Cos'è e come funziona il trattamento terziario delle acque reflue?

Nel settore delle acque reflue, gli impianti si concentrano spesso sui trattamenti primari e secondari, che svolgono la maggior parte del lavoro di preparazione delle acque reflue per lo scarico nell'ambiente. Anche il trattamento terziario è fondamentale in molte situazioni. Il sistema offre la tranquillità di sapere che le acque reflue trattate sono pulite, igieniche, conformi alle normative e sufficientemente sicure per essere bevute o riutilizzate.

La guida che segue illustra il funzionamento del trattamento terziario delle acque reflue e approfondisce alcuni tipi di metodi di filtrazione e disinfezione terziaria.

Che cos'è il trattamento terziario delle acque reflue? Per rispondere a questa domanda, analizziamo il funzionamento generale degli impianti di trattamento e le fasi principali del trattamento delle acque reflue.

La maggior parte dei sistemi di trattamento delle acque reflue Sistemi di trattamento delle acque reflue industriali e commerciali consiste in almeno due processi di trattamento principali: trattamento primario e secondario, con alcuni metodi preliminari aggiuntivi. Il trattamento primario, che in genere rimuove il 40-60% dei solidi sospesi nelle acque reflue, utilizza processi fisici come la filtrazione e la decantazione per rimuovere graniglia, detriti, olio, grasso e alcuni solidi più leggeri. Il trattamento secondario applica ulteriori processi biologici, come l'aerazione e il trattamento a fanghi attivi, per scomporre i biosolidi disciolti e sospesi utilizzando batteri buoni.

Il trattamento terziario aggiunge un terzo livello di trattamento, più avanzato e rigoroso. Il trattamento primario e secondario in genere rende le acque reflue sufficientemente pulite da poter essere scaricate in modo sicuro nell'ambiente. Il trattamento terziario, invece, può raggiungere livelli di purificazione tali da rendere l'acqua sicura per il riutilizzo in processi ad alta intensità idrica o addirittura come acqua potabile.

Non tutti gli impianti di trattamento delle acque reflue utilizzano il trattamento terziario. Il trattamento primario e secondario sono spesso sufficienti per molti scopi. Quelli che utilizzano il trattamento terziario raggiungono livelli di pulizia più severi per soddisfare i rigorosi standard che regolano il riutilizzo dell'acqua, soprattutto nelle forniture di acqua pubblica. Il trattamento terziario è utile anche quando gli impianti devono scaricare l'acqua in ecosistemi acquatici sensibili, come estuari, fiumi lenti o acque vicine alle barriere coralline.

È più efficace del trattamento primario o secondario nel rimuovere i colori indesiderati dalle acque reflue, quindi è essenziale nelle applicazioni industriali di pasta e carta e nella produzione tessile.

Il trattamento terziario delle acque reflue spesso funziona utilizzando una combinazione di processi fisici e chimici per rimuovere i contaminanti microbiologici dannosi dalle acque reflue. Il processo prevede solitamente una filtrazione seguita da un ulteriore trattamento di disinfezione. In alcuni casi, il trattamento terziario può utilizzare anche altri trattamenti specializzati come lo stoccaggio in laguna, la rimozione biologica dei nutrienti e la rimozione di azoto e fosforo. 

Filtri

I componenti della filtrazione terziaria possono contenere diversi materiali. I filtri a sabbia e a carbone attivo sono molto diffusi, ma possono anche contenere un tessuto fine. I filtri sono disponibili in diversi tipi, tra cui filtri a sacco, filtri a tamburo e filtri a disco:

