Come funziona il trattamento dei fanghi delle acque reflue?

Negli Stati Uniti, le acque reflue sono sottoposte a trattamento come previsto dal sito dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti. Le acque reflue contengono materiali organici e inorganici, sostanze chimiche, nutrienti per le piante e persino agenti patogeni, che possono essere tossici per l'uomo e l'ambiente. Il processo di trattamento delle acque reflue comprende il trattamento dei fanghi e l'osservanza di metodi di smaltimento adeguati.

Il trattamento delle acque reflue è necessario per rimuovere gli inquinanti dalle acque reflue e prevenire la contaminazione delle risorse naturali. Inoltre, rende i fanghi trattati utilizzabili per altri usi, dai fertilizzanti ai carburanti alternativi. Scoprite cos'è il fango e come viene trattato per proteggere il pianeta e consentire il riutilizzo di questa sostanza.

Conosciuti anche come fanghi di depurazione, i fanghi municipali sono un sottoprodotto del trattamento delle acque reflue. In genere è costituito da particelle di rifiuti alimentari, rifiuti umani, microrganismi, sostanze chimiche residue di farmaci e prodotti di uso quotidiano e acqua legata a questi materiali. Questa sostanza può presentarsi in forma solida, semisolida o liquida e si divide in due classificazioni principali:

• Primario: I fanghi primari provengono dal trattamento di sedimentazione primaria delle acque reflue.
• Secondario: I fanghi secondari sono rifiuti attivati che derivano dai trattamenti biologici.

I fanghi vengono definiti biosolidi dopo essere stati sottoposti a trattamenti significativi per stabilizzarli e ridurne gli agenti patogeni. I fanghi stabilizzati non hanno un odore sgradevole e possono essere gestiti senza danneggiare la salute umana o causare altri problemi. Questo termine aiuta a distinguere i fanghi di depurazione trattati dalla loro controparte grezza, che contiene alti livelli di inquinanti.

Come le acque reflue, i fanghi sono sottoposti a un processo di trattamento. Il processo di trattamento dei fanghi ne riduce il volume e il peso e, in ultima analisi, minimizza i costi di trasporto e smaltimento per gli impianti di trattamento delle acque reflue. Come già detto, distrugge anche gli agenti patogeni che possono comportare potenziali rischi per la salute. Vediamo più da vicino gli obiettivi principali di questo processo:

• Riduzione dei microrganismi pericolosi: La riduzione di questi microrganismi diminuisce il rischio per la salute delle persone che maneggiano il materiale.
• Stabilizzazione: Senza stabilizzazione, la materia organica presente nei fanghi si trasformerebbe naturalmente in gas tossici nell'atmosfera terrestre. Il trattamento dei fanghi è più sicuro per l'ambiente.
• Riduzione del volume: Con la riduzione del volume finale, le spese di movimentazione, come il pompaggio e lo stoccaggio, di solito diminuiscono di conseguenza.
• Raccolta di prodotti e sottoprodotti: Le aziende idriche possono utilizzarli o venderli per compensare le spese di trattamento dei fanghi.

Ridurre il volume e controbilanciare i costi può fare una notevole differenza per gli impianti di trattamento. Sebbene i fanghi rappresentino una piccola percentuale del flusso di acque reflue di queste strutture, il trattamento di questa sostanza può rappresentare una parte consistente delle spese operative.

Il trattamento dei fanghi consiste tipicamente in quattro processi principali: ispessimento, digestione, disidratazione e smaltimento.

1. Ispessimento

In genere si tratta della prima fase del processo di trattamento dei fanghi, in cui i fanghi vengono mescolati con agenti chiarificanti per creare aggregati solidi e più grandi. Anche se la maggior parte dell'acqua è stata rimossa nelle prime fasi del trattamento delle acque reflue, i fanghi grezzi sono ancora molto liquidi, il che li rende poco pratici da gestire. L'ispessimento separa ulteriormente l'acqua dai componenti solidi e può ridurre il volume del fango a meno della metà del suo volume originale.

2. Digestione

La digestione è un processo biologico che prevede la riduzione della quantità di microrganismi e di materia organica nei fanghi solidi. Oltre a distruggere gli agenti patogeni, questo processo riduce la massa totale di questi solidi convertendoli in liquidi e gas. Inoltre, rende molto più semplice il successivo processo di disidratazione. Il prodotto finale della digestione è inoffensivo, con un aspetto e una consistenza simili al terriccio.

