Utente:Davedeth94/Sandbox
Classificazione dei solidi (acque reflue)[modifica | modifica wikitesto]
I solidi contenuti all'interno delle acque di rifiuto sono una delle principali componenti utilizzate per la caratterizzazione della tipologia di refluo, accanto a misure quali il COD (che negli ultimi anni è andato a sostituire gradualmente la misura del BOD5), il TKN e il fosforo totale.
Il frazionamento in diverse parti dei solidi consente una trattazione più dettagliata del refluo, così da stabilire opportunamente quali tecnologie utilizzare per la rimozione delle componenti solide dell'acqua reflua.
Componenti[modifica | modifica wikitesto]
A seconda della dimensione delle particelle, i solidi possono essere divisi in varie quote. Importante è tenere conto che il processo di frazionamento dei solidi è altamente sommario, in quanto, all'interno dei reflui, le dimensioni e le caratteristiche delle varie componenti (non solo solide) sono frutto di una molteplicità elevata di meccanismi chimico-fisici e biologici, che non permettono una puntuale definizione delle ripartizioni.
In base alla dimensione, abbiamo tre tipi di possibili classificazioni:
- Rimozione: i solidi possono essere classificati in base ai meccanismi di rimozione cui sono coinvolti: subiscono decantazione tutti quei solidi aventi dimensione delle particelle superiori a 10 μm; vengono allontanati per coagulazione quei solidi con diametro compreso tra 10-3 e 10 μm. La restante quota viene allontanata secondo vari processi che dipendono da diversi fattori;
- Definizione tecnica: si definiscono solidi sospesi tutti i solidi aventi dimensione superiore a circa 0,45 μm; gli altri vengono definiti solidi disciolti;
- Stato fisico: i solidi con dimensione superiore a 1 μm vengono definiti solidi sospesi non colloidali; tra 10-3 e 1 μm sono chiamati solidi sospesi colloidali, mentre al di sotto di 10-3 μm vengono chiamati soluti.
La realtà è che i solidi presenti nei reflui sia municipali che industriali sono collegati a diverse sostanze e frazioni, e la loro speciazione risulterebbe onerosa nonché di scarso interesse. Al di sotto di 1 μm di dimensione delle particelle, troviamo diverse sostanze, quali virus, catene di DNA e RNA, frammenti cellulari, polisaccaridi, proteine, acidi fulvici e umici e clorofilla; al di sopra di tale dimensione, possiamo trovare batteri, protozoi, batteri flocculati e detriti organici. La concentrazione di tutte queste frazioni dipende, ancora, dai diversi meccanismi che si instaurano all'interno dell'impianto di trattamento e/o in condizioni naturali, nonché dall'origine dei reflui stessi.
Frazionamento[modifica | modifica wikitesto]
Preso un campione di acqua reflua da trattare, lo si inserisce all'interno di un forno, innalzando la temperatura fino a circa 105 °C: in questo modo, l'acqua presente subirà un processo di evaporazione, e verrà allontanata sotto forma di vapore acqueo, lasciando all'interno del forno una quota di solidi denominata solidi totali (TS). Operando successivamente una filtrazione con stacci aventi luci di passaggio mediamente pari a 0,45 μm, verranno separate due componenti: i solidi che rimarranno intrappolati e non passeranno attraverso la zona di stacciatura vengono chiamati solidi sospesi totali (SST), mentre l'aliquota avente diametro delle singole particelle inferiore a 0,45 μm, e che dunque riuscirà a oltrepassare lo staccio, viene indicata come solidi disciolti totali (SDT).
Si procede ora considerando gli SST: tale quota viene inserita all'interno di un cono Imhoff, il quale funge da decantatore di solidi. Preso un volume pari a 1 l di SST, dopo un tempo pari a 30 minuti si assisterà a una netta separazione di due componenti: la prima, sul fondo del cono, è denominata solidi sospesi sedimentabili; la seconda, affiorante, viene chiamata solidi sospesi non sedimentabili. Nel mezzo vi sarà una zona completamente chiarificata, con assenza cioè di solidi.
Una volta operata tale distinzione, per particolareggiare ulteriormente i solidi, le componenti di SST e SDT vengono messe entrambe in un forno a muffola: la particolarità di tale macchina è la possibilità di regolare non solo la temperatura (come avviene in un qualsiasi forno, anche domestico), ma anche la concentrazione di ossigeno al suo interno. Solitamente, per ottimizzare il processo, anche la precedente fase di evaporazione a 105 °C viene svolta all'interno di tale forno; solo una quota di TS verrà allontanata per