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Gli uccelli acquatici sono tra gli uccelli più facili da osservare, frequentano tratti acquatici aperti e poco profondi, e quindi saltano subito agli occhi. A volte gli uccelli acquatici si presentano in gran numero nelle aree urbane. Fenicotteri dall’aspetto maestoso, di colore rosa, con lunghe zampe e un lungo collo, affollano le strisce di terra fangosa ​​di Sewri, a Mumbai, quasi ogni inverno. I pellicani, tra i più grandi uccelli in grado di volare e con un becco straordinariamente lungo e capiente, sono stati avvistati negli ultimi anni nelle paludi Pallikaranai di Chennai. Queste grandi città caratterizzate da un’attività umana frenetica presentano corsi d’acqua inquinati. Come mai, allora, uccelli come pellicani e fenicotteri si radunano qui?

I fenicotteri guadano le acque fangose

 

La ragione è soltanto una: il cibo. Qui si trovano in abbondanza pesci, vermi, lumache e altri animali, così come alghe, canne e altre piante acquatiche; un’intera rete alimentare che fiorisce dall’acqua. Ma l’acqua contiene anche sostanze non commestibili di origine minerale e biologica, che causano la formazione di corpi idrici costituiti da acque reflue.

 

LE ACQUE REFLUE E IL LORO TRATTAMENTO

Il termine “acque reflue” si riferisce a qualsiasi acqua contaminata da sostanze inquinanti dovute all’azione umana, che presenta qualità indesiderate quali: colore, odore, torbidità e presenza di agenti patogeni. Esistono acque reflue industriali e acque reflue domestiche. Di norma le fognature sanitarie di una città trasportano ambedue i tipi e vengono chiamate genericamente acque reflue urbane. Gli scarichi fognari sono le acque reflue provenienti dalle abitazioni. L’acqua piovana di solito è trasportata in caditoie scollegate dal sistema fognario, ma una piccola parte del deflusso tende comunque a infiltrarsi nelle fogne.

Le acque reflue vengono rilasciate direttamente in corpi idrici più grandi

 

Nella maggior parte dei paesi ci sono leggi che proibiscono lo scarico di acque reflue non trattate direttamente nei fiumi, nei laghi e negli oceani. Le sostanze chimiche tossiche, infatti, possono portare alla morte o causare difetti genetici nella flora e nella fauna acquatiche. I metalli pesanti come il mercurio si accumulano nell’organismo dei pesci e danneggiano la salute degli esseri umani che li consumano. Gli agenti patogeni causano malattie quando l’acqua viene utilizzata per attività ricreative. Essi entrano nell’approvvigionamento idrico di una città (non adeguatamente trattato) e causano epidemie di massa, come p. es. la micidiale epidemia di Cryptosporidium del 1993 a Milwaukee, USA, che ha contagiato 400.000 abitanti e ha causato il decesso di oltre 100 persone.

 

La materia organica funge da alimento per i batteri che, consumando l’ossigeno dissolto nell’acqua, lo sottraggono alla vita acquatica. Le acque reflue devono essere trattate per ridurre il livello delle sostanze inquinanti entro limiti accettabili. Enti ufficiali come l’Environmental Protection Agency (EPA) negli Stati Uniti e il Central Pollution Control Board (CPCB) in India stabiliscono i livelli massimi consentiti per vari tipi di sostanze inquinanti nelle acque di scarico provenienti dagl’impianti di trattamento delle acque reflue.

 

I prodotti chimici inorganici tossici presenti nelle acque reflue urbane sono cianuro, amianto e metalli come cromo, piombo e mercurio, che non sono biodegradabili. Le sostanze chimiche inorganiche non tossiche sono altrettanto importanti poiché alterano le proprietà chimiche delle acque reflue come l’acidità o l’alcalinità e la salinità.

Sostanze tossiche fuoriuscite da una miniera

 

La materia organica è costituita da una miscela di diversi composti contenenti carbonio, dunque non esistono test di misurazione specifici. I tre test utilizzati più comunemente sono il carbonio organico totale (TOC), la domanda chimica di ossigeno (COD) e la domanda biochimica di ossigeno (BOD). Il BOD è il parametro principale, in quanto l’ossigeno serve ai microrganismi per ossidare il materiale organico presente.

 

Esistono vari processi utili per rimuovere le sostanze inquinanti dalle acque reflue e questi includono trattamenti fisici, chimici e biologici. I processi che sfruttano solo trattamenti fisici vengono chiamati operazioni unitarie (UO) mentre quelli che usano trattamenti chimici o biologici sono chiamati processi unitari (UP). Comprendono sempre uno stadio di trattamento primario e uno secondario, mentre lo stadio terziario può essere presente se si desidera ottenere un effluente di qualità più elevata.

 

Ripresa aerea di un impianto di trattamento delle acque reflue

 

TRATTAMENTO PRIMARIO

 

Grigliatura (UO):

La grigliatura è di solito il primo passaggio in cui vengono utilizzate griglie più o meno grossolane per rimuovere oggetti di grandi dimensioni quali lattine, bottiglie e altri elementi non biodegradabili, che potrebbero danneggiare l’apparecchiatura.