• Filtri a sacco: I filtri a maniche sono ideali per gli impianti di trattamento delle acque reflue che devono ridurre i contaminanti a un determinato livello di micron. Possono essere realizzati in feltro per fungere da supporti di profondità o in rete per fungere da supporti di superficie. I filtri a manica e gli alloggiamenti sono disponibili in varie forme e dimensioni, tra cui filtri a manica singola e multipla e alloggiamenti in plastica e metallo, in modo da essere utili in una vasta gamma di impianti e apparecchiature di trattamento.
• Filtri a tamburo: Un filtro a tamburo è costituito da un tamburo con un filtro in tessuto attorno. La gravità fa confluire le acque reflue nel filtro attraverso il tamburo centrale. I supporti montati sul tamburo separano le particelle solide dall'acqua e l'acqua filtrata passa attraverso i supporti e arriva al serbatoio di raccolta. Una volta completata la separazione, il controlavaggio pulisce i componenti del media per garantirne il funzionamento continuo.
• Filtri a disco: Un filtro a disco è costituito da un tamburo centrale collegato a più dischi con filtri in tessuto. La gravità spinge le acque reflue dal tamburo ai filtri con un flusso interno ed esterno. I supporti montati su ciascun lato dei dischi separano le particelle solide dal liquido. L'acqua pulita scorre in un serbatoio di raccolta e il controlavaggio pulisce i supporti una volta saturati di particelle.

Disinfezione

Il processo di disinfezione terziaria può assumere diverse forme:

• Trattamento con cloro: Il cloro è uno dei disinfettanti più utilizzati nel trattamento delle acque reflue, soprattutto in Nord America, perché è economico, facile da usare ed efficace. Gli impianti di trattamento delle acque reflue possono scaricare il cloro nelle acque reflue per uccidere microrganismi dannosi come batteri e virus. Tuttavia, il cloro può danneggiare gli ecosistemi acquatici, quindi le acque reflue clorurate devono essere declorate prima di essere scaricate nell'ambiente. Quando il cloro reagisce con materiale organico, a volte può anche formare composti potenzialmente cancerogeni come tr ialometani e mutageni X.
• Trattamento con luce ultravioletta: La luce ultravioletta (UV) è un disinfettante comune nel trattamento terziario. Le acque reflue passano sotto banchi di luci UV e la luce sterilizza i microrganismi danneggiando le loro strutture genetiche. La luce ultravioletta in genere non uccide i virus e i batteri, ma li rende incapaci di infettare l'uomo o la fauna selvatica. Tuttavia, l'effluente deve essere stato sottoposto a un trattamento aggressivo in precedenza, perché eventuali residui di materia organica possono schermare i microrganismi dalla luce UV. Le lampade richiedono inoltre un livello di manutenzione relativamente elevato.
• Trattamento con ozono: Un metodo alternativo consiste nell'utilizzare l'ozono - un composto formato dall'utilizzo di energia elettrica per aggiungere un terzo atomo di ossigeno all'O2 biatomico standard - come disinfettante. L'ozono è altamente reattivo e può distruggere la maggior parte dei microrganismi con cui viene a contatto. È più sicuro del cloro perché gli impianti possono produrlo in loco in base alle necessità, anziché stoccarlo a lungo termine e rischiare una perdita tossica. Inoltre, non forma sottoprodotti pericolosi nell'acqua. La manutenzione delle apparecchiature di trattamento è tuttavia relativamente costosa.

Scarico

Una volta sottoposte a trattamento terziario, le acque reflue sono pronte per essere reimmesse nell'ambiente. Molti comuni hanno requisiti specifici per lo scarico delle acque trattate e il trattamento terziario dovrebbe essere sufficiente per soddisfare tali standard, mantenere l'ambiente pulito e preservare la salute umana.

Riutilizzo

Molti impianti di trattamento utilizzano il trattamento terziario proprio per rendere l'acqua sicura per l'ingestione umana. Dopo il trattamento terziario, l'acqua è stata sottoposta a una purificazione sufficiente per essere pulita e sana come acqua potabile. L'acqua sottoposta a trattamento terziario è adatta anche a numerose operazioni che richiedono acqua pulita, come i processi industriali e manifatturieri, l'estrazione e la raffinazione di petrolio e gas, il raffreddamento delle utenze e le pratiche agricole come l'irrigazione.

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