degrassatore posto immediatamente vicino allo scarico di una cucina, oltre a raccogliere nella zona di flottazione gli inquinanti suddetti, raccoglie, per decantazione sul fondo, anche i residui di cibo che inevitabilmente restano attaccati alle stoviglie e che le operazioni di lavaggio trascinano i residui stessi nelle acque reflue.
   
indbul2aDEGRASSATORI :
La doppia funzione di degrassatore e dissabbiatore nello stesso manufatto ll degrassatore rimuove gli ammassi di materiale galleggiante prodotti dalla combinazione oli - grassi - detersivi. La temperatura influenza sensibilmente il funzionamento del degrassatore e pertanto non deve superare i 30 °C.

La separazione a gravità è infatti pienamente soddisfacente soltanto quando la temperatura nella camera di separazione è inferiore al punto di solidificazione dei grassi e cioè a circa 20 °C. Il degrassatore è in pratica una vasca di calma nella quale le acque di scarico stazionano per un tempo sufficiente a permettere la separazione dei materiali più leggeri. Date le condizioni di calma che si realizzano nella vasca si verifica anche una concomitante deposizione di solidi sul fondo.

Il degrassatore è costituito da una vasca all’interno della quale sono disposti due setti semi-sommersi (o manufatti a T) che la dividono in tre scomparti comunicanti fra loro.

La funzione di tali scomparti è la seguente:

·         prima zona: smorzare la turbolenza provocata dal flusso entrante e ripartire il flusso stesso;

·         seconda zona: provvedere alla separazione ed allo stoccaggio temporaneo di oli e grassi;

·         terza zona: consentire il deflusso dell’acqua dopo degrassatura.

indbul2aDEOLIATORI :
Separatore statico o deoliatore per oli minerali concettualmente sono simili ai degrassatori. Sono utilizzati per rimuovere gli oli e i grassi di natura minerali, presenti negli scarichi di autofficine, stazioni di servizio auto, autolavaggi ecc. Anche questo manufatto è di tipo statico dove la separazione dell'olio (non emulsionato) dall'acqua avviene per flottazione in apposita cameretta per la presenza costante di una massa d'acqua fino allo sfioro. Per l'eliminazione delle emulsioni oleose da questo tipo di liquami, in particolare quelle che si verificano in occasione dell'utilizzo delle lancie aria compressa-acqua, sia nelle autofficine per il lavaggio motori o negli stessi autolavaggi, oltre al separatore statico è necessario il trattamento chimico. A tale riguardo, quando le concentrazioni di emulsioni oleose non sono elevate, esistono filtri, di tipo meccanico, che si inseriscono in questi manufatti, e che hanno lo scopo di rimuovere anche le particelle di carburanti e le emulsioni oleose. Questi filtri, di vari tipi diversi (alcuni denominati "pacchi lamellari", altri filtri a  "coalescenza" etc.) tendono a addensare le particelle oleose, quelle più piccole verso le più grandi, in modo da essere trattenute nelle maglie dello stesso filtro.
indbul2aFILTRO BATTERICO ANAEROBICO
Filtro Percolatore di tipo anaerobico questo particolare trattamento dei liquami, da installare a valle di una adeguata fossa Imhoff, è costituito da una vasca, in calcestruzzo o altro materiale impermeabile, costruita sul posto o prefabbricata, le cui dimensioni e caratteristiche tecniche (spessori delle pareti, del fondo, del coperchio, larghezza, lunghezza, profondità e massa filtrante), dovranno essere sufficienti a contenere il volume e a reggere il peso della ghiaia o di altro materiale costituenti l'elemento filtrante, nonché a consentire le necessarie opere di pulizia periodica e manutenzione ed eventualmente il transito di automezzi.

Il volume della massa filtrante dovrà essere proporzionato in ragione di 1 m3 per persona (a. e.) qualora l’altezza del filtro sia di 1 metro. In tal caso, la superficie del filtro sarà quella del numero degli abitanti equivalenti espressa in m 2.