 

Equalizzazione del flusso:

L’equalizzazione del flusso comporta l’uso di una vasca in cui le acque reflue vengono immagazzinate e dotate di un’adeguata aerazione e agitazione (per prevenire la formazione di odori e sedimentazioni).

 

Sedimentazione (UO):

Con la sedimentazione, effettuata in vasche, si attua la decantazione per la separazione dei solidi sospesi sedimentabili (SSS). Viene utilizzata per rimuovere i solidi che andranno a sedimentarsi sul fondo sotto forma di fango. I liquidi più leggeri dell’acqua, come l’olio, vengono invece rimossi dalla superficie.

Stazioni di pompaggio dell’aria nell’impianto di trattamento

 

TRATTAMENTO SECONDARIO

 

Il trattamento secondario consente la rimozione del materiale organico grazie a un trattamento biologico. I batteri convertono la materia organica in anidride carbonica e acqua. I processi di trattamento a biomassa sospesa  sono quelli in cui i microrganismi rimangono in sospensione nelle acque reflue. Nei processi di trattamento a biomassa adesa, invece, i microrganismi si legano a una sostanza solida e degradano i nutrienti mentre le acque trattate ricircolano.

 

Trattamenti a biomassa sospesa

A fanghi attivi (UP):

Questo è il processo più comunemente usato. Il termine “fango attivo” si riferisce alla coltura microbica che metabolizza la materia organica nella camera di aerazione. Una parte del fango ritorna nella camera per continuare il processo. L’aria viene trasmessa nella camera per diffusione (utilizzando aria compressa) o per aerazione meccanica.

 

Letti batterici e lagunaggio (UP):

I letti batterici sono una forma di trattamento biologico delle acque reflue. Ci sono vasche aerobiche poco profonde nel quale sono presenti solamente batteri e alghe, altre vasche presentano strati contenenti ossigeno, e poi ci sono vasche anaerobiche profonde con abbondante materia organica e scarso contenuto di ossigeno man mano che si scende in profondità. Le lagune areate sono vasche che vengono ossigenate tramite un’aerazione superficiale o diffusa.

 

Trattamento a biomassa adesa

Filtro percolatore(SU):

È costituito da uno strato superficiale di pietrame, ricoperto dal fango contenente i microrganismi. Il liquame viene sparso dall’alto, mentre la sostanza organica cola verso il fondo. L’ossigeno proviene dall’aria circolante. L’effluente contiene solidi biologici che vengono separati grazie a un trattamento di chiarificazione secondario.

 

Contattori biologici rotanti (UP):

Sfruttando un principio simile a quello del filtro percolatore, questo sistema è costituito da dischi rotanti ricoperti da uno strato di microrganismi. Si dice che questo processo sia più efficiente del trattamento a fanghi attivi.

 

Nitrificazione/denitrificazione (UP):

L’azoto è anche un importante sostanza inquinante, che potrebbe causare proliferazioni algali e dunque dev’essere rimosso. Il processo di nitrificazione può costituire un trattamento a sé stante, oppure può essere abbinato a un trattamento a biomassa sospesa o adesa. In questo caso i batteri convertono l’azoto sotto forma di ammoniaca in nitrati, i quali vengono convertiti in azoto gassoso e infine eliminati. Altri metodi di rimozione dell’azoto comprendono lo stripping dell’ammoniaca, la clorazione al break point e lo scambio ionico.

Separazione dei fanghi negli impianti di trattamento

 

Ora l’acqua è abbastanza pulita da poter essere scaricata nei corsi d’acqua. L’effluente può essere riutilizzato come acqua potabile o non potabile, in agricoltura e così via. A seconda dell’utilizzo, può essere necessaria acqua di qualità superiore, viene quindi eseguito un trattamento terziario che può comprendere l’utilizzo di carboni attivi, filtrazioni, osmosi inversa ed elettrodialisi.

 

Stabilizzazione dei fanghi:

Negli impianti di trattamento, lo smaltimento della grande quantità di fanghi prodotti è un compito piuttosto gravoso. I passaggi necessari allo smaltimento dei fanghi sono: ispessimento, stabilizzazione biologica, condizionamento, disidratazione, essiccamento e incenerimento. La stabilizzazione, detta anche “digestione”, può essere ottenuta attraverso un trattamento aerobico, più facile da eseguire, o anaerobico, più economico.

 

L’aria compressa trova svariate applicazioni nel trattamento di effluenti e acque reflue. Per esempio, i compressori d’aria collegati ai diffusori tubolari forniscono ai microrganismi ossigeno dissolto nel serbatoio di aerazione. Anche il processo di flottazione dell’aria dissolta utilizza aria compressa per portare le impurità verso la superficie, dal quale vengono in seguito asportate. L’aria compressa alimenta le filtropresse a nastro con cinghie pneumatiche che vengono utilizzate per disidratare i fanghi. Infine, i compressori d’aria trovano impiego nell’azionamento delle valvole e degli attuatori presenti in qualunque impianto di trattamento delle acque reflue.

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