Il metodo di base per il trattamento delle acque reflue consiste nell'utilizzare vari mezzi tecnici per separare, rimuovere e riciclare gli inquinanti contenuti nelle acque reflue e fognarie, oppure convertirli in sostanze innocue per purificare l'acqua.
Esistono molti metodi per trattare le acque reflue, che generalmente possono essere classificati in quattro categorie: trattamento biologico, trattamento fisico, trattamento chimico e trattamento naturale.
1. Trattamento biologico
Attraverso il metabolismo dei microrganismi, gli inquinanti organici presenti nelle acque reflue sotto forma di soluzioni, colloidi e sospensioni fini vengono convertiti in sostanze stabili e innocue. A seconda dei diversi microrganismi, il trattamento biologico può essere suddiviso in due tipologie: trattamento biologico aerobico e trattamento biologico anaerobico.
Il metodo di trattamento biologico aerobico è ampiamente utilizzato nel trattamento biologico delle acque reflue. A seconda dei diversi metodi di processo, il metodo di trattamento biologico aerobico si divide in due tipologie: metodo a fanghi attivi e metodo a biofilm. Il processo a fanghi attivi è di per sé un'unità di trattamento e presenta diverse modalità operative. Le apparecchiature di trattamento del metodo a biofilm includono biofiltro, tavola rotante biologica, vasca di ossidazione biologica a contatto e letto fluido biologico, ecc. Il metodo a vasca di ossidazione biologica è anche chiamato metodo di trattamento biologico naturale. Il trattamento biologico anaerobico, noto anche come trattamento di riduzione biologica, viene utilizzato principalmente per il trattamento di acque reflue e fanghi organici ad alta concentrazione.
2. Trattamento fisico
I metodi di separazione e recupero degli inquinanti insolubili sospesi (inclusi film oleosi e goccioline oleose) nelle acque reflue mediante azione fisica possono essere suddivisi in metodi di separazione per gravità, metodi di separazione centrifuga e metodi di ritenzione a setaccio. Le unità di trattamento che appartengono al metodo di separazione per gravità includono la sedimentazione, la flottazione ad aria, ecc., e le relative apparecchiature di trattamento sono la camera di sabbia, la vasca di sedimentazione, la trappola per grassi, la vasca di flottazione ad aria e i relativi dispositivi ausiliari, ecc.; la separazione centrifuga è di per sé un tipo di unità di trattamento, i dispositivi di processo utilizzati includono centrifughe e idrocicloni, ecc.; il metodo di ritenzione a setaccio prevede due unità di processo: ritenzione a griglia e filtrazione. Il primo utilizza griglie e reti, mentre il secondo utilizza filtri a sabbia e filtri microporosi, ecc. Anche il metodo di trattamento basato sul principio dello scambio termico è un metodo di trattamento fisico e le sue unità di trattamento includono evaporazione e cristallizzazione.
3. Trattamento chimico
Un metodo di trattamento delle acque reflue che separa e rimuove gli inquinanti disciolti e colloidali presenti nelle acque reflue o li converte in sostanze innocue attraverso reazioni chimiche e trasferimento di massa. Nel metodo di trattamento chimico, le unità di processo basate sulla reazione chimica di dosaggio sono: coagulazione, neutralizzazione, redox, ecc.; mentre le unità di processo basate sul trasferimento di massa sono: estrazione, strippaggio, adsorbimento, scambio ionico, elettrodialisi e osmosi inversa, ecc. Queste ultime due unità di processo sono collettivamente denominate tecnologia di separazione a membrana. Tra queste, l'unità di trattamento che utilizza il trasferimento di massa ha sia un'azione chimica che un'azione fisica correlata, quindi può anche essere separata dal metodo di trattamento chimico e diventare un altro tipo di metodo di trattamento, chiamato metodo chimico-fisico.