Sono tuttavia ammessi volumi inferiori per altezze della massa filtrante superiori al metro. Sono invece necessari volumi superiori se l’altezza della massa filtrante è inferiore a 1 m. o superiore a 1,50 m; detti valori si debbono fissare in 1 metro cubo di massa filtrante per ogni abitante equivalente. Quando non si dispone di una sufficiente ventilazione per portare aria nella vasca contenente il filtro si adottano sistemi elettromeccanici di convogliamento aria, anche programmati per ottenere un funzionamento regolare del filtro percolatore.

Una realizzazione tipica è quella illustrata a lato: l'immissione della quantità di aria all'interno del vano che alloggia il filtro, assicura la costante pellicola batterica sui corpi di riempimento e, quindi, il regolare funzionamento.

IDROLET: Schema impianto a Letto Batterico con Filtro Anaerobico
indbul2aFILTRO BATTERICO AEROBICO
Filtro Percolatore di tipo Aerobico

il filtro batterico aerobico (o filtro percolatore) consente di ottenere efficienze depurative maggiori di quello anaerobico utilizzando microrganismi il cui metabolismo è in grado di trasformare le sostanze organiche biodegradabili fino ad anidride carbonica e acqua. Offre buone garanzie di rispettare i limiti di legge per la qualità dello scarico senza l’ausilio di componenti elettromeccaniche, e con manutenzione che non richiede competenze tecniche qualificate (limitata all’asportazione periodica dei fanghi), a differenza dei depuratori biologici. La realizzazione di questo particolare sistema depurativo è però possibile quando tra l'entrata e l'uscita vi sia un certo dislivello, che può essere creato artificialmente con l’ausilio di una pompa, ma ciò comporterebbe un certo consumo energetico. E’ simile al precedente filtro anaerobico, ma la direzione del flusso dei liquami è contraria (dall’alto al basso). Oltre alla fossa Imhoff iniziale, adeguatamente dimensionata, è necessario prevedere una vasca terminale per la raccolta del particolato in uscita.

Filtro Percolatore Aerobico con areazione forzata Il filtro percolatore è costituito da ghiaia di pezzatura variabile 10/50 mm - 20/60 mm, o altro materiale reperibile sul mercato, sostenuto da una piastra forata in materiale anticorrosivo sospesa a circa 30 cm dal fondo del contenitore. Alla superficie degli elementi filtranti, un'analoga piastra forata appoggiata agli inerti consente un’uniforme distribuzione dei liquami nell’intera massa filtrante, evitando linee di scorrimento preferenziale.

Il liquame proveniente dalla fossa Imhoff (o settica esistente) fluisce al centro della piastra ripartitrice per poi percolare nella ghiaia sottostante. Fra gli spazi vuoti si forma un film biologico costituito da batteri aerobi che venendo a contatto con il liquame effettuano l'abbattimento di molte sostanze inquinanti. Il liquame così depurato defluisce dal fondo del filtro unitamente ad una certa quantità di fango derivante dalle particelle del film biologico, ormai mineralizzate, che si distaccano dal materiale filtrante.

 Il fango potrà essere raccolto da una seconda Imhoff terminale (anche più piccola di quella iniziale) o da una fossa a 2 o 3 scomparti sifonati.

Per il dimensionamento del filtro valgono le stesse regole già citate per i filtri anaerobici e pertanto il volume e la superficie della massa filtrante variano al variare dello spessore.

Non sono pertanto funzionali altezze inferiori al metro per l’elevata velocità di percolazione.

IDROLET: schema impianto a Letto Batterico co Filtro Aerobico



indbul2aFITODEPURAZIONE
la fitodepurazione è un sistema che utilizza arbusti, piante e fiori in alternativa ai tradizionali sistemi depurativi. La possibilità e la modalità di funzionamento della depurazione dipendono fondamentalmente dal comportamento dei vegetali utilizzati.

Le piante hanno un’elevata capacità d’assorbire e quindi di utilizzare alcuni elementi impedendo loro di arrivare ai corpi idrici superficiali o sotterranei; favoriscono inoltre la vita dei microrganismi del suolo che attaccano e demoliscono una buona parte degli inquinanti organici. Per esplicare la loro funzione i vegetali necessitano di un ambiente che garantisca la disponibilità di luce, acqua, isolamento termico e degli elementi chimici necessari ad operare le sintesi organiche.

