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Come ridurre i solidi sospesi volatili dalle acque reflue

La rimozione dei solidi sospesi dalle acque reflue è essenziale per preservare l'ambiente e la salute umana. I solidi sospesi volatili (VSS) sono le particelle organiche che contribuiscono a formare i solidi sospesi totali (TSS) e rappresentano un serio rischio per la salute. Il VSS può anche ridurre i livelli di ossigeno nei corsi d'acqua, nei laghi e nei fiumi, minacciando gli ecosistemi e la vita acquatica che essi supportano.

La scelta di un metodo e di un'apparecchiatura di trattamento delle acque reflue adeguati può aiutare gli impianti di trattamento a ridurre in modo efficiente il VSS, rilasciando acqua più sicura nelle comunità circostanti e riducendo i costi operativi.

Importanza della riduzione dei solidi sospesi volatili nelle acque reflue

I VSS sono particelle organiche o biologiche, come i microrganismi, che possono depositarsi nell'acqua. Si distinguono dai solidi sospesi fissi (FSS), che sono particelle inorganiche, come il limo o i cristalli di sale non disciolti. Insieme, VSS e FSS costituiscono i solidi sospesi totali nell'acqua o nelle acque reflue.

I processi di trattamento anaerobico e aerobico delle acque reflue producono VSS - o resa dei fanghi - perché il materiale organico si converte in biomassa, acqua e anidride carbonica nelle acque reflue. Il processo di trattamento delle acque reflue prevede fasi che riducono il volume e la patogenicità dei fanghi, ma dopo il trattamento rimangono quantità di fanghi in massa secca.

La riduzione dei VSS dalle acque reflue è essenziale per i seguenti motivi:


Sicurezza

Il VSS può essere costituito da materia organica o da batteri vivi, con gravi rischi per la salute delle comunità circostanti. La rimozione del VSS dalle acque reflue previene l'esposizione ai batteri e i potenziali effetti sulla salute, come le malattie gastrointestinali.


Ecosistemi più sani

I corpi idrici naturali, come torrenti, laghi e fiumi, dipendono da un'adeguata concentrazione di ossigeno disciolto per sostenere la vita acquatica. Se le acque reflue trattate sono ad alto contenuto di VSS quando raggiungono un corpo idrico naturale, microrganismi consumano più ossigeno per decomporre i solidi sospesi. Quando i microrganismi lavorano duramente per decomporre e ossidare i solidi, riducono l'ossigeno dell'acqua, di cui le piante e gli animali acquatici hanno bisogno per prosperare.

La domanda biochimica di ossigeno (BOD) misura la quantità di ossigeno che i microrganismi e i batteri consumano per decomporre la materia organica, mentre la domanda chimica di ossigeno (COD) misura la quantità di ossigeno che i microrganismi utilizzano per ossidare la materia organica. La riduzione dei solidi volatili totali nelle acque reflue contribuisce ad abbassare i livelli di BOD e COD, rendendo l'acqua più sicura per gli ecosistemi quando ritorna nei corpi idrici naturali.


Maggiore limpidezza dell'acqua

L'acqua con un alto livello di torbidità è torbida e poco trasparente, impedendo alla luce solare di raggiungere la vita acquatica. La riduzione dei solidi organici o VSS nelle acque reflue contribuisce a ridurne la torbidità, rendendole più chiare quando tornano nell'ecosistema, in modo che la luce del sole possa raggiungere facilmente la vita acquatica.


Maggiore efficienza nel trattamento delle acque reflue
La riduzione del VSS nelle acque reflue può aiutare un impianto di trattamento ad aumentare l'efficienza, riducendo i costi e risparmiando tempo nei processi di trattamento. Minori sono i solidi sospesi presenti nell'acqua, minore è la produzione di fanghi e minori sono i costi di gestione e smaltimento dei fanghi di un impianto. La riduzione del VSS riduce anche la quantità di sostanze chimiche necessarie nel processo di trattamento delle acque reflue, contribuendo a una maggiore durata delle apparecchiature.

Reduce Volatile Suspended Solids From Wastewater

Conformità alle normative statali e federali

I governi statali e federali applicano le norme sugli effluenti per proteggere le persone e l'ambiente dall'inquinamento. La riduzione dei VSS è una parte fondamentale della rimozione dei TSS, che aiuta gli impianti di trattamento a rispettare gli standard dell'Agenzia per la protezione ambientale (EPA) e a proteggere la salute pubblica.


Tubi e filtri puliti

I solidi organici possono intasare e rovinare le tubature e i filtri dei sistemi di trattamento delle acque reflue. La riduzione del VSS riduce le particelle solide che entrano nelle tubature, aiutando le apparecchiature di un impianto a durare più a lungo e a funzionare meglio.