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Processo comune di trattamento delle acque reflue
1. Sgrassatura delle acque reflue
Gli indicatori di inquinamento come il contenuto di olio, CODcr e BOD5 nei liquidi di scarico sgrassanti sono molto elevati. I metodi di trattamento includono l'estrazione acida, la centrifugazione o l'estrazione con solvente. Il metodo di estrazione acida è ampiamente utilizzato, aggiungendo H₂SO₂ per portare il pH a 3-4 per la demulsificazione, vaporizzando e agitando con sale, e lasciando riposare a 45-60 t per 2-4 ore, l'olio galleggia gradualmente formando uno strato di grasso. Il recupero del grasso può raggiungere il 96% e la rimozione del CODcr è superiore al 92%. Generalmente, la concentrazione in massa di olio nell'acqua in ingresso è di 8-10 g/L e la concentrazione in massa di olio nell'acqua in uscita è inferiore a 0,1 g/L. L'olio recuperato viene ulteriormente lavorato e convertito in acidi grassi misti che possono essere utilizzati per produrre sapone.
2. Acque reflue di calcinazione e depilazione
Le acque reflue derivanti da calcinazione e depilazione contengono proteine, calce, solfuro di sodio, solidi sospesi, il 28% del CODcr totale, il 92% dello S2- totale e il 75% dello SS totale. I metodi di trattamento includono acidificazione, precipitazione chimica e ossidazione.
Il metodo di acidificazione è spesso utilizzato in produzione. In condizioni di pressione negativa, si aggiunge H₂SO₂ per portare il pH a 4-4,5, si genera gas H₂S, lo si assorbe con una soluzione di NaOH e si genera una soluzione alcalina solforata per il riutilizzo. Le proteine solubili precipitate nelle acque reflue vengono filtrate, lavate ed essiccate, per poi essere trasformate in un prodotto finale. Il tasso di rimozione dei solfuri può superare il 90% e il CODcr e il SS vengono ridotti rispettivamente dell'85% e del 95%. Il suo costo è basso, l'operazione di produzione è semplice, facile da controllare e il ciclo produttivo è ridotto.
3. Acque reflue della concia al cromo
Il principale inquinante delle acque reflue della concia al cromo è il metallo pesante Cr3+, la cui concentrazione in massa è di circa 3-4 g/L e il pH è debolmente acido. I metodi di trattamento includono la precipitazione alcalina e il riciclo diretto. Il 90% delle concerie nazionali utilizza il metodo della precipitazione alcalina, aggiungendo calce, idrossido di sodio, ossido di magnesio, ecc. al cromo liquido di scarto, che reagisce e disidrata per ottenere fanghi contenenti cromo, che possono essere riutilizzati nel processo di concia dopo essere stati sciolti in acido solforico.
Durante la reazione, il pH è compreso tra 8,2 e 8,5 e la precipitazione è ottimale a 40 °C. Il precipitante alcalino è l'ossido di magnesio, il tasso di recupero del cromo è del 99% e la concentrazione in massa di cromo nell'effluente è inferiore a 1 mg/L. Tuttavia, questo metodo è adatto alle concerie su larga scala e la presenza di impurità come olio solubile e proteine nel fango di cromo riciclato può compromettere l'effetto conciante.
4. Trattamento completo delle acque reflue
4.1. Sistema di pretrattamento: comprende principalmente impianti di trattamento quali griglia, vasca di regolazione, vasca di sedimentazione e vasca di flottazione ad aria. La concentrazione di materia organica e solidi sospesi nelle acque reflue delle concerie è elevata. Il sistema di pretrattamento viene utilizzato per regolare il volume e la qualità dell'acqua; rimuovere i SS e i solidi sospesi; ridurre parte del carico inquinante e creare le condizioni ottimali per il successivo trattamento biologico.
4.2. Sistema di trattamento biologico: il ρ(CODcr) delle acque reflue di conceria è generalmente compreso tra 3000 e 4000 mg/L, il ρ(BOD5) è compreso tra 1000 e 2000 mg/L, che rientra nelle acque reflue organiche ad alta concentrazione, mentre il valore m(BOD5)/m(CODcr) è compreso tra 0,3 e 0,6, il che lo rende idoneo al trattamento biologico. Attualmente, la fossa di ossidazione, il reattore SBR e l'ossidazione biologica per contatto sono i sistemi più utilizzati in Cina, mentre l'aerazione a getto, il reattore a biofilm discontinuo (SBBR), il letto fluidizzato e il letto di fanghi anaerobici a flusso ascendente (UASB).
Data di pubblicazione: 17-01-2023