Il terreno è pertanto un componente essenziale di questo ambiente in quanto fornisce sostegno e nutrimento alle piante. Nei sistemi di fitodepurazione gli habitat naturali per lo sviluppo delle piante sono ricostruiti artificialmente; gli inquinanti sono rimossi mediante complessi processi biologici e chimico-fisici tra i quali molto importante è la cooperazione tra piante e microrganismi, i quali trovano in esse o nelle loro vicinanze un habitat favorevole. La capacità di depurazione dei bacini dipende:

IDROFIT: schema impianto con reti di scarico separate e fitodepurazione per riutilizzo o recapito

·         dall'apporto di ossigeno attraverso le foglie delle piante fino alle radici;

·         dall'azione adsorbente delle radici delle piante in rapporto ai solidi sospesi colloidali;

·         dal potere depurativo della biomassa in vicinanza delle radici (processi aerobici e di nitrificazione);

·         dall'assimilazione di sostanze organiche e nutrienti da parte delle piante per la sintesi proteica ed il loro accrescimento.

I sistemi di fitodepurazione si distinguono in:  

·         Free Water Surface (a flusso superficiale)

·         Sub-Surface Flow (sia a flusso verticale, sia a flusso orizzontale).

 
Il sistema a flusso superficiale è rappresentato da un bacino dove le acque ferme o a lento deflusso superficiale riproducono la conformazione di stagni e aree paludose dove i carichi di nutrienti e di sostanza organica sono ridotti per attività microbiologica in presenza di vegetazione acquatica. Il risultato della depurazione dipende strettamente dai tempi di permanenza dell’acqua all’interno del bacino in cui avvengono i processi di depurazione. Questo sistema si presta al trattamento di elevati volumi provenienti da bacini agrari o da ampi insediamenti abitativi. Il sistema sub–surface, conosciuto come "reed bed system" o "letto a canne a sistema sotto superficiale", è formato da una vasca riempita di ghiaia con uno strato superficiale di sabbia su cui viene messa a dimora la vegetazione. Le acque reflue hanno un transito sotto superficie, evitando l’emissione di odori e la diffusione d’insetti. Il liquame da trattare, preventivamente decantato e sgrassato, viene convogliato in un contenitore stagno e ripartito nel bacino di fitodepurazione.

