Metodi meccanici di trattamento delle acque reflue

Le acque reflue domestiche e industriali prima o poi entrano nei fiumi e nei laghi, causando la morte di organismi viventi e batteri che utilizzano residui organici. Questo problema è rilevante sulla scala della Terra. Il famigerato Pacific Garbage Patch contiene oltre 350 milioni di tonnellate di detriti - plastica, resina, vetro - che sono arrivati ​​lì insieme alle correnti dalle coste abitate. È in costante crescita e rappresenta una minaccia per la vita di tutta la vita marina.

L'urgenza del problema

Le acque reflue possono essere suddivise grossolanamente in domestiche e industriali. La famiglia è il risultato dell'attività umana, i prodotti della sua esistenza. Questi includono, prima di tutto, il sistema fognario. Quando entra in acqua, gli scarichi sporchi riducono la quantità di ossigeno, contribuiscono alla moltiplicazione di infezioni e parassiti. È estremamente pericoloso consumare tale acqua.

Il livello di trattamento delle acque reflue dipende dalla qualità delle apparecchiature che filtrano e disinfettano massicciamente il liquido, restituendolo ai corpi idrici o al sistema di approvvigionamento idrico della città.

Anche i rifiuti industriali sono pericolosi. Questi includono:

• acque reflue delle imprese, sature di tossine;
• deflusso da lavori agricoli contenenti fosfati, nitrati e altri minerali;
• acque reflue con rifiuti inorganici - sabbia, particelle di terreno, sali di metalli pesanti.

Il fluido industriale è convenzionalmente suddiviso:

• dal grado di effetti tossici;
• concentrazione di sostanze pericolose;
• acidità;
• composizione.

Le sostanze si dividono in conservative e non conservative. I primi non reagiscono con altri componenti, non formano nuovi legami chimici. Sono difficili da rimuovere: si tratta di sali di metalli pesanti, elementi radioattivi, fenoli e pesticidi. Queste sostanze praticamente non si decompongono. I componenti non conservativi dell'acqua sporca possono, nel tempo, essere elaborati con un metodo biologico - batteri anaerobici - questi sono residui organici.

Esistono molti modi per trattare le acque reflue. A seconda di ciò che deve essere rimosso dall'acqua, vengono utilizzate determinate tecnologie. Ad esempio, per pulire un sistema fognario domestico, è sufficiente costruire un serbatoio a due camere e avviare microrganismi anaerobici. In questo caso, l'acqua viene purificata del 70% e va nel terreno, dove continua il processo di sedimentazione delle particelle sospese e della materia organica.

Fasi di pulizia

Affinché l'effluente possa essere scaricato in sicurezza in serbatoi naturali, viene sottoposto a quattro tipi di depurazione nella seguente sequenza:

1. Meccanico. In questa fase avviene la separazione dei residui insolubili e delle particelle solide. Vengono utilizzate varie griglie, setacci, filtri, dissabbiatori, degrassatori. La larghezza dei fori nella griglia è di massimo 1,5 cm Il trattamento meccanico delle acque reflue ha anche diverse fasi. Dopo la griglia, l'effluente entra nella trappola di sabbia, dove si depositano le particelle solide fini, principalmente sabbia. La fase successiva è la trappola del grasso. Il grasso è più leggero dell'acqua, quindi si accumula in superficie, da dove entra in un apposito serbatoio e viene rimosso.
2. Il tipo biologico di pulizia prevede l'uso di vari microrganismi, i lombrichi. Sono in grado di smaltire la materia organica solubile e trasformarla in una sostanza innocua. Vengono utilizzati batteri aerobici e anaerobici.Alcuni lavorano in presenza di ossigeno, mentre altri non ne hanno bisogno. Durante la fermentazione anaerobica viene rilasciato metano, un gas combustibile che, dopo essere stato ottenuto in un bioreattore, viene purificato e utilizzato per esigenze domestiche o industriali.
3. Stadio fisico-chimico. Qui, le particelle sospese vengono rimosse, principalmente incollandole in quelle più grandi: la coagulazione. Esistono molti metodi: flottazione, centrifuga, evaporazione, assorbenti, aerazione (ossidazione) e altri. I metodi fisico-chimici di trattamento delle acque reflue consentono di rimuovere tutte le sostanze solubili finemente disperse dal liquido. Di conseguenza, si ottiene acqua industriale, pronta per essere inviata ai serbatoi. Non è consigliabile bere questo liquido.
4. La disinfezione è il passaggio finale. I metodi più comuni sono l'irradiazione ultravioletta, l'ozonizzazione, la clorazione.

