Che cos'è il trattamento secondario delle acque reflue e come funziona?

La fase di trattamento secondario è una parte cruciale del processo di trattamento delle acque reflue perché purifica ulteriormente l'acqua per rimuovere ulteriori rifiuti dopo la fase primaria. Dopo che la fase di trattamento primario rimuove i solidi sospesi utilizzando processi fisici e la gravità, i sistemi di trattamento secondario utilizzano processi biologici per continuare a trattare l'acqua.

Il trattamento secondario delle acque reflue introduce microrganismi nelle acque reflue, che rimuovono i rifiuti dall'acqua attraverso processi metabolici. I tre tipi di trattamento secondario sono il trattamento aerobico, anaerobico e anossico. Ogni metodo si differenzia per il suo processo biologico, ma ognuno di essi rimuove efficacemente le impurità dall'acqua.

Il trattamento delle acque reflue è importante per l'ambiente, la salute umana e la conservazione dell'acqua. Il trattamento delle acque reflue rimuove i materiali nocivi che possono uccidere o danneggiare animali, piante e habitat quando vengono rilasciati in una fonte naturale, proteggendo l'ambiente da potenziali danni. Protegge la salute umana purificando l'acqua con cui l'uomo può entrare in contatto e allevia la carenza idrica rendendo l'acqua sicura per il riutilizzo.

Gli scarichi di acque reflue commerciali e industriali possono contenere livelli di inquinanti pericolosi che interferiscono con gli impianti di trattamento di proprietà pubblica (POTW). È fondamentale che gli impianti di trattamento delle acque reflue implementino sistemi efficienti di trattamento delle acque per purificarle adeguatamente prima di restituirle alle fonti naturali o pubbliche.

La fase di trattamento secondario delle acque reflue rimuove le impurità dall'acqua utilizzando processi batterici. Questa fase rimuove biologicamente i contaminanti dall'acqua utilizzando microrganismi. Questo avviene dopo che le fasi di pretrattamento e trattamento primario hanno rimosso molti solidi sospesi dall'acqua utilizzando processi fisici e la gravità. Il trattamento secondario rimuove oltre il 90% dei solidi sospesi rimanenti dalle acque reflue.

Gli impianti di trattamento delle acque reflue utilizzano metodi di trattamento aerobici, anaerobici o anossici per trattare l'acqua durante il trattamento secondario. Ogni metodo utilizza un tipo diverso di colonia batterica. 

Trattamento aerobico e a fanghi attivi

I sistemi di trattamento aerobico convertono i contaminanti organici in prodotti finali come acqua, anidride carbonica e microrganismi aggiuntivi. Questo metodo di trattamento utilizza microrganismi con processi metabolici che richiedono ossigeno. I sistemi di trattamento aerobico utilizzano l'aerazione per fornire ossigeno alle acque reflue, che alimenta i microrganismi che poi consumano i rifiuti dalle acque reflue.

Il trattamento dei fanghi attivi è un comune processo aerobico. Utilizzando sia l'aerazione che la flocculazione, questo processo si avvale di una coltre di fanghi costituita da biosolidi agglomerati, detti flocs. Questi fiocchi si formano durante il processo di aerazione e si depositano sul fondo del serbatoio dell'acqua.

Durante il processo di trattamento a fanghi attivi Sistemi a fanghi attivi con biomassa adesa integrata (IFAS) , gli impianti di trattamento delle acque utilizzano chiarificatori secondari per mescolare i liquami sedimentati con i fanghi grezzi o primari. Quindi utilizzano compressori d'aria per aggiungere aria compressa alla miscela e pompare i fiocchi di nuovo nell'acqua all'interno della vasca di aerazione, consentendo ai microrganismi del fango di ritorno di scomporre altri rifiuti. Gli impianti di trattamento utilizzano diversi processi e attrezzature per questa opzione di trattamento:

1. Aeratori o diffusori di superficie

Alcuni impianti di trattamento miscelano l'aria nell'acqua utilizzando aeratori di superficie nelle lagune. Altri impianti utilizzano diffusori in ceramica o a membrana di gomma nelle vasche di aerazione.

