Trattamenti delle acque reflue

Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamenti delle acque reflue
Materiali di supporto
Dott.ssa Elisabetta Zavoli: [email protected]
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Gli effluenti liquidi/1
¨
ACQUE NATURALI SUPERFICIALI: le acque interne
(correnti o stagnanti), ad eccezione di quelle sotterranee, le
acque di transizione e le acque costiere;
INQUINAMENTO
¨
D.lgs.
152/2006
art. 74
Definizioni/1
IDRICO:
l’introduzione diretta o
indiretta, a seguito di attività umana, di sostanze o di calore
nell’acqua, che possono nuocere alla salute umana o alla
qualità degli ecosistemi acquatici;
ACQUE REFLUE DOMESTICHE: acque reflue provenienti
¨
da insediamenti di tipo residenziale e da servizi derivanti
prevalentemente dal metabolismo umano e da attività
domestiche;
ACQUE REFLUE INDUSTRIALI: qualsiasi tipo di acque
¨
reflue provenienti da edifici od installazioni in cui si svolgono
attività commerciali o di produzione di beni, differenti
qualitativamente dalle acque reflue domestiche e da quelle
meteoriche di dilavamento;
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Trattamenti delle acque reflue
Gli effluenti liquidi/2
¨
D.lgs.
152/2006
art. 74
Definizioni/2
ACQUE REFLUE URBANE: il miscuglio di acque reflue
domestiche, di acque reflue industriali, e/o di acque
meteoriche di dilavamento, convogliate in reti fognarie e
provenienti da agglomerato;
AGGLOMERATO: l’area in cui la popolazione o le attività
¨
produttive sono concentrate in misura tale da rendere
ammissibile, sia tecnicamente che economicamente in
rapporto anche ai benefici ambientali conseguibili, la raccolta
e il convogliamento in fognatura delle acque reflue urbane
verso un sistema di trattamento o verso un punto di recapito
finale;
Quali sono i parametri che caratterizzano il grado di inquinamento di un’acqua
reflua rispetto ad un’acqua naturale?
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Trattamenti delle acque reflue
Gli effluenti liquidi/3
(A) PARAMETRI DI CARICO AUTOCTONO
Parametri di carico/1
(C) PARAMETRI DI CARICO ANTROPICO
(E) PARAMETRI DI CARICO TOSSICO
A1) pH
A2) temperatura
C1) BOD5
E1) arsenico
A3) conducibilità elettrica
C2) COD
E2) cadmio
A4) durezza totale
C3) fosforo totale (come P)
E3) cromo totale e cromo esavalente
A5) solfati
C4) azoto ammoniacale
E4) mercurio
A6) cloruri
C5) azoto nitroso
E5) nichel
A7) azoto nitrico
C6) sostanze estraibli in etere di petrolio
E6) piombo
A8) ossigeno disciolto
(oli minerali, grassi animali e vegetali)
E7) rame
A9) sodio
C7) tensioattivi anionici
E8) zinco
A10) ferro
C8) ortofosfati solubili
E9) cianuri
A11) manganese
(B) PARAMETRI DI CARICO OTTICO
E10) solfuri
(D) PARAMETRI DI CARICO BATTERICO
B1) torbidità
E11) solfiti
E12) fenoli totali
B2) materiali grossolani
D1) coliformi totali
E13) pesticidi
B3) materiali sedimentabili
D2) coliformi fecali
E14) fluoruri
B4) materiali in sospensione totali
D3) streptococchi fecali
E15) cloro libero
B5) materiali in sospensione volatili
D4) clostridi solfito-riduttori
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Trattamenti delle acque reflue
Gli effluenti liquidi/4
Parametri di carico/2
PARAMETRI
ACQUA NATURALE
LIQUAME DOMESTICO
REFLUI INDUSTRIALI
pH
7,5-8,5
6,8-7,5
2-12
solidi sospesi totali (mg/l)
5-80
200-50000
10-50000
BOD5 (mgO2/l)
1-15
80-20000
5-20000
COD (mgO2/l)
5-50
200-100000
50-100000
azoto ammoniacale (mgN/l)
0-7
10-300
0-700
azoto nitroso (mgN/l)
0-0,3
0-0,5
0-10
azoto nitrico (mgN/l)
0,5-10
0-1
0-50
azoto totale (mgN/l)
5-10
20-500
0-1000
fosforo totale (mgP/l)
0-3
1-100
1-50
20-100
50-1000
-
cloruri (mgCl /l)
5
7
10-100000
coliformi totali (ufc/ml)
1-200
10 -10
-
tensioattivi totali (mg/l)
0-1
5-50
0-1000
D.lgs.