In Russia, il principale metodo di disinfezione è un'esposizione di 30 minuti al cloro. In Europa, questo metodo è stato a lungo bandito. Dopo la purificazione, l'acqua può essere teoricamente bevuta, ma è meglio applicare un'ulteriore elaborazione: filtrazione a casa o bollitura.

Smaltimento delle acque reflue

In alcuni casi, le acque reflue non vengono trattate, ma smaltite. Per questo, viene utilizzato il metodo di cottura, economico e versatile, in cui gli scarichi sporchi cadono in una torcia accesa. L'acqua evapora ei solidi vengono bruciati. Questo produce acqua e anidride carbonica. Lo svantaggio di questo metodo è che vengono consumate risorse di carburante aggiuntive.

Le acque reflue vengono smaltite con un metodo chimico, ottenendo la precipitazione, dopodiché vengono utilizzate altre sostanze chimiche e il precipitato viene scomposto in componenti semplici. Questo metodo viene utilizzato per purificare l'acqua nella produzione di polimeri sintetici.

Norme per la purificazione dell'acqua

Per legge, prima che il liquido di rifiuto entri nei corpi idrici, deve essere identificato per la presenza di sostanze nocive. Per questo, viene misurato il livello di contaminazione approssimativo consentito, vengono stabiliti i requisiti su come il liquido deve essere purificato.

Preso in considerazione:

• onere per l'ambiente;
• parametri di inquinamento ammissibili;
• la quantità di acque reflue;
• frequenza delle emissioni nei corpi idrici.

La capacità dell'impianto di trattamento deve corrispondere al volume delle acque reflue prodotte.

Metodi di base

Il sistema di trattamento delle acque reflue deve funzionare in modo completo al fine di rimuovere completamente tutte le sostanze nocive e tossiche. L'uso di un qualsiasi metodo non dà un risultato al cento per cento.

Biorisanamento anaerobico

Viene effettuato con l'aiuto di batteri, che ricevono energia senza l'uso di ossigeno. Questa è l'opzione più conveniente, che consente di portare il livello di trattamento delle acque reflue fino al 90%.

Il sistema più efficace è negli impianti fognari domestici, dove viene scaricata la materia fecale. I microrganismi anaerobici vengono aggiunti da concentrati che possono essere acquistati presso il negozio. Allo stesso tempo, è possibile dotare la ricezione di gas metano, che viene rilasciato durante la lavorazione della materia organica. Il bioreattore è un ulteriore vantaggio del metodo. Per ottenere un gas pulito capace di bruciare, deve essere purificato dall'umidità e dall'anidride carbonica.

Tali installazioni complesse sono utilizzate nelle famiglie in cui vengono allevati animali e uccelli. Con grandi volumi di materie prime, il bioreattore si ripaga da solo entro un anno, dato che i proprietari utilizzano il gas e vendono fertilizzanti organici.

Lo stoccaggio in cui cadono gli effluenti primari è chiamato digestore. Nella parte inferiore ci sono i fanghi attivi, che sono granuli - comunità batteriche. I microrganismi si moltiplicano lentamente, quindi è importante mantenere condizioni ottimali per la loro sopravvivenza. La temperatura dovrebbe essere entro i 30 gradi. Nel processo di lavoro, diventa necessario pompare fuori alcuni dei microrganismi. Questo viene fatto manualmente o utilizzando una macchina per fognatura. La sostanza è sicura: può essere utilizzata per l'alimentazione del bestiame o come fertilizzante sul sito, poiché contiene una grande quantità di minerali.

Lo svantaggio della purificazione anaerobica è la bassa velocità dei processi e la necessità di misure aggiuntive per rimuovere i componenti organici. L'attrezzatura è costosa, i batteri richiedono un monitoraggio costante della temperatura dell'ambiente.

Trattamento aerobico delle acque reflue

Per continuare la pulizia, le acque reflue del digestore vengono inviate al serbatoio di aerazione, in cui i batteri aerobici continuano a lavorare. Il processo è più veloce qui. I microrganismi si moltiplicano più attivamente a causa della presenza di ossigeno.

È desiderabile che i metodi anaerobici e aerobici vengano usati insieme poiché gli aerobi completano il processo di trattamento biologico.