Una vasca di aerazione pompa l'aria attraverso un tubo o un diffusore a forma di disco contenente numerose piccole perforazioni. L'aria passa attraverso le perforazioni ed entra nella vasca di aerazione sotto forma di piccole bolle. Queste bolle salgono attraverso il serbatoio dell'acqua per trasferire ossigeno e facilitare la digestione aerobica.

2. Filtri multimediali

Alcuni impianti di trattamento facilitano la digestione aerobica utilizzando filtri a mediazione. Il sistema moving bed biofilm reactor (MBBR) è un comune sistema di filtraggio a mediazione. Questo tipo di sistema utilizza migliaia di piccoli supporti in plastica all'interno di una vasca. Quando i batteri si attaccano ai supporti si forma un biofilm.

I pezzi di terreno comprendono circa il 50%-70% del volume del bacino e forniscono superfici per la crescita batterica. I pezzi massimizzano lo spazio sospendendosi nell'acqua, grazie alla loro densità. Ogni intricato pezzo di supporto assomiglia a una ruota con diversi piccoli raggi, fornendo la massima superficie per la crescita batterica. La forma e la densità ottimali dei pezzi di media consentono di raggiungere il maggior numero possibile di rifiuti e di digerirli in modo efficiente per ridurre il tempo di ritenzione idraulica. 

Trattamento anaerobico

I processi anaerobici lavorano in assenza di ossigeno per convertire i contaminanti organici in gas biocarburante. Questo processo funziona senza alcuna forma di ossigeno e spesso avviene in lagune di digestione coperte. All'interno delle lagune, i batteri anaerobici decompongono i rifiuti organici. Il processo anaerobico consuma meno energia di quello aerobico perché non richiede l'uso di apparecchiature per pompare ossigeno nelle acque reflue.

Il trattamento anaerobico dell'acqua produce tipicamente sottoprodotti di biogas come vapore acqueo, anidride carbonica e metano. Gli impianti di trattamento delle acque reflue spesso riutilizzano il metano risultante per alimentare i loro impianti. Il trattamento anaerobico è ideale per gli impianti che trattano acque contenenti quantità concentrate di materiali biodegradabili come rifiuti alimentari, escrementi animali o rifiuti urbani.

Trattamento anossico

Il trattamento anossico tratta l'acqua utilizzando microbi con processi metabolici che non richiedono ossigeno. Questo processo avviene senza ossigeno molecolare libero, ma può avvenire in presenza di ossigeno sotto forma di solfati, nitrati o nitriti. Gli impianti utilizzano spesso questo processo per denitrificare le acque reflue ad alto contenuto di azoto.

La denitrificazione anossica utilizza un sistema di crescita in sospensione o un filtro a goccia per convertire l'azoto in nitrato. L'impianto di trattamento delle acque reflue introduce quindi alcuni microbi che consumano l'azoto contenuto nei nitrati e lasciano solo le molecole di ossigeno. Gli impianti di trattamento di solito sigillano ermeticamente i reattori per evitare l'interferenza dell'ossigeno molecolare.

Il trattamento delle acque reflue contribuisce a preservare l'ambiente, a proteggere la salute umana e ad alleviare la carenza idrica. Il trattamento secondario delle acque reflue utilizza metodi biologici per purificare ulteriormente l'acqua dopo il processo fisico di trattamento primario. Questa fase del trattamento delle acque reflue utilizza i microrganismi per consumare e rimuovere i rifiuti, preparando l'acqua per la fase di trattamento terziario prima che ritorni a una fonte d'acqua naturale.

Il trattamento secondario delle acque reflue è una parte essenziale del processo di trattamento delle acque perché rimuove le impurità più piccole che la fase primaria lascia dietro di sé. SSI Aeration, Inc. fornisce attrezzature e servizi di alta qualità per il trattamento delle acque. SSI Aeration progetta e produce apparecchiature e sistemi per impianti di trattamento delle acque reflue a livello globale.

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