152/2006
art. 74
¨
ABITANTE EQUIVALENTE
biodegradabile, avente una
60gO2/giorno;
(AE): il carico organico
richiesta di BOD5 pari a
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Trattamenti delle acque reflue
I sistemi di trattamento/1
Definizioni
Quali sono i processi di trattamento di un’acqua reflua ai fini di rimuovere i
parametri di carico che ne alterano le caratteristiche naturali?
TRATTAMENTO
¨
APPROPRIATO:
il trattamento delle
acque reflue urbane mediante un processo o un sistema di
smaltimento che, dopo lo scarico, garantisca la conformità dei
corpi idrici recettori ai relativi obiettivi di qualità;
D.lgs.
152/2006
art. 74
¨
RECAPITO
FINALE:
il corpo idrico superficiale o
sotterraneo o il suolo dove viene scaricata l’acqua reflua,
anche sottoposta a preventivo trattamento di depurazione;
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Trattamenti delle acque reflue
I sistemi di trattamento/2
Modello concettuale/1
Acque reflue
domestiche
Rete fognaria
Acque reflue
industriali
Corpo idrico
superficiale
Depuratore di
acque
reflue urbane
Impianti di trattamento
CHI.FI.BI,
interni, consortili
Spandimento fanghi
sul suolo
Smaltimento fanghi
in discarica o in imp.
d’incenerimento
Trattamenti delle acque reflue
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I sistemi di trattamento/3
Trattamenti
primari
LINEA FANGHI
LINEA ACQUE
Pretrattamenti
•grigliatura;
•dissabbiatura/
disoleatura;
•equalizzazione/
omogeneizzazione;
•preaerazione;
Fango secondario
Trattamenti
secondari
Trattamenti
terziari
•sedimentazione
primaria;
•ossidazione
biologica;
•rimozione
dell’azoto;
•chiariflocculazi
one;
•digestione
anaerobica;
•rimozione del
fosforo;
•flottazione.
•sedimentazion
e secondaria.
•filtrazione;
•neutralizzazione.
Fango primario
Modello concettuale/2
Concentrazione
•digestione
aerobica;
•a flottazione;
•digestione
anaerobica.
•a centrifugazione.
•clorazione;
•ozonizzazione;
•trattamento
con raggi UV.
•adsorbimento
Stabilizzazone
•ispessimento a
gravità;
Disinfezione
Disidratazione
•pressa a nastro;
•filtropressa.
Trattamenti delle acque reflue
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I sistemi di trattamento/4
Trattamenti interni
I trattamenti interni sono procedure, utilizzate all’interno di processi industriali o
negli impianti consortili, per l’abbattimento di particolari sostanze presenti nel
refluo generato da quel determinato ciclo produttivo.
Sono trattamenti preliminari grazie ai quali si ottiene un refluo che può essere
inviato all’impianto di trattamento reflui urbani.
¨
METALLI: ossidoriduzione, precipitazione, filtrazione;
¨
COMPOSTI ORGANICI O INORGANICI: ossidazione,
¨
COMPOSTI VOLATILI: strippaggio ad aria o vapore (es.
adsorbimento su GAC (es. fenoli, cianuri, solfiti, ecc..);
H2S, NH3, solventi, acidi organici, ecc...);
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Trattamenti delle acque reflue
I sistemi di trattamento/5
Sistemi solido-liquido
Tipi di solidi
Solidi
grossolani
Sabbie
Argille
Colloidi
Particelle
Dimensione
delle particelle
(mm)
Φ < 100
Φ~1
Φ ~ 10-2
10-6 < Φ < 10-3
Φ < 10-7
Tipo di miscela
solido-liquido
sospensione
eterogenea
sospensione
eterogenea
sospensione
eterogenea
sospensione
colloidale
soluzione
omogenea
Tipo di
separazione
grigliatura
sedimentazione
per gravità
sedimentazione
per gravità
coagulazione,
flocculazione
reazione
chimica
¨
SOSPENSIONE: quando la concentrazione dei solidi è < 10-20 g/l;
¨
FANGO: quando la concentrazione dei solidi è ≥ 10-20 g/l;
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
I pretrattamenti/1
Grigliatura
Lo scopo è separare i solidi grossolani dal refluo per impatto.