indicatoreXSUB-IRRIGAZIONE :  come metodo di smaltimento quando manca un recapito.
indbul2aSUB-IRRIGAZIONE : la dispersione negli strati superficiali del terreno (sub-irrigazione) dei reflui civili è un particolare sistema di smaltimento dei liquami che può essere adottato qualora non siano disponibili corpi recettori idonei e qualora le caratteristiche del suolo e del sottosuolo non presentino controindicazioni. Consiste nell’immissione del liquame stesso, tramite apposite tubazioni, direttamente sotto la superficie del terreno ove viene assorbito e gradualmente assimilato e degradato biologicamente in condizioni aerobiche. Il liquame chiarificato, proveniente dalla fossa Imhoff mediante condotta a tenuta, perviene in un pozzetto, anch’esso a tenuta, dotato di sifone di cacciata che serve a garantire una distribuzione uniforme del liquame lungo tutta la condotta disperdente e consente un certo intervallo tra una immissione di liquame e l’altra nella rete di sub-irrigazione, in modo tale da agevolare l’ossigenazione e l’assorbimento del terreno. La condotta disperdente è realizzata preferibilmente in elementi tubolari continui in P.V.C. pesante (UNI 302), del diametro di 100-120 mm e con fessure, praticate inferiormente e perpendicolarmente all’asse del tubo, distanziate 20 - 40 cm e larghe da 1 a 2 cm. La condotta disperdente deve avere una pendenza compresa fra lo 0.2% e 0.5%. Essa viene posta in trincea di adeguata profondità, non inferiore a 60 cm e non superiore a 80 cm, con larghezza alla base di almeno 40 cm. Il fondo della trincea per almeno 30 cm è occupato da un letto di pietrisco di tipo lavato della pezzatura 40/70. La condotta disperdente viene collocata al centro del letto di pietrisco. La parte superiore della massa ghiaiosa prima di essere coperta con il terreno di scavo, deve essere protetta con uno strato di materiale adeguato che impedisca l’intasamento del terreno sovrastante ma nel contempo garantisca l’aerazione del sistema drenante. Materiale particolarmente idoneo allo scopo risulta essere il cosiddetto "tessuto non tessuto". A lavoro finito la sommità della trincea deve risultare rilevata rispetto al terreno adiacente in modo da evitare la formazione di avvallamenti e quindi di linee di compluvio e penetrazione delle acque meteoriche nella rete drenante. La condotta disperdente può essere: * unica; * ramificata; * su più linee in parallelo. In quest’ultimo caso le tubazioni vanno disposte a distanza non inferiore a 2 metri fra i rispettivi assi. Distanze maggiori, ove possibile, sono comunque più favorevoli all’efficienza di funzionamento. Se il terreno ha notevole pendenza l’adozione di uno scarico in sub-irrigazione deve essere attentamente valutata in relazione al possibile manifestarsi di fenomeni franosi connessi alle caratteristiche geomorfologiche e geotecniche dei terreni interessati. In ogni caso non è conveniente applicare questa soluzione in terreni con pendenze superiori al 15% onde evitare possibili fenomeni di emergenza del liquame distribuito nelle quote più basse. Lo sviluppo della condotta deve comunque seguire l’andamento delle curve di livello in modo da non superare le pendenze idonee sopra riportate della condotta disperdente. Per ragioni igieniche e funzionali le trincee con condotte disperdenti devono essere collocate lontano da fabbricati, aree pavimentate o sistemate in modo da impedire il passaggio dell’aria nel terreno.
indbul2aSUB-IRRIGAZIONE DRENATA : un altro sistema di trattamento dei reflui che per le sue caratteristiche costruttive si avvicina alla sub-irrigazione e per gli aspetti depurativi ai sopramenzionati filtri batterici è costituito dalla sub-irrigazione drenata. Questo sistema depurativo è costituto da uno scavo della profondità di circa metri 1,20 e di una larghezza nella parte superiore di cm 80 e nella parte inferiore di cm 60, sul fondo della trincea viene posto il tubo di scarico (condotta disperdente) costituito da un tubo in P.V.C. (tipo UNI 302-303) dotato di tagli nella parte superiore, che normalmente vengono eseguiti con flessibile, longitudinalmente rispetto alla lunghezza ad una distanza gli uni dagli altri di circa 15/20 cm. Viene poi riempita l’intera trincea per una altezza di cm 65 di ghiaione lavato della pezzatura 40/70. E’ consigliabile diversificare la pezzatura del ghiaione collocando nella parte inferiore uno strato di circa 30 cm di 20/40 e nella parte superiore di 40/70. Sopra a questo strato di ghiaia viene posta la tubazione superiore (condotta drenante), collegata alla fossa Imhoff. Detta tubazione deve avere le stesse caratteristiche di quella inferiore con la differenza che i tagli devono essere eseguiti nella parte sottostante del tubo. Viene poi immesso altro ghiaione fino a ricoprire detto tubo per uno spessore di circa 15 cm. Sopra a quest’ultimo strato viene posto del tessuto non tessuto, onde evitare che la terra intasi gli spazi fra i ciottoli, poi viene ritombato il tutto con terreno vegetale per uno strato di circa 30 cm e sistemata la relativa area. Di notevole importanza, nell’esecuzione dell’opera, sono le pendenze delle tubazioni che non devono mai superare il 0,5%. La condotta disperdente dovrà avere una lunghezza superiore rispetto alla tubazione drenante di almeno 5 metri per cui la tubazione superiore dovrà essere chiusa con apposito tappo almeno 5 metri prima dell’immissione nel corpo recettore. Al fine di instaurare nella massa filtrante un ambiente aerobico all’interno della trincea dovranno essere poste delle tubazioni di aerazione a circa 3 metri di distanza; tali sistemi di aerazione dovranno essere eseguiti in P.V.C. ed avere tubi del diametro di cm 10/12, dotati di fori che permettano il passaggio dell’aria. Tali tubazioni dovranno essere collegate a dei torrini con cappello onde evitare l’immissione di acqua piovana durante eventi meteorici. Proprio per la caratteristica specifica di tale sistema di trattamento dei reflui, la trincea deve fungere da vasca naturale per cui il terreno ove viene posta deve garantire dei valori geologici di totale impermeabilità. Per cui la pratica per la presentazione di parere per l’autorizzazione allo scarico dovrà in ogni modo essere corredata da relazione geologica, che comprovi la totale impermeabilità. Per il dimensionamento della sub-irrigazione drenata, onde garantire un volume di massa filtrante pari a 1-2 m3 per abitante equivalente, dovrà essere calcolata una lunghezza minima variabile da 2 a 4 m calcolata sempre per abitante equivalente. Fra la fossa Imhoff e l’inizio della sub-irrigazione dovrà essere posto un adeguato pozzetto a cacciata in modo che il refluo in uscita interessi l’intera lunghezza del tratto drenante.

