depurazione acque reflue

APPLICAZIONIDepurazione Acque

Reflue

o Prefazioneo Settore Applicativoo Processo di Trattamentoo Accessorio Tipologia di Clienteo Schema di Funzionamento

INDICE

Depurazione Acque ReflueAPPLICAZIONI

o Considerando le molteplici tipologie di produzioni industriali generanti scarichi inquinanti, in questa scheda esporremo lo schema di un impianto tipo. È evidente che la grande variabilità delle sostanze inquinanti e delle tipologie di trattamento scelte, variano anche la struttura dell'impianto di trattamento. Prima di descrivere, anche se schematicamente, un impianto di trattamento di effluenti industriali, è il caso di trattare alcuni processi chimico-fisici generali.

PREFAZIONE


• Coagulazione e flocculazioneMolte delle sostanze, soprattutto quelle di piccole dimensioni (1<>500 mµ), che conferiscono torbidità all'acqua, non sono sedimentabili (colloidi idrofili), o comunque non lo sono in tempi accettabili in un impianto di depurazione (colloidi idrofobi). La coagulazione consiste nel destabilizzare la soluzione colloidale, provocando l'agglomerazione (coagulazione) delle particelle. I principali coagulanti utilizzati sono solfato d'alluminio, cloruro ferrico, solfato ferrico e ferroso. Esaltando l'azione del coagulante, l'agglomerazione delle particelle porta alla generazione di fiocchi, realizzando un processo detto flocculazione.

PREFAZIONE (2)


• Il vantaggio della flocculazione è nella rapidità della sedimentazione con conseguente formazione del "letto di fanghi", facilmente rimovibile. I flocculanti possono essere minerali o organici. I principali flocculanti minerali sono silice attiva, bentonite (adatta ad acque clorate), carbone attivo (azione di adsorbimento). I principali flocculanti sono i cosiddetti polielettroliti, polimeri organici solubili (solidi o liquidi) con cariche elettriche o comunque con gruppi ionizzabili.

PREFAZIONE (3)


• Precipitazione chimica (neutralizzazione)Consiste nel far reagire un acido (o una base) con un liquame basico (o acido), ottenendo la formazione di acqua e di un sale non solubile (precipitato), che "precipita" rendendosi fisicamente separabile. La precipitazione chimica viene utilizzata per la depurazione delle acque di scarico da metalli, solfati, fosfati e fluoruri, problematiche tipiche nella depurazione nell'industria galvanica, nella produzione di componentistica elettronica e nel trattamento metalli in genere.


PREFAZIONE (4)

• Precipitazione chimica (neutralizzazione)I reagenti acidi più utilizzati sono l'acido cloridrico (HCl) e l'acido solforico(H2SO4). I reagenti basici più utilizzati sono la soda caustica (NaOH), il carbonato di sodio (Na2CO3) e il latte di calce (Ca(OH)2).I trattamenti chimici sopra esposti, uniti a quelli fisici, rappresentano le fasi di attuazione di un impianto di trattamento effluenti fluidi di un'industria.


PREFAZIONE (5)

• Disinfezione per clorazioneAlcuni tipi di produzioni industriali, oltre a richiedere i processi chimico-fisici suddetti, possono richiedere anche il trattamento antibatterico per disinfezione. Il cloro gassoso o liquido, per la sua economicità e facilità d'impiego, è il reagente più utilizzato in questo tipo di trattamenti. Essendo altamente corrosivo ed altamente irritante per l'uomo, normalmente si preferisce dosarlo attraverso i sali dell'acido ipocloroso (HCLO), soprattutto l'ipoclorito di sodio (NaCLO - liquido) e l'ipoclorito di calcio (Ca(CLO)2). Il cloro presente in acqua sotto forma di acido ipocloroso e ione ipoclorito è detto cloro attivo o libero.