Il processo di digestione viene ulteriormente classificato in tre metodi:

• Digestione anaerobica: Molti grandi impianti di trattamento utilizzano questo metodo, che consiste in un sistema di digestione in due fasi che metabolizza i batteri in modo anaerobico - senza ossigeno. In primo luogo, i fanghi vengono riscaldati e mescolati in un serbatoio chiuso per alcuni giorni, dove i batteri che formano acido provocano la scomposizione delle molecole più grandi in molecole più piccole, prima di fermentarle in una serie di acidi grassi. Successivamente, i fanghi si spostano in un altro serbatoio, dove altri batteri convertono la materia disciolta in biogas, una fonte di combustibile costituita da una miscela di metano e anidride carbonica che può essere utilizzata per cucinare e riscaldare.
• Digestione aerobica: Con questo metodo, la digestione avviene in modo aerobico, cioè con l'ossigeno. I fanghi vengono posti in una vasca aperta e aerati a fondo per circa 20 giorni. A differenza dei processi anaerobici, il metano non è un sottoprodotto della digestione aerobica.
• Compostaggio: Si tratta di un processo di digestione aerobica che prevede la miscelazione dei fanghi con altre forme di rifiuti, tra cui paglia, scarti verdi o trucioli di legno, per creare una sostanza pastorizzata che può essere compostata. Una volta compostato, la degradazione termofila e mesofila avviene naturalmente, convertendo i solidi in anidride carbonica.

3. Disidratazione

I fanghi digeriti vengono solitamente disidratati prima di essere smaltiti per ridurne il contenuto di acqua. Il risultato è un materiale non liquido chiamato torta. Sebbene i fanghi contengano ancora dal 50% al 75% di acqua dopo la disidratazione, possono essere trattati come materiale solido. I fanghi con più acqua vengono sottoposti a un ulteriore trattamento.

Il processo di disidratazione può avvenire in uno dei tre modi seguenti:

• Evaporazione: Uno dei metodi di disidratazione più semplici consiste nel collocare i fanghi digeriti in letti di essiccazione riempiti di sabbia. I fanghi vengono essiccati tramite una combinazione di drenaggio per gravità ed evaporazione e il processo può durare fino a sei settimane.
• Centrifugazione: La disidratazione centrifuga è un processo rapido che fa ruotare rapidamente il fango in una vasca cilindrica, asciugando la sostanza separando i solidi delle acque reflue dai liquidi.
• Filtrazione: I fanghi possono essere disidratati anche attraverso tecniche di filtrazione come la filtropressa a nastro (BFP) o il filtro a vuoto a tamburo rotante (RDVF). Il BFP asciuga i fanghi tramite pressatura del fango per rimuovere l'acqua, mentre l'RDVF fa ruotare il fango in un tamburo e tira il liquido attraverso un filtro.

4. Smaltimento

Come fase finale della gestione dei fanghi nel trattamento delle acque, i fanghi disidratati vengono trasportati in siti di smaltimento designati. Le discariche, dove i fanghi vengono solitamente interrati, sono i siti più comuni per lo smaltimento. Altri metodi di smaltimento dei fanghi includono:

• Applicazione al suolo: I biosolidi sono spesso utilizzati in agricoltura, silvicoltura e giardinaggio come fertilizzanti o ammendanti. Tuttavia, poiché i fanghi trattati possono ancora contenere sostanze chimiche potenzialmente tossiche, non vengono sparsi sulle colture destinate al consumo umano.
• Incenerimento: I biosolidi possono essere inceneriti se non è disponibile un sito adeguato per lo smaltimento a terra. Questo metodo prevede l'evaporazione di tutta l'umidità presente nei fanghi prima di trasformare i solidi in ceneri inerti, che vengono poi smaltite.
• Bonifica: I fanghi trattati possono essere utilizzati nei siti di bonifica per coltivare la vegetazione in modo sostenibile, ridurre la disponibilità di composti tossici nei terreni, limitare l'erosione del suolo e ripristinare gli strati di terreno nelle aree in cui sono danneggiati.

Negli Stati Uniti, le acque reflue di sono sottoposte al trattamento come richiesto dall'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente degli Stati Uniti. Questo processo comprende il trattamento dei fanghi e l'osservanza di metodi di smaltimento adeguati.

Il trattamento delle acque reflue è necessario per rimuovere gli inquinanti dalle acque reflue e prevenire la contaminazione delle risorse naturali. Inoltre, i fanghi trattati possono essere utilizzati per altri usi, come fertilizzanti per giardini e parchi, controllo dell'erosione del suolo, progettazione del paesaggio, riscaldamento e cottura e generazione di energia sotto forma di combustibili alternativi.

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