 

 

Le acque reflue e l'inquinamento idrico:un problema per la comunità. La DEPURAZIONE delle ACQUE REFLUE

Nel campo della tutela ambientale, particolare significato assume la conservazione e il recupero della qualità delle acque superficiali. Uno dei settori tecnologici che l'uomo ha sviluppato per limitare i sovraccarichi allo ambiente è quello dell'Ingegneria Sanitaria che si occupa del trattamento di ogni tipo di rifiuto. E' uno tra gli aspetti della nuova industria del disinquinamento, punto di forza delle attuali politiche ambientali ispirate più decisamente al principio del non inquinamento anziché limitate al solo atto punitivo nei confronti di chi ha inquinato, per eliminare a monte le cause di degrado. L'ingegneria sanitaria opera a due livelli:

   quello primario della prevenzione con l'abbattimento dei fumi e il trattamento delle acque reflue prima di rilasciarle nell'ambiente;
   quello secondario del trattamento” a posteriori dei rifiuti: recupero  -  riutilizzo  -  riciclaggio  -  distruzione.
Il trattamento e la depurazione delle acque costituiscono uno dei settori tecnologicamente più avanzati della ingegneria sanitaria. Ma i grandi impianti di depurazione a ciclo biologico rappresentano l'ultimo stadio di un complesso di opere assai articolato di cui fanno parte i collettori intercomunali, le fognature di raccolta, gli allacciamenti privati che escono da ogni singola abitazione. E' una rete nascosta che cresce costantemente per raccogliere tutte le acque reflue a tutela delle risorse idriche considerate, per quantità e qualità, un bene di interesse pubblico la cui salvaguardia è contemplata nel Testo Unico delle leggi in materia di tutela dell'Ambiente dagli inquinanti attraverso il Decreto Legislativo n.152/1999, il Decreto Legislativo n. 258/2000, aggiornati nel Decreto Legislativo n.152/2006 (Codice Ambientale) e leggi collegate sia in ambito Nazionale che Regionale.

   Trattamento delle acque di scarico : gli impianti di depurazione delle acque reflue (o di scarico) sono composti da una serie più o meno complessa di unità di processo, riunite in 3 fasi (trattamento primario, secondario e terziario) ; ogni singolo processo rimuove uno o alcuni tipi di inquinanti.