¨
La griglia può avere la forma di barre o maglie metalliche e può
essere piana, verticale, inclinata o curva.
¨
In base alla luce del vaglio, la grigliatura può essere:
• grossolana (separa solidi con Φ > 30-60 mm);
• fine (separa solidi con Φ > 10-20 mm);
• microgrigliatura (separa solidi con Φ > 1-15 mm);
¨
La velocità del refluo non dovrebbe mai scendere sotto 0,5-0,7 m/s.
¨
Il materiale trattenuto dalla griglia deve essere periodicamente
asportato e la pulizia può essere automatica o manuale.
¨
Il materiale grigliato è raccolto tal quale in tramogge e cassonetti o
pressato e inviato a smaltimento.
Trattamenti delle acque reflue
I pretrattamenti/1
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Grigliatura
Trattamenti delle acque reflue
I pretrattamenti/2
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Dissabbiatura/Disoleatura
Lo scopo è separare le sabbie per sedimentazione e gli olii per galleggiamento.
¨
Avviene la separazione delle sabbie in virtù della differenza di densità
acqua-solido:
ρ acqua ≅ 1000 kg/m3
ρ sabbia ≅ 2500 kg/m3
¨
Le tipologie di dissabbiatori sono due:
•gravità (canale sagomato attraversato dal refluo, insufflazione laterale
di aria a creare un moto spiroidale che separa dalle sabbie, olii, ecc...);
•centrifuga (vasca di forma tronco-conica, dove il liquame è immesso
tangenzialmente originando un moto circolare);
¨
La velocità del refluo dovrebbe essere di circa 0,3 m/s.
¨
Con la disoleatura avviene la separazione, per galleggiamento, di oli e
grassi in virtù della densità inferiore a quella dell’acqua.
Trattamenti delle acque reflue
I pretrattamenti/2
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Dissabbiatura/Disoleatura
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Trattamenti delle acque reflue
I pretrattamenti/3
Equalizzazione/Omogeneizzazione/Preaerazione
Lo scopo è alimentare l’impianto di trattamento con un refluo dalla portata
costante e dai carichi inquinanti omogenei.
¨
Equalizzazione è l’operazione di regolazione delle portate.
¨
Omogeneizzazione
inquinanti.
¨
Il liquame è raccolto in una vasca di accumulo di capacità adeguata
ad assorbire variazioni di portate e dotata di sistemi di miscelazione.
è
l’operazione
di
regolazione
dei
carichi
Lo scopo è controllare l’emissione di cattivi odori e migliorare la
trattabilità del refluo.
¨
Preaerazione è l’operazione di immissione di aria compressa nel
refluo.
¨
Generalmente questa fase dura 30-45 min.
Trattamenti delle acque reflue
I pretrattamenti/3
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Equalizzazione/Omogeneizzazione/Preaerazione
Trattamenti delle acque reflue
I pretrattamenti/4
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Neutralizzazione
Lo scopo è aggiustare il pH del refluo alla neutralità.
¨
Perchè occorre correggere il pH?
• favorire i processi biologici successivi, che avvengono tra pH 6,5-7,5;
• il refluo trattato non dovrà alterare il pH dell’ambiente in cui viene
scaricato;
• il refluo non deve essere corrosivo nei confronti dell’impianto.
¨
I reattivi usati sono:
• per acque alcaline, si usa H SO , CO ;
2
4
2
• per acque acide, si usa calce (CaO, Ca(OH) , CaCO ), latte di calce,
2
3
NaOH.
¨
Attenzione alla formazione di idrossidi di metalli insolubili!