PREFAZIONE (6)

La presenza di sostanze organiche azotate o di ammoniaca, "lega" parte del cloro libero, formando clorammine dotate anch'esse di un certo potere battericida, anche se inferiore all'ipoclorito perché più stabili. Queste combinazioni vengono identificate come cloro combinato. L'eccesso di clorammine è sintomo di un cattivo rapporto di dosaggio (eccesso), nelle piscine pubbliche la loro misura viene utilizzata per verificare il livello di "invecchiamento" dell'acqua. Nei trattamenti di disinfezione è giusto menzionare quello a biossido di cloro (CLO2).


PREFAZIONE (7)

È un trattamento estremamente efficace, grazie al forte potere ossidante ha maggiori proprietà battericide rispetto ai sali di ipoclorito, altro vantaggio sta nel fatto che non reagisce con i composti azotati, non generando composti clorati. Estremamente efficace l'effetto di permanenza della disinfezione, grazie alla stabilità del cloro residuo libero nel trattamento a biossido. Il limite di questa tipologia di impianto è lo stoccaggio del biossido, che è in forma gassosa. Normalmente un impianto di dosaggio a biossido di cloro è dotato a monte di un impianto di produzione dello stesso, questa particolarità lo rende particolarmente costoso, quindi difficilmente applicabile nei piccoli e medi impianti di trattamento.

PREFAZIONE (8)


o Tutto il settore industriale, indipendentemente dalla dimensione della struttura e del processo di produzione, questi due fattori condizionano la dimensione e il processo di trattamento ma non la sua presenza. In Italia la legge impone a chiunque faccia uso di acqua all'interno del proprio processo produttivo, di dimostrare l’espulsione degli effluenti. In realtà impone di dimostrare il "percorso" di qualsiasi scarto della lavorazione.


SETTORE APPLICATIVO

o Come già anticipato nella prefazione, le tipologie di impianto sono variabilissime in funzione delle necessità tipiche del trattamento da effettuare. È evidente che lo schema di seguito esposto possa avere ampie modificazioni, quando viene applicato alle diverse necessità e richieste del fruitore dell'impianto.

o La precipitazione chimica e la neutralizzazione, vengono realizzate attraverso il controllo dei parametri del pH della soluzione. Per aiutare la reazione viene installato un agitatore veloce (albero ed elica in PVC), quindi una sonda per il pH con relativo strumento di misura per il controllo della pompa dosatrice.

PROCESSO DI TRATTAMENTO


o Il reagente utilizzato può essere sia un acido che una base, quindi la scelta delle tenute va fatta solo quando si conosce il tipo di reagente utilizzato. C'è da tenere presente che alcune reazioni di neutralizzazione richiedono valori di pH diversi dalla neutralità, quindi l'uso di sonde di pH adatte ad ambienti particolarmente aggressivi. Per accelerare il processo di sedimentazione, Una volta ottenuto il precipitato, spesso viene utilizzata la flocculazione.

o La flocculazione prevede a monte una vasca per la dissoluzione del coagulante dove normalmente è installato un agitatore veloce. Una volta ottenuta la dispersione, il liquido passa nella vasca per la flocculazione dove la dinamica del fluido deve essere particolarmente bassa, per permettere la precipitazione del fiocco.

PROCESSO DI TRATTAMENTO (2)


o Nella vasca può essere installato un agitatore lento e viene iniettato, con una pompa dosatrice, l'agente flocculante (polielettrolita), normalmente questa pompa lavora in continuo e viene avviata dall'impianto stesso. Il polielettrolita ha un campo di pH ottimale (normalmente pH7)che ne garantisce l'efficacia, in conseguenza prima di effettuare il dosaggio del polielettrolita viene effettuato a monte il controllo dell'acidità con una sonda di pH e relativo pHmetro, quindi con una pompa dosatrice, il dosaggio di un acido o di una base per portare il valore di pH ai livelli desiderati. Negli impianti in cui la precipitazione avviene vicino al valore pH=7, lo strumento di pH controlla sia la precipitazione chimica che il livello di pH ottimale per la flocculazione.