indbul2aTrattamento primario: i liquami che siono immessi nell'impianto di depurazione contengono residui grossolani (detriti e frammenti di materiali inerti) che, se non rimossi, potrebbero intasarne le tubature e danneggiarne le pompe o altre apparecchiature. Per evitare ciò, questi materiali vengono rimossi mediante una serie di griglie e barre e, quindi, prelevati meccanicamente o manualmente e inceneriti o stoccati in discarica. I liquami filtrati vengono, invece, immessi in un trituratore, che sminuzza le foglie e le altre scorie organiche per agevolare la rimozione degli inquinanti organici nelle fasi successive del trattamento.
indbul2aTrattamento secondario :  in questa fase del trattamento le sostanze organiche biodegradabili sospese e disciolte nelle acque di scarico vengono eliminate mediante processi di ossidazione biologica, operati da batteri. In alcuni casi questi batteri agiscono in presenza di ossigeno (processi aerobici), in altri in assenza di ossigeno (processi anaerobici). Nella fase di trattamento secondario vengono in pratica riprodotti i naturali processi di autodepurazione dell'acqua, il cui svolgimento viene tuttavia accelerato con svariati espedienti. In presenza di ossigeno i batteri aerobici convertono la materia organica in prodotti stabili, ad esempio anidride carbonica, acqua, nitrati, fosfati, e in fanghi biologici che vengono rimossi dai liquami prima che questi siano immessi nel corpo idrico recettore.
indbul2aTrattamento terziario :  questa fase del trattamento di depurazione viene effettuata a valle dei trattamenti primari e secondari quando, in considerazione della composizione del corpo idrico recettore o dell'eventuale riuso dell'effluente finale, si deve procedere alla rimozione dei nutrienti. lì trattamento terziario può essere seguito da un'ulteriore fase di depurazione finalizzata a eliminare le sostanze inquinanti refrattarie. Certi processi chimico-fisici consentono di ridurre anche del 90% la presenza di materiali solidi in sospensione e il BOD5 delle acque di scarico. I materiali solidi vengono eliminati perlopiù attraverso processi di osmosi inversa e di elettrodialisi. Nell'osmosi inversa i liquidi vengono filtrati ad alta pressione su membrane di micropori, che lasciano defluire acqua a elevata purezza trattenendo i soluti. Nell'elettrodialisi, molto usata per la desalinizzazione, anioni e cationi vengono separati selettivamente mediante una serie di membrane e un campo elettrico. I nutrienti vengono rimossi attraverso vari processi, tra cui lo strippaggio dell'ammoniaca e la denitrificazione e la precipitazione del fosforo. Per ottenere un grado di purezza ancora più elevato, gli effluenti vengono a volte sottoposti a disinfezione mediante ozonizzazione, un processo ritenuto più sicuro della comune clorazione. L'applicazione di sistemi di depurazione sempre più avanzati e sofisticati sta gradualmente prendendo piede, anche in virtù della sempre più diffusa tendenza a recuperare le risorse idriche per ridurne il consumo.

 

I processi di depurazione delle acque reflue.Qui di seguito si analizzano le singole fasi dei vari processi depurativi.

indbul2aDissabbiatura : alla fase di grigliatura segue quella di dissabbiatura in cui sabbie, polveri, scorie, ghiaia e ceneri vengono rimosse mediante sedimentazione in appositi canali o per effetto della forza centrifuga in appositi vasconi circolari. In queste speciali vasche le particelle inorganiche di diametro superiore a 0,2 mm vengono fatte sedimentare sul fondo, mentre quelle più piccole e gran parte della materia organica rimangono in sospensione nel liquame. Gli impianti più moderni sono dotati di unità dissabbiatrici a gravità, di centrifughe o di chiarificatori provvisti di raschiatori meccanici. Nelle vasche a gravità l'aria finemente dispersa, immessa attraverso speciali ugelli, imprime all'acqua un moto a spirale che provoca la separazione dei solidi pesanti e una più netta separazione dei materiali organici. Le unità centrifughe sono, in pratica, dei cicloni e l'acqua viene immessa tangenzialmente in un contenitore cilindrico-conico in cui, per effetto della forza centrifuga, i  materiali pesanti sono sospinti verso la parete esterna e cadono verso il basso, mentre l'acqua fuoriesce da un collettore disposto al centro. Le sabbie depositatesi vengono quindi rimosse dall'impianto e stoccate in discarica. Da ogni 4 milioni di litri di liquami vengono estratti, in media, da 0,1 a 0,25 m3 di sabbie.

indbul2aDisoleatura questa operazione consente di rimuovere gli oli, i grassi e le altre sostanze che hanno un peso specifico più leggero rispetto a quello dell'acqua (saponi, sughero, frammenti vegetali). Il processo avviene con la decantazione su fondo delle eventuali sostanze pesanti presenti nel liquame e la successiva schiumatura delle fasi galleggianti.