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Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti primari/1
Separazione solido-liquido
Sedimentabili
Solidi Sospesi
Solidi Totali
(organici +
minerali)
Non Sedimentabili
Solidi Filtrabili
Sabbie
Argille
Colloidi
(tempo di
deposito per
gravità ~
10 sec)
(tempo di
deposito per
gravità ~
2 h)
(tempo di
deposito per
gravità ~
2 anni)
Sedimentazione per gravità
(dissabbiatori e sedimentatori primari)
Coagulazione,
flocculazione,
sedimentazione
(chiariflocculatori)
Solidi
filtrabili
(letti di
sabbie)
Filtrazione
(letti a sabbie)
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti primari/2
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamenti chimico-fisici/1
SEDIMENTAZIONE PRIMARIA
Lo scopo è separare i solidi sospesi sedimentabili che non si sono fermati nei
precedenti trattamenti.
¨
Avviene in bacini in cui si crea una zona di calma che permette la
sedimentazione di materia per gravità.
¨
I bacini si distinguono in base alla direzione di flusso del refluo tra
ingresso e uscita:
• flusso verticale;
• flusso orizzontale longitudinale;
• flusso orizzontale radiale.
¨
Il tempo di permanenza del refluo, scelto per il dimensionamento del
bacino, è generalmente di 2h.
¨
Questa fase porta all’abbattimento di solidi sospesi compreso tra 5060% e di BOD5 tra 25-30%.
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti primari/2
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamenti chimico-fisici/1
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti primari/3
Trattamenti chimico-fisici/2
CHIARIFLOCCULAZIONE
Lo scopo è abbattere i solidi sospesi non sedimentabili (fase colloidale) e
alcune sostanze organiche disciolte.
¨
.
¨
Fase colloidale: particelle che si trovano in uno
stato finemente disperso, intermedio tra la
sospensione e la soluzione, in moto browniano.
La fase è stabile se ha particelle cariche dello
stesso segno che si respingono.
Coagulazione: processo di destabilizzazione
della fase colloidale tramite aggiunta di un agente
coagulante che neutralizza le cariche elettriche
superficiali facendo avvicinare i colloidi.
¨ Flocculazione: fase di formazione di grossi
fiocchi che precipitano per gravità.
reflui domestici generalmente si usa
¨ Per
poliidrossisolfatodialluminio Al (SO ).nH O;
2
4
2
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Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti primari/4
Jar test
Il Jar test è la prova pratica sperimentale, che si effettua in laboratorio, per
determinare il dimensionamento dei sedimentatori primari e il dosaggio degli
agenti coagulanti.
t0
t1
t2
Refluo chiarificato
Fase
miscelata
.
Sedimentazione
libera
¨
Sedimentazione
ostacolata
Sedimento
t0
Fase
miscelata
Agente
coagulante
t1
Fase
miscelata
Determino
la
velocità
di
spostamento (vc)
dell’interfaccia tra
liquido chiarificato
e sedimento.
t2
¨
Determino
il
dosaggio
di
coagulante (Cc)
per ottenere la
chiarificazione del
refluo.
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti primari/3
.
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Trattamenti chimico-fisici/2
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti primari/5
Flottazione
Lo scopo è separare i solidi sospesi mediante galleggiamento.
.
¨
Il refluo viene saturato mediante insufflazione di
aria compressa: man mano che le bollicine
salgono aderiscono alle particelle in sospensione
abbassandone la densità.
¨
Per migliorare il processo si possono aggiungere
additivi chimici (organici o inorganici) che
favoriscano l’adesione delle bolle d’aria alle
particelle.
In superficie il materiale galleggiante
viene raccolto da un raschiatore,
mentre in refluo esce da sfiori posti ad
una certa profondità.
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
I trattamenti secondari/1
Ossidazione biologica/1
Lo scopo è la trasformazione, da parte di microrganismi, delle sostanze
organiche inquinanti in sostanze più semplici.
¨
Batteri: naturalmente presenti nei reflui, possono essere aerobici,
anaerobici, facoltativi.
¨
Ossidazione biologica: in questo processo di sintesi, la sostanza
organica edibile è utilizzata dai batteri come fonte di energia
(respirazione aerobica) e fonte di materia per la crescita cellulare.
SO + O2 + (N + P)
microrganismi
cellule + CO2 + H2O + residui
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Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti secondari/2
Ossidazione biologica/2
¨
Questi sistemi possono essere:
• a biomassa dispersa (fanghi attivi, lagune aerate);
• a biomassa adesa (filtri percolatori, biodischi).
¨
Fango attivo: materia mucillaginosa in cui vivono grandi quantità di
batteri e protozoi.