o Può anche accadere che il valore di pH dell'effluente industriale possa variare sia al di sopra, sia al di sotto del valore 7, quindi in questo caso bisogna utilizzare uno strumento di pH (con relativa sonda) a 2 set-point e due gruppi di dosaggio (serbatoio e pompa dosatrice), uno per l'acido e uno per la base. Una volta sedimentato il fiocco andrà a "costruire" il letto di fanghi, che verrà rimosso con un raschiatore o semplicemente scaricato per gravità dal sedimentatore.

o La disinfezione per clorazione, si rende necessaria quando i valori di carica batterica sono particolarmente elevati, o comunque tali da non rendere l'acqua direttamente "scaricabile" in un fiume o in qualsiasi altro ambiente naturale.



o Il modo migliore di operare consiste nell'utilizzare una sonda, da inserire prima dello scarico dell'effluente, il relativo strumento per il controllo del cloro, quindi una pompa dosatrice. Trattandosi di un trattamento a valle di un impianto industriale, il pH ha un valore costante, questo ci permette di utilizzare per il controllo del cloro residuo libero una sonda di redox con il corrispondente strumento, per il controllo dei parametri e l'attivazione della pompa dosatrice. È evidente che l'applicazione ottimale consiste nell'uso di un sistema di lettura diretta del cloro e relativa pompa dosatrice.



o In questo capitolo merita una nota a parte l'uso degli accessori, in quanto in applicazioni così variabili, ed a volte complesse, gli accessori rivestono un importante ruolo nella realizzazione dell'impianto e del supporto al cliente.

o Elettrodi di misura: particolare attenzione dobbiamo porre sui valori che il nostro elettrodo andrà a leggere, soprattutto nella lettura del pH potremmo andare a leggere valori in bagni particolarmente aggressivi, dove il materiale che compone il nostro elettrodo può diventare fondamentale. Altro parametro da tenere presente è la presenza di fanghi o comunque di sospensioni che potrebbero intasare i setti porosi, soprattutto nelle tipologie di sonde dove hanno dimensioni particolarmente ridotte.


ACCESSORI

o Porta elettrodi: ogni volta che un cliente installa uno strumento con sonda, sempre va proposto il relativo porta elettrodo, soprattutto per garantire la corretta installazione del gruppo di misura e controllo.

o Agitatori e serbatoi: anche se in un impianto di questo tipo viene quasi sempre montato un agitatore, raramente sarà possibile utilizzare uno dei nostri, in quanto per le loro dimensioni ridotte sono difficilmente utilizzabili in una vasca di reazione. I serbatoi possono tranquillamente essere proposti, potendo rivestire la doppia funzione di contenitore e piano d'appoggio delle pompe dosatrice.

ACCESSORI (2)


o Tutte le aziende che realizzano impianti di trattamento nell'industria e forniture di prodotti chimici per l'industria. Aziende appaltatrici di manutenzione di impianti industriali (spesso sono le stesse che li realizzano). In industrie particolarmente grandi esiste il manutentore interno dell'impianto, in questo caso l'industria stessa diventa il cliente.

TIPOLOGIA DI CLIENTE



SCHEMA DI FUNZIONAMENTO

A) vasche per la precipitazione chimicaB) agitatore veloceC) valvola d'iniezione pompa dosatriceD) sonda di pHE) vasche per la flocculazioneF) agitatore lentoG) sedimentatoreH) vasche per la disinfezione


LEGENDA

I) sonda di RedoxL) scarico fanghiM) gruppo dosaggio acido (base)N) gruppo dosaggio polielettrolitaO) gruppo dosaggio cloro (ipoclorito)P) strumento di controllo del pHR) strumento di controllo del potenziale Redox


LEGENDA (2)

depurazione acque reflue

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