Bilancio migliorato

La riduzione del VSS può aiutare un impianto di trattamento a rispettare gli standard EPA e ad allungare la vita delle apparecchiature, ma può anche ridurre i costi. Rimuovendo correttamente i VSS dalle acque reflue, gli impianti in genere registrano minori costi di manutenzione ed evitano le multe dell'EPA.

 

Fattori che aumentano il VSS nelle acque reflue

I seguenti fattori aumentano il VSS nelle acque reflue:

  • Crescita delle alghe
  • Spreco alimentare
  • Aumento del BOD
  • Inquinamento umano

Metodi di rimozione dei TSS

Poiché i solidi sospesi volatili fanno parte dei solidi sospesi totali, è importante capire come funzionano i metodi di rimozione dei TSS. I metodi di trattamento dei TSS più comuni sono:


Ossidazione

Il metodo di trattamento ossidante delle acque reflue utilizza l'ossigeno per distruggere i TSS. Questo processo produce una reazione chimica, aumentando le dimensioni dei solidi in sospensione in modo che le apparecchiature possano rimuoverli facilmente. Un impianto di trattamento può scegliere una delle seguenti soluzioni di ossidazione se sceglie il metodo di ossidazione:

  • Aerazione
  • Ultravioletto
  • Radicale idrossile
  • Generatori di ozono

Filtrazione fisica

I metodi di filtrazione fisica separano i solidi sospesi utilizzando filtri di profondità, filtri per sedimenti, filtri e vagli. Le strutture che trattano acque reflue con particelle piccole e alti livelli di TSS preferiscono in genere il metodo di filtrazione in profondità. Se un impianto utilizza questo metodo, è meglio optare per le valvole rotanti, perché impediscono ai materiali solidi di sfregare contro gli O-ring e i distanziatori.


Precipitazione chimica

La precipitazione chimica è nota anche come coagulazione e flocculazione. Questo processo riduce i TSS utilizzando sostanze chimiche note come polimeri. I polimeri riuniscono le piccole particelle solide, formando particelle più grandi che sono più facili da filtrare per le apparecchiature. Dopo che il processo di coagulazione e flocculazione ha raggruppato le particelle, un impianto può filtrarle utilizzando uno dei seguenti tipi di apparecchiature:

  • Sacchi di disidratazione
  • Filtri automatici
  • Filtro pressa

Trattamento anaerobico e aerobico

I processi di trattamento biologico delle acque reflue, come i metodi aerobici e anaerobici, utilizzano i microrganismi per scomporre i solidi sospesi. Il trattamento aerobico dipende dall'ossigeno e da un'apparecchiatura di alta qualità per scomporre efficacemente i solidi, mentre il trattamento anaerobico è efficace con o senza ossigeno.

I processi di trattamento aerobico e anaerobico convertono il materiale organico delle acque reflue in biomassa, acqua e anidride carbonica.


Trattamento anossico

Il trattamento anossico è un altro tipo di trattamento biologico delle acque reflue. Questo metodo mescola le acque reflue con i fanghi in una vasca anossica dove i microbi ricavano energia dai nitrati e rilasciano azoto gassoso. Inoltre, i microbi rilasciano ossigeno quando decompongono l'azoto, quindi lavorano senza ossigeno aggiuntivo.

Come i processi di trattamento delle acque reflue possono ridurre i fanghi

Il processo di trattamento delle acque reflue utilizzato da un impianto può influire sulla quantità di fanghi prodotti. In alcune situazioni, la combinazione di processi di trattamento aerobico, anaerobico e anossico può contribuire a diminuire la produzione di fanghi e l'alternanza dei cicli può ridurre la produzione di fanghi attivati in modo convenzionale di circa il 50%.

Come ridurre i VSS dalle acque reflue dopo il trattamento

Reduce Volatile Suspended Solids From Wastewater

Quando i processi di trattamento biologico producono VSS, gli impianti di trattamento possono addensare i solidi e utilizzarli come ammendanti per il compost o spostarli al di fuori del sito. Un impianto può rimuovere i VSS dalle acque reflue con le seguenti fasi:


Ispessimento

L'ispessimento è in genere la prima fase del processo di trattamento dei fanghi. Durante questa fase, il fango primario o secondario si agita e si mescola con gli agenti chiarificanti, creando grumi solidi più grandi.