FANGO ATTIVO
SOLIDI SOSPESI
TOTALI
ACQUA
SOLIDI SOSPESI
VOLATILI (75%)
RESIDUO INERTE
(25%)
CELLULE
BATTERICHE
SOLIDI ORGANICI
INERTI
VIVE
MORTE
Trattamenti delle acque reflue
Ossidazione biologica/3
IMPIANTO A FANGHI ATTIVI
I trattamenti secondari/3
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
¨
Lagune areate: sono sistemi a fanghi attivi, formati però da vasche
molto estese e poco profonde (50 cm), senza sistemi di aerazione
forzata. Sistema di trattamento discontinuo.
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
I trattamenti secondari/4
BIO-BALL
(4-8 cm)
ARIA
REFLUO
AEROBICO
ANAEROBICO
LETTI
PERCOLATORI
BIODISCHI
Ossidazione biologica/4
B
I
O
F
I
L
M
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
I trattamenti secondari/5
Digestione anaerobica
Lo scopo è la degradazione, da parte di batteri anaerobici, delle sostanze
organiche fino ad ottenere biogas.
¨
¨
Reattore:
simile
al
letto
percolatore
ma
le
reazioni
avvengono a più alte T (35°C,
condizioni mesofile) e in assenza di
O2.
Fango secondario: la quantità
prodotta è circa 1/5 di quella
prodotta dai processi aerobici ed è
già stabilizzata.
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Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti terziari/1
Rimozione dell’azoto/1
Lo scopo è l’abbattimento dell’azoto ammoniacale (NH4+) che si forma per
ammonificazione.
CLORO RESIDUO TOTALE
(LIBERO + COMBINATO) mg/L
0.7
basato sull’equilibrio
¨ 1)Chimico-fisico:
+
NH4 + OH ↔ NH3 + H2O
A
¨ 2)Chimico: clorazione al break-point (vedi
0.6
0.5
I
II
III
IV
0.4
B
0.3
CLORO LIBERO
0.2
0.1
CLORO COMBINATO
BREAK POINT
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
CLORO DOSATO mg/L
curva della domanda di cloro), mediante
l’uso di Cl2 o HClO/NaClO:
• NH
3 + Cl2 ↔ HCl + NH2Cl (clorammina)
• NH Cl + Cl
2
2 ↔ HCl + NHCl2
(diclorammina)
+
• NCl +Cl →NCl
3
2
4 +3H2O+Cl →HNO3+4HCl
Problema:
formazione
(cancerogeni per l’uomo).
dei
THM
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
I trattamenti terziari/2
Rimozione dell’azoto/2
¨
3)Biologico: ad opera di diversi
tipi di batteri aerobici:
Nitrosazione (Nitrosomonas)
NH4+ + ½O2
→ NO2- + 2H+ + H2O
Nitrificazione (Nitrobacter)
NO2- + ½O2
→ NO3-
e anaerobici:
Denitrificazione (batteri eterotrofi)
NO3- → NO2- → N2
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
I trattamenti terziari/3
Rimozione del fosforo
Lo scopo è l’abbattimento del fosforo presente in forma di ortofosfati solubili
(PO43-), polifosfati e fosfati organici.
Sodio
trifosfato
ATP (fosfato
organico)
1) Chimico: tramite dosaggio di sali Fe2+ o
¨ 3+
, sali di Al3+, sali di Ca2+, si ha la
precipitazione di polifosfati insolubili. Il
dosaggio
viene
determinato
sperimentalmente con il Jar test.
Reattivi: allume (Al2(SO4)3.14H2O), ferro
(FeCl3, FeSO4), calce.
¨ 2) Biologico: mediante l’utilizzo di ceppi batterici fosfo-accumulanti,
come ad es. Acinetobacter, in grado di accumulare polifosfati all’interno
della cellula.
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti terziari/4
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Filtrazione
Lo scopo è l’abbattimento delle particelle sospese, sfuggite ai processi di
sedimentazione precedenti, mediante l’attraversamento di un mezzo
permeabile che trattiene il solido.
1) Su STRATO: il refluo attraversa il letto filtrante mentre le particelle sono
¨ trattenute
all’interno del mezzo.
¨ 2) Su SUPERFICIE: il refluo attraversa il letto filtrante mentre le particelle si
depositano sulla superficie formando un pannello di materiale che trattiene le
successive particelle.
