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Trattamento dei reflui
I reflui sono tutte quelle acque che risultano dall'attività umana, sono "contaminate" perché contengono sostanze organiche ed inorganiche pericolose per la salute umana e per l'ambiente e che quindi non possono essere sversate direttamente nei corpi d'acqua naturali ma devono essere prima trattati. C'è una normativa di legge che prede il controllo di qualità prima dello sversamento. La normativa più importante è la n.152 del 2006.
Origini delle acque reflue
Il contenuto potenzialmente tossico di queste acque è diverso a seconda dell'origine delle acque stesse.
- Acque reflue domestiche derivate dagli scarichi residenziali
- Acque di tipo industriale, non possono essere convogliate direttamente in un corpo naturale, ma a differenza di quelle domestiche devono subire dei trattamenti specifici perché possono essere pericolose, se non rientrano nelle categorie pericolose vanno trattate
con quelle di tipo domestico.
acque reflue urbane, sono quelle di scorrimento superficiali, pensiamo a tutte le polveri sottili contenute in esse, gli avanzi delle combustioni di un automobile, tutto l'avanzo cittadino presente sull'asfalto.
acque industriali assimilabili a quelle domestiche
acque meteoriche e di dilavamento che sono in genere derivano da territori agricoli e possono contenere fertilizzanti e devono essere trattate
Quindi tutte devono subire lo stesso percorso (a parte le industriali speciali) devono essere collettate all'origine all'interno di un sistema fognario che deve raccogliere tutte la tipologia e che deve esser sversato in un impianto di depurazione e qui deve subire il trattamento e solo il sistema di scarico di questo impianto può essere sversato in un recettore e quindi in un ecosistema naturale
Trattamenti dei reflui
Trattamenti preliminari: servono ad eliminare tutte le sostanze solide estranee in grado di creare problemi agli impianti
di depurazione (detriti, rifiuti solidi, oli, sabbie) attraverso griglie grossolane e fise, dissabbiatori ed isoleatori.
Trattamenti primari: rimuovono gli SST (solidi sospesi totali) sono una sedimentazione e compattazione attraverso sostanze flocculanti che aumentano il grado di aggregazione della particelle e quindi la loro sedimentabilità.
Trattamenti secondari: sono trattamenti biologici, finalizzati all'abbattimento della sostanza organica biodegradabile del liquame e rimozione dei solidi in forma colloidale, non sedimentabili e quindi non separabili con trattamenti di tipo fisico.
Trattamento terziario: è un trattamento di tipo chimico, si applica su tutte le sostanze che avanzano dalla trasformazione, quindi anche inorganiche come fosforo ed azoto quanto risultano in eccesso rispetto al limite previsto dalla normativa. Poi ci possono essere avanzi di sostanze che non sono riuscite ad essere eliminate dal metabolismo dei microrganismi che vengono ora
eliminateDisinfezione: per impedire che ci siano microrganismi potenzialmente tossici, per ridurli si fa una disinfezione genericamente con ipoclorito di sodio che all'aperto evapora fuoriesce il cloro ed il liquido rimane privo di batteri. Ultimamente per via biologica possono essere rimossi anche l'azoto (tramite nitrificazione-denitrificazione) ed il fosforo, ma è più facile ed economico utilizzare meccanismi chimici. Tecnologie convenzionali La più diffusa è il sistema a fanghi attivi e denitrificazione (il trattamento secondario è a carico di un sistema strettamente biologico) o a biomassa sospesa. Esistono anche tecnologie a basso impatto, fitodepurazione e lagunaggio, sono definiti dalla normativa sistemi depurativi "naturali". Sono impianti artificiali in realtà, appositamente progettati per riprodurre i processi autodepurativi caratteristici delle aree umide naturali. Il lagunaggio si basa sulla deposizione ed attività.di trasformazione dei microrganismi in un sistema di acque ad bassissima velocità di percorso, quindi consiste nell'immettere all'interno di un percorso molto lungo, tortuoso, con un flusso di acqua lento, tutta l'acqua da depurare prima di raggiungere un impianto di trattamento che sarà successivo. Lungo questo percorso la sedimentazione avviene sicuramente da sola perché il sistema è ad acqua quasi ferma soprattutto nella parte iniziale, nella parte terminale dominano i microrganismi che possono essere già attivi per trasformare la sostanza organica presente nell'acqua che percorre il percorso. (La prof lo ritiene un sistema non valido, molto spesso viene utilizzato come trattamento preliminare per acqua che deve essere poi potabilizzata, perché garantisce l'abbattimento dei solidi iniziali ed un minimo della trasformazione della sostanza organica da parte dei microrganismi). Un altro metodo è la fitodepurazione che siBasa sulla capacità specifica degli organismi vegetali attraverso l'apparato radicale o alcune parti della parte bassa del sistema tipo del fusto, di utilizzare direttamente delle sostanze organiche o sostanze trasformate dai microrganismi in biomassa vegetale. Il sistema potrebbe funzionare se noi avessimo una popolazione molto piccola, ci vorrebbe tantissima vegetazione altrimenti, ed una vegetazione attiva sia in estate che in inverno. Non più di 500 persone e concentrate nel periodo primaverile-estivo. Il sistema più efficiente è quello a fanghi attivi e la eventuale successiva nitrificazione. Il processo di depurazione biologico a fanghi attivi è un sistema aerobico controllato a biomassa sospesa, la cui finalità è quella di separare il materiale disciolto e sospeso nelle acque reflue dalla fase acquosa "normalizzata" in scarico e formare fiocchi pesanti che possano sedimentare rapidamente. Il processo si avvale dellecapacità microbiche di demolire sostanza organica presente nelle acque in modo da ricavare materia ed energia per il proprio accrescimento e riproduzione. Le popolazioni che si instaurano nel fango fanno parte di catene alimentari (del detrito). Parte del materiale da depurare sarà trasformato in biomassa attiva, ossia nuovi organismi viventi. In condizioni di buona depurazione, il materiale non trasformato viene intrappolato insieme ai microrganismi in fiocchi aggregabili in formazioni più grandi. Il sistema di depurazione funziona come fosse un ecosistema, quindi abbiamo un impianto che attraverso processi biologici simula la decomposizione e la mineralizzazione successiva della sostanza organica. Il processo avviene in termini di processo aerobico, tanto è vero che bisogna fornire ossigeno al sistema affinché il trattamento avvenga quanto meglio possibile. Come può esserci la simulazione di ecosistema? Per quanto riguarda la struttura: Le componentiLe componenti abiotiche sono: aria, gas atmosferici, oligoelementi ed acqua.