Disidratazione

La fase di disidratazione del processo di trattamento dei fanghi consiste nel ridurre il contenuto di acqua attraverso uno dei seguenti processi:

  • Centrifugazione: La centrifugazione è un processo rapido che separa liquidi e solidi utilizzando una vasca cilindrica rotante. Il rapido movimento rotatorio della vasca separa i liquidi e i solidi in base alla loro densità, spingendo i solidi verso il fondo della vasca mentre i liquidi si spostano verso l'alto.
  • Filtrazione: Un processo di filtrazione forza l'acqua attraverso i fanghi utilizzando una filtropressa, una filtropressa a nastro o una pressa a vite.
  • Evaporazione: L'evaporazione è un processo che aumenta la concentrazione di un soluto utilizzando il calore. Il vapore di condensazione produce calore che vaporizza l'acqua dai fanghi.

Gli impianti di trattamento trattano i fanghi come materiale solido se contengono dal 50% al 75% di acqua. Se contiene più del 75% di acqua, gli impianti trattano i fanghi con un ulteriore trattamento.


Digestione

Durante la fase di digestione del processo di trattamento dei fanghi, un impianto di trattamento riduce la quantità di materia organica e di microrganismi nei fanghi solidi. Questo processo si svolge in uno dei tre modi seguenti:

  • Digestione aerobica
  • Digestione anaerobica
  • Compostaggio

Smaltimento

Nella fase finale del processo di trattamento dei fanghi, i fanghi disidratati vengono trasferiti ai siti di smaltimento. Un impianto può utilizzare uno dei seguenti metodi per trasportare i fanghi a un sito di smaltimento designato:

  • Discarica
  • Bonifica
  • Incenerimento
  • Applicazione al terreno

Soddisfare gli standard delle acque reflue VSS

L'EPA stabilisce e applica linee guida sugli effluenti o standard di scarico delle acque reflue che variano a seconda dell'industria. L'EPA crea questi standard in base alle massime riduzioni di inquinanti possibili per un'industria in base ai seguenti fattori:

  • Caratteristiche dello scarico, come la variabilità del flusso, le acque meteoriche o gli inquinanti
  • Pratiche, tecnologie o attrezzature utilizzate da un impianto per il trattamento degli scarichi
  • Fattori economici
  • Pratiche del settore

Per determinare le maggiori riduzioni di inquinanti economicamente possibili per un'industria, l'EPA identifica le migliori soluzioni o tecnologie di trattamento delle acque reflue. L'organizzazione basa quindi i propri requisiti normativi sulle prestazioni della tecnologia. Sebbene l'EPA non richieda che un impianto di trattamento all'interno di un settore utilizzi la soluzione o la tecnologia migliore, richiede che l'impianto soddisfi gli standard normativi basati sulla tecnologia più efficace.

Le soluzioni più efficaci per la riduzione del VSS

Reduce Volatile Suspended Solids From Wastewater

Alcuni metodi di trattamento funzionano meglio di altri per rimuovere organismi organici come i batteri dalle acque reflue. La scelta della giusta soluzione per il trattamento delle acque reflue può aiutare gli impianti a soddisfare gli standard EPA, a risparmiare denaro e a ridurre il consumo energetico.

I metodi di riduzione del VSS più efficaci sono:


Reattore a biofilm a letto mobile

Un reattore a biofilm a letto mobile (MBBR) è un processo di trattamento biologico che utilizza piccoli organismi per aiutare a decomporre i rifiuti. Un processo biologico utilizza i processi cellulari naturali e la materia organica presente nelle acque reflue per scomporre i rifiuti in particelle più piccole e consumarli. I microrganismi coinvolti trasformano anche i materiali di scarto complessi in sostanze più semplici, più facili da filtrare per le apparecchiature di trattamento delle acque reflue. Un sistema di trattamento biologico può funzionare in modo indipendente, ma nella maggior parte dei casi fa parte di un sistema più completo.

Un sistema MBBR è uno dei processi di trattamento biologico più efficaci, il che lo rende un'opzione popolare per gli impianti di trattamento delle acque reflue. Decompone gli organismi organici utilizzando i seguenti componenti:

  • Vasca di aerazione: Un processo MBBR si svolge all'interno di una vasca o bacino di aerazione con una parte superiore aperta che lascia entrare molto ossigeno. Le acque reflue entrano in questo bacino e possono uscire in un secondo bacino per un ulteriore trattamento MBBR o per un ulteriore trattamento.
  • Media: Migliaia di frammenti di plastica ricoperti di biofilm occupano fino al 50%-70% di una vasca di aerazione. I supporti possono avere la forma di dischi o di pasta a forma di ruota e si muovono liberamente nella vasca, offrendo ai batteri un'ampia superficie per crescere e prosperare. I batteri crescono sul supporto in più strati, consentendo al sistema MBBR di autoregolarsi e di riprendersi più rapidamente di altri processi in caso di variazione del pH.
  • Setaccio: Il setaccio è un materiale a maglie che consente all'acqua di uscire dal serbatoio, mantenendo i materiali all'interno.
  • Griglia di aerazione: La griglia di aerazione di un sistema MBBR è una ventola che aiuta i materiali a muoversi all'interno del serbatoio in modo da raccogliere i rifiuti in modo efficace ed efficiente.