¨ Dopo un certo periodo di tempo i filtri necessitano di un controlavaggio con
fluido pulito o la rimozione meccanica del pennello, al fine di ripristinarne la
capacità filtrante.
Filtri a sabbia a pressione
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti terziari/5
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Adsorbimento
Lo scopo è l’abbattimento di sostanze organiche residue, tensioattivi, metalli
pesanti, composti del cloro (clorammine, THM).
¨ CARBONE ATTIVO: è un solido poroso con una struttura grafitica, all’interno
della quale vi sono una miriade di canalini, fori e tasche dove le sostanze
adsorbite formano legami fisici con la superficie del carbone. Le sue
caratteristiche sono:
2
• elevata superficie specifica (800-1200 m /g);
• piccole dimensioni del granulo (qualche mm);
• controlavaggio con vapore a 120°C;
• rigenerazione in atmosfera inerte a 800°C.
¨ PAC (polverized activated carbon): carbone attivo in polvere che viene dosato
nella vasca di aerazione di un trattamento secondario oppure nella vasca di
chiariflocculazione. Funzione adsorbente e funzione coadiuvante dei fiocchi.
¨ GAC (granular activated carbon): carbone attivo granulare viene usato come
riempimento in letti di filtrazione, orizzontali o verticali. E’ uno stadio terziario
di trattamento.
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti terziari/5
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Adsorbimento
Batterie di filtri orizzontali
Batterie di filtri verticali
Trattamenti delle acque reflue
Disinfezione/1
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Ozonizzazione
Lo scopo è l’eliminazione di organismi patogeni (es. salmonelle, coliformi,...).
¨ Ozonizzazione: l’ozono (O3) distrugge i microrganismi agendo come ossidante
protoplasmatico. Reagisce con l’acqua a dare radicali liberi, forti ossidanti:
Ad es. 1,5 mg/l di O3 , in 5 min, riducono i batteri in sospensione da 70000
ufc/ml a 0 ufc/ml.
Svantaggi:
• è molto instabile, non può essere stoccato né trasportato
per cui deve
essere prodotto direttamente in loco con un ozonizzatore;
• è corrosivo e tossico per cui va iniettato all’interno della colonna d’acqua e
ben miscelato.
Trattamenti delle acque reflue
Disinfezione/2
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Irraggiamento UV
¨ Raggi UV: radiazione elettromagnetica di lunghezza d’onda compresa tra 10 e
390 nm. Sono potenti germicidi perchè rompono i legami insaturi, in particolare
attaccano le molecole del nucleo cellulare (DNA, RNA,...).
Svantaggi:
• la loro efficacia è legata alla limpidezza dell’acqua (SST < 30 mg/l).
Trattamenti delle acque reflue
Disinfezione/3
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Clorazione
¨ Cloro: agente ossidante sotto forma di acido ipocloroso e ione ipoclorito:
Meccanismo di azione: si pensa che il cloro penetri all’interno della cellula e
data la sua reattività con i composti azotati, denatura soprattutto gli enzimi.
L’acido ipocloroso si diffonde nella cellula più rapidamente dell’ipoclorito.
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
I trattamenti nella linea fanghi/1
Concentrazione
Lo scopo è ridurre il volume, stabilizzare il materiale organico, distruggere i
patogeni.
¨ I fanghi di supero, che vengono inviati al trattamento che precede lo
smaltimento, possono essere primari, chimici, o biologici.
Lo scopo dell’ispessimento è ridurre il volume del fango.
¨ 1) per GRAVITA’: in vasche con fondo a pareti molto inclinate dove viene
versato il fango. Sul fondo ci sono apparecchi per il rimescolamento del fango in
modo da agevolarne la compattazione.
¨ 2) per FLOTTAZIONE: in vasche dove l’ispessimento avviene insufflando aria
dal fondo che favorisce la compattazione del fango (rompe le strutture ad arco
che si formano).
¨ 3) per CENTRIFUGAZIONE.
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti nella linea fanghi/1
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Concentrazione
Ispessitore a gravità continuo
Ispessitore a gravità discontinuo
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti nella linea fanghi/2
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Stabilizzazione
Lo scopo è l’eliminazione del materiale organico putrescibile.