indbul2aSedimentazione : dopo la disoleatura i liquami passano in una vasca di quiete idraulica, o sedimentatore, in cui la materia organica e inorganica più minuta viene lasciata sedimentare sul fondo. I fanghi biologici depositati vengono, quindi, rimossi mediante raschiatori meccanici o tubi aspiranti. Grazie al processo di sedimentazione è possibile rimuovere circa il 20 - 40% del BOD e circa il 40 - 60% dei materiali solidi in sospensione. Per accelerare il processo di sedimentazione e per consentire la sedimentazione dei materiali colloidali, in alcuni casi, vengono aggiunte ai liquami  particolari sostanze chimiche (come il solfato di alluminio e il cloruro di ferro) o poli-elettroliti in grado di destabilizzare le cariche superficiali delle molecole delle particelle inquinanti e di favorirne, così, l'aggregazione e la precipitazione. I due processi coinvolti, detti di coagulazione e di flocculazione (ovvero di aggregazione delle particelle solide in sospensione) consentono di rimuovere dai liquami più dell' 80% dei materiali solidi in sospensione.

indbul2aFlottazione : la flottazione è l'inverso della sedimentazione e consiste nel portare in superficie, all'interno di apposite vasche, i materiali in sospensione con un peso specifico prossimo a quello dell'acqua. I liquami vengono saturati d'aria sotto una pressione di 1,75-3,5 kg per cm2 e quindi convogliati in una vasca a cielo aperto, dove le bollicine di aria attaccatesi alle particelle degli inquinanti ne provocano la risalita in superficie. Uno sfioratore provvede a rimuovere il materiale galleggiante. Il processo di flottazione consente di rimuovere oltre il 75% dei materiali solidi in sospensione. La prima fase del trattamento di depurazione può comprendere anche altri passaggi di separazione fisica (o meccanica) dei materiali inquinanti, come il processo di filtrazione e di centrifugazione.


indbul2a
Digestione :
è il processo biologico mediante il quale le sostanze organiche vengono trasformate in metano, anidride carbonica e fanghi biologici, attraverso una serie di reazioni che hanno luogo in vasche chiuse (digestori) in assenza di ossigeno o in vasche aperte in presenza di ossigeno. I materiali solidi vengono solubilizzati da speciali enzimi e quindi fermentati da particolari ceppi batterici che li riducono in acidi organici semplici, ad esempio in acido acetico, a loro volta trasformati in prodotti gassosi (metano e anidride carbonica) da altri batteri. I fanghi ispessiti vengono riscaldati e introdotti a più riprese nel digestore, dove nel giro di 0-30 giorni vengono definitivamente decomposti. Con il processo di digestione è possibile ridurre la concentrazione di materia organica nei liquami del 45-60%. Per accelerare i processi biologici di depurazione delle acque di scarico vengono utilizzate svariate soluzioni tecniche. Tra le più diffuse si annoverano quella a filtri percolatori, quella a fanghi attivi e quella a lagune.

indbul2aFiltri percolatori : sono costituiti da un letto poroso o da torri di riempimento, formati da materiali in pezzatura grossolana (sassi, carbone fossile o materie plastiche) rivestiti da un film di batteri attivi. I liquami spruzzati sul letto, percolando verso la base, consentono alla popolazione batterica che compone il  film biologico di venire a contatto con la materia organica inquinante e, quindi, di decomporla, trasformandola in anidride carbonica e acqua. Unita al processo di sedimentazione, la degradazione mediante filtri percolatori consente di eliminare circa l'85% del BOD5 immesso nell'impianto.


indbul2aFanghi attivi o attivati : l'ossidazione a fanghi attivi avviene all'interno di una vasca di aerazione nella quale l'ossigeno viene fornito mediante aeratori meccanici o insufflazione d'aria. Ai liquami vengono aggiunti fanghi batterici attivi, detti fiocchi, formati da milioni di batteri degradatori tenuti insieme da una sostanza gelatinosa. Sono per l'appunto questi batteri ad assorbire la materia organica e a trasformarla in svariati sottoprodotti. Il processo di depurazione a fanghi attivi consente di eliminare circa il 60-85% del BOD5. I sistemi a filtri percolatori o a fanghi attivi sono spesso integrati da chiarificatori secondari, nei quali i fanghi batterici vengono separati dai liquidi depurati, prima che questi vengano scaricati nel bacino idrico recettore.