I batteri presenti sui supporti di un sistema MBBR digeriscono il materiale organico presente nelle acque reflue e convertono il materiale solubile in biomassa. Un sistema di separazione solido rimuove quindi la biomassa a valle. Il tipo di microrganismi che un impianto di trattamento introduce nel suo sistema MBBR dipende dal tipo di rifiuti che deve rimuovere. Ad esempio, un impianto potrebbe introdurre denitrificatori come Alcaligenes, Paracoccus o Pseudomonas per convertire il nitrato in azoto gassoso - un processo noto anche come denitrificazione.


Sistema integrato di fanghi attivi a film fisso

Un sistema integrato a fanghi attivi a film fisso (IFAS) è simile al sistema MBBR perché utilizza la crescita del biofilm per migliorare l'efficacia della tecnologia di trattamento delle acque reflue e ridurre la VSS. Il processo IFAS combina vettori di biofilm con un bacino di fanghi attivi o una miscela di acqua e fanghi attivi.

Durante il processo IFAS, le acque reflue confluiscono in una vasca di aerazione contenente alti livelli di ossigeno che favoriscono la crescita microbica e la decomposizione dei rifiuti organici. L'acqua esce quindi in una vasca di decantazione che separa i rifiuti rimanenti dall'acqua.

Come l'aerazione diffusa migliora i sistemi a fanghi attivi e MBBR

L'aerazione è una parte fondamentale di un processo a fanghi attivi o MBBR, perché spinge l'ossigeno nella vasca attraverso i diffusori. Un diffusore è caratterizzato da piccole fessure che creano bolle quando l'aria entra in contatto con l'acqua. Queste bolle alimentano i microrganismi utilizzati in un processo MBBR o a fanghi attivi, aumentando la velocità e l'efficienza del sistema.

L'aria che i diffusori aggiungono a un serbatoio mescola anche le acque reflue, aiutando i solidi a rimanere in sospensione per evitare l'accumulo di fanghi in eccesso.

Migliorare la riduzione del VSS con attrezzature e materiali efficaci

Il processo di aerazione può consumare circa il 60% dell'energia di un impianto di trattamento. La scelta dell'apparecchiatura giusta può ridurre significativamente il consumo energetico e i costi operativi complessivi.


Diffusori di bolle fini e grossolane

I diffusori a disco e a piastra a bolle fini disperdono l'ossigeno attraverso piccole bolle, mentre i diffusori a bolle grosse producono bolle grandi. I diffusori a bolle fini sono più efficienti perché hanno una maggiore velocità di trasferimento dell'ossigeno.


Membrane per diffusori di aerazione in politetrafluoroetilene

Alcuni diffusori sono dotati di una superficie in politetrafluoroetilene (PTFE), che può rallentare la formazione di incrostazioni e fouling e ridurre il consumo energetico in una vasca di aerazione. Le membrane diffusore in PTFE possono contribuire a ridurre i costi operativi e la frequenza di manutenzione, aumentando il tempo di attività delle apparecchiature. Le membrane in PTFE, inoltre, durano in genere più a lungo di altri tipi di membrane perché mantengono più a lungo la loro forma piatta.

Ridurre la VSS con le soluzioni di trattamento delle acque reflue di SSI Aeration

La riduzione dei VSS nelle acque reflue è fondamentale per l'ambiente, la salute umana e la conformità alle normative. Sebbene diversi metodi possano aiutare a ridurre il VSS nelle acque reflue, trovare la soluzione giusta può ridurre significativamente i costi operativi, aumentare la longevità del sistema e aumentare il tempo di attività delle apparecchiature.

SSI Aeration offre soluzioni di alta qualità per il trattamento delle acque reflue come sistemi MBBR, sistemi di aerazione, sistemi IFAS, diffusori a bolle fini e diffusori a bolle grosse. Potete contare su SSI Aeration anche per l'installazione corretta, i servizi di progettazione e ingegneria e i test di laboratorio per garantire le massime prestazioni del vostro sistema. Contattate SSI Aeration per saperne di più sui sistemi e le apparecchiature di trattamento delle acque reflue disponibili e su come scegliere l'opzione giusta.

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