L'attrezzatura è rappresentata da contenitori aperti - il più delle volte strutture rettangolari in cemento armato, in cui penetra il liquido, precedentemente purificato dalla materia organica solida. Per aumentare la popolazione batterica, è necessario aumentare la concentrazione di ossigeno, il che richiede l'installazione di apparecchiature aggiuntive.

Esistono determinati requisiti per la composizione quantitativa dei batteri. Ad esempio, gli organismi più semplici mangiano i batteri, eliminando le vecchie cellule e determinate popolazioni altamente invase.

Lo svantaggio dell'installazione è il prezzo elevato. È inoltre necessario trovare un luogo adatto per installare entrambi i serbatoi.

Metodi chimici e fisico-chimici

I metodi chimici sono spesso combinati con quelli meccanici, poiché individualmente non danno il grado di purificazione desiderato. Vengono utilizzati preparati che neutralizzano le sostanze nocive o le ossidano in composti sicuri, che vengono quindi catturati da filtri o dispositivi meccanici.

Se gli effluenti sono saturi di componenti acidi, vengono aggiunte sostanze alcaline: calce, idrossidi, soda. Se vengono forniti liquidi di scarto alcalini, vengono utilizzati acidi: solforico o cloridrico. Di conseguenza, i precipitati si ottengono sotto forma di sali. Un pHmetro viene utilizzato per controllare l'acidità.

L'ozonizzazione è un metodo chimico di purificazione, la cui essenza è l'ossidazione della materia organica. Il processo è veloce: grandi masse d'acqua possono essere purificate in un breve periodo di tempo.

Lo svantaggio del metodo è che prima dell'ozonizzazione, è necessario purificare da grandi impurità solide, cosa che di solito viene eseguita in digestori e serbatoi di aerazione. Inoltre, i costi energetici sono elevati per questa tecnologia e i reagenti progettati per determinati ioni, ad esempio ferro o manganese.

I metodi fisico-chimici vengono utilizzati quando non sono presenti solo particelle solubili, ma anche sospese in un liquido pre-purificato. I principali sono:

• Flottazione - pneumatica, a pressione, meccanica, elettrica. Come risultato dell'interazione di bolle d'aria e particelle sospese, sorgono complessi di flottazione, che galleggiano in superficie sotto forma di schiuma e vengono rimossi nella fase successiva.
• Il metodo dello scambio ionico si basa sulla sostituzione di alcune particelle con altre. La pulizia viene effettuata con scambiatori di ioni - sostanze come le resine sintetiche.

La resina deve essere rigenerata dopo diversi cicli di applicazione per rimuovere lo strato contaminato. Vengono utilizzati vari schemi di pulizia, che dipendono dal tipo di inquinamento e dalla concentrazione di sostanze nocive.

Metodi meccanici

I separatori di sabbia per il trattamento delle acque reflue separano i liquidi dalle particelle solide insolubili: scorie, vetro, sabbia.

Per una separazione di alta qualità è necessario regolare correttamente la portata del liquido attraverso il separatore di sabbia in modo che le particelle abbiano il tempo di depositarsi sul fondo.

Posizionamento degli impianti di trattamento

Per gli impianti di depurazione sono adatte aree pianeggianti con basso livello di falda acquifera in modo che il liquido possa subire una pulizia finale nel terreno. Nelle case private, questa è una trama nascosta da occhi indiscreti. È auspicabile che gli odori che a volte compaiono durante la decomposizione della materia organica non raggiungano i vicini.

Di solito, l'attrezzatura viene selezionata in base alle caratteristiche del sito e al tipo di terreno. Ad esempio, su terreni argillosi, le acque reflue tecniche vengono scarsamente assorbite e possono verificarsi ristagni.Pertanto, sono installate comunicazioni di drenaggio che rimuovono il liquido dal sito attraverso i tubi.

Secondo le prescrizioni igienico-sanitarie, la cisterna fognaria deve trovarsi ad almeno 50 metri di distanza dal pozzo abbeveratoio. Attorno al pozzo di filtrazione sono presenti campi di filtrazione, entro il cui raggio non sono posati pozzi destinati all'acqua potabile.

È necessario mantenere la distanza dal bordo della strada - almeno 3 metri. Se è presente un cavo elettrico posato, la fogna viene rimossa da esso di 1 metro. Dal gasdotto - 1,5 metri.