indbul2aLagune o vasche di stabilizzazione : Le lagune sono vasche di grandi dimensioni e, dato il notevole ingombro, sono utilizzate soprattutto nelle aree rurali. Spesso superano 1,5 m di profondità e la loro superficie misura parecchi mq. Nei modelli più diffusi la materia organica viene decomposta sia in condizioni aerobiche (prevalenti negli strati più superficiali), sia in condizioni anaerobiche (prevalenti negli strati più profondi, che normalmente non vengono aerati). I materiali solidi, ovvero i fanghi, vengono decomposti in condizioni anaerobiche, mentre le sostanze organiche disciolte o colloidali vengono decomposte negli strati superiori da batteri aerobi. Con questo processo è possibile eliminare il 75-85% del BOD5.

indbul2aEssiccamento In ogni fase del processo di depurazione vengono prodotti materiali di scarto (fanghi), che prima di essere smaltiti in discarica vengono sottoposti a un particolare trattamento, finalizzato soprattutto a ridurne il volume. I fanghi vengono ispessiti, omogeneizzati e quindi disidratati, esponendoli su letti di sabbia installati all'aperto (nelle aree secche e relativamente calde) o in speciali camere riscaldate artificialmente, simili a serre. L'essiccamento avviene per effetto della percolazione dei liquidi nella sabbia e della loro evaporazione. In alcuni casi i fanghi essiccati vengono utilizzati come ammendanti o fertilizzanti, in virtù del loro contenuto di azoto (2%) e di fosforo (1%).

indbul2aFossa settica la fossa settica è uno dei sistemi più usati nelle aree rurali per trattare i liquami domestici. Le fosse settiche sono, in pratica, grandi cisterne, realizzate, per la gran parte,  in calcestruzzo o metallo, in cui i liquami vengono scaricati e lasciati parzialmente sedimentare. I materiali solidi contenuti nelle acque di scarico si depositano sul fondo del pozzo, mentre quelli galleggianti salgono in superficie. Passando attraverso un sifone i liquidi parzialmente chiarificati si riversano in fosse sotterranee piene di pietrisco e percolano, cosi, nel suolo, dove vengono ossidate aerobicamente. I materiali galleggianti e quelli sedimentati rimangono invece per periodi più o meno lunghi (da sei mesi a  parecchi anni) nella fossa, dove vengono decomposti anaerobicamente.

indbul2aEvacuazione dell'effluente finale l'acqua depurata è in genere scaricata in un corpo idrico ricettore, un lago o un fiume; nelle regioni caratterizzate da una crescente penuria di risorse idriche, ma non solo in quelle, viene spesso utilizzata per rialimentare le falde acquifere, irrigare coltivazioni di prodotti agricoli non commestibili, alimentare infrastrutture civili ricreative o processi industriali. Nell'impianto pilota di Denver, in Colorado, i liquami, dopo essere stati sottoposti ai normali trattamenti di tipo primario e secondario, subiscono un'ulteriore chiarificazione (eseguita in ambiente alcalino) che serve alla rimozione dei composti organici in sospensione. Successivamente i liquami vengono "ricarbonati" per ristabilirne i normali valori di pH e, quindi, filtrati facendoli passare attraverso vari strati di sabbia e carbone di legna. L'ammoniaca viene poi eliminata per ionizzazione, mentre i pesticidi e gli altri materiali organici disciolti vengono assorbiti da un filtro granulare a carbone attivo. Virus e batteri vengono quindi uccisi mediante ozonizzazione e gli effluenti, già relativamente puri, per maggiore sicurezza vengono nuovamente sottoposti a un trattamento di assorbimento con carbonio e di osmosi inversa e quindi addizionati con biossido di cloro.

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Ultimo aggiornamento: 20 luglio 2016