La componente biotica comprende: microrganismi, protozoi, animali di piccole dimensioni, rari organismi vegetali di piccole dimensioni come le micro alghe.
I fattori biotici includono: fattori chimici come le tipologie di acque reflue e l'ossigeno disciolto, e fattori fisici come la temperatura e la luce, oltre ai fattori meccanici come la dimensione dell'impianto e la turbolenza.
I fattori biotici influenzano le relazioni intra ed interspecifiche tra i microrganismi, come la competizione, la cooperazione, il tasso di crescita e la capacità.
Le funzioni sono sia nello spazio, come le catene e le reti alimentari, che nel tempo, come la selezione di microrganismi specifici e la successione ecologica di tipologie microbiche specifiche.
La tipologia energetica è di tipo eterotrofa.
La composizione del processo e dell'impianto di depurazione avviene fase per fase.
Il trattamento primario comprende processi fisici e meccanici.
A. Pretrattamento: processi di eliminazione del materiale grossolano, della componente sabbiosa ed eventuali oli.
presenti nel refluoB. Sedimentazione primaria e secondaria: processi di sedimentazione per gravità del materiale più pesante
C. Rimozione meccanica di sostanze eutrofizzanti: processi di filtrazione attraverso microfiltri per l'eliminazione di specifiche sostanze inquinanti
Trattamento secondario processi biologici: il sistema a fanghi attivi
Processo più applicato e efficiente. Ci sono varie vasche di sedimentazione per questo trattamento. Consentono la rimozione di solidi sospesi, azoto e fosforo mediante fermentazione aerobica attuata in apposite vasche aerate dove vengono messi a contatto i liquami e i fanghi batterici, un sedimento posto a valle ricicla le cellule batteriche e permette lo sfioro del liquame trattato. I fanghi attivi sono compresi in quota parte nel sedimento, buona parte dei microrganismi è sciolta all'interno del sistema liquido, se la vasca di areazione non è sufficiente a mantenere un contenuto di ossigeno elevato ci sono delle
pale meccaniche che in superfice fanno girare il liquame in modo che sia più areato possibile, quindi è una decomposizione aerobica. La comunità biologica in un reattore è composta da microfunghi, batteri, protozoi, rotiferi, nematodi.
Microfunghi: Sono molto pochi, perché prevalentemente il materiale da trattare non è di origine vegetale ma ci sono sostanze di origine animale, quindi c'è quantità superiore di batteri.
Batteri: Componente più importante, serie di batteri che si succedono nel tempo. C'è una fase iniziale di acclimatazione, poi c'è una fase di accelerazione della produzione di questi microrganismi con una crescita molto importante, poi c'è una fase di decelerazione e poi una fase stazionaria. Lungo la fase stazionaria che dovrebbe essere continua, il numero dei batteri è massimo e costante e producono una sostanza adesiva che determina la formazione del fiocco, i batteri si
organizzano attorno alle molecole che devono essere trasformate e la presenza di questi fiocchi e di una componente biologica microbica corretta garantisce il corretto funzionamento dell'impianto. Succede a volte che il sistema biologico batterico si esaurisce o si scompone con popolazioni non adatte, in questo caso la comunità microbica può arrivare in fase di mortalità e bisogna ripristinare il fango e si opera meccanicamente aggiungendo nuove popolazioni microbiche. I batteri presenti nei fanghi sono per lo più Gram negativi, alcune specie possono essere legate a patologie come staphylococcus, questo è un altro dei motivi per cui a valle ci vuole la clorazione. Protozoi: Hanno il compito assieme ai rotiferi e nematodi di essere predatori delle popolazioni batteriche e regolamentare i microrganismi presenti ed il predominio di una specie piuttosto che l'altra con una azione predatoria specifica rispetto ad alcune specie microbiche, mantengono inl comparto microbico può essere equilibrato attraverso la pressione predatoria. I processi chimici finali possono includere la semplice clorazione o un trattamento specifico.
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