¨
1) DIGESTIONE ANAEROBICA:
digestori anaerobici per i reflui, da
composti solforati
composti azotati
carboidrati
la fermentazione avviene in reattori simili ai
cui si ottiene biogas:
H2S, mercaptani;
NH3;
CH4, CO2;
La temperatura deve essere alta: attorno 35-38°C se si lavora con batteri
mesofili, attorno 55-57 °C per batteri termofili.
Occorre rimescolare fango vecchio con nuovo, in modo da creare condizioni
omogenee di temperatura e contatto con i batteri.
Un fango si dice digerito quando i solidi volatili sono stati ridotti del 50%.
¨
2) DIGESTIONE AEROBICA: la decomposizione avviene in vasche aperte e
ossigenate tramite insufflazione di aria.
Un fango si dice digerito quando i solidi volatili sono stati ridotti del 40%.
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti nella linea fanghi/2
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Stabilizzazione
Digestore aerobico
Digestore anaerobico
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamenti delle acque reflue
I trattamenti nella linea fanghi/3
Disidratazione
Lo scopo è l’eliminazione dell’acqua.
¨ 1) FILTROPRESSE: sono costituite da
una serie di piastre e telai disposti
alternativamente, che scorrono su guide
di supporto. A pressa chiusa, viene
pompato fango, la parte liquida esce
mentre un pannello di solido rimane
sulla tela (25-45% di solido secco).
2) NASTROPRESSE: sono costituite da
una banda continua di tessuto filtrante
che passa attraverso dei rulli girevoli. Il
fango versato in modo continuo sulla
banda, passa tra i rulli e viene
compresso. Una raschiatrice stacca il
fango disidratato dalla banda (20-22% di
solido secco).
¨
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamenti delle acque reflue
Trattamento di potabilizzazione acque superficiali/1
Modello concettuale
Impianto
di
potabilizzazione
Corpo idrico
superficiale
Acquedotto
PARAMETRI
ACQUA NATURALE
ACQUA POTABILE
pH
7,5-8,5
7,5
solfati (mgSO4 /l)
40-700
50-150
conducibilità (μS/cm a 20°C)
300-3000
300-1000
ossidabilità (mgO2/l)
1-25
0-1
azoto ammoniacale (mgN/l)
0-7
< 0,1
azoto nitroso (mgN/l)
0-0,3
< 0,01
azoto nitrico (mgN/l)
0,5-10
1-10
torbidità (NTU)
5-200
< 0,5
cloruri (mgCl /l)
20-100
20-100
coliformi totali (ufc/ml)
1-200
0
durezza (°F)
15-50
15-50
alcalinità (°F)
10-30
10-30
temperatura (°C)
3-28
5-30
2-
-
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamento di potabilizzazione acque superficiali/2
Nuovo Impianto di Potabilizzazione (Ravenna)/1
Canaletta
PARATOIE
OPERA DI PRESA E GRIGLIATURA
Aria
Smaltimento grigliato
AERAZIONE
VASCHE DI SEDIMENTAZIONE
OMOGENIZZAZIONE
SISTEMA DI POMPE DI
RILANCIO
Dosaggio anidride
carbonica
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Trattamento di potabilizzazione acque superficiali/3
Nuovo Impianto di Potabilizzazione (Ravenna)/2
Linea
fanghi
CHIARIFLOCCULAZIONE
CLORAZIONE A BREAKPOINT
Dosaggio flocculante
+ carbone
Dosaggio ipoclorito
di sodio
FILTRI A SILICE
Rigenerazione
carboni
FILTRI A CARBONI
ATTIVI
STOCCAGGIO
SOLLEVAMENTO
FINALE
DISTRIBUZIONE IN
RETE
Dosaggio
Idrossido di sodio
+ biossido di
cloro
Trattamenti delle acque reflue
Divisione Reti – Unità Organizzativa Laboratori
Ciclo idrico integrato
Modello concettuale
Acquedotto
Acque reflue
domestiche
Rete fognaria
Acque reflue
industriali
Impianto
di
potabilizzazione
Corpo idrico
superficiale
Depuratore di
acque
reflue urbane
Impianti di trattamento
CHI.FI.BI,
interni, consortili
Fanghi
Spandimento fanghi
sul suolo
Smaltimento fanghi
in discarica o in imp.
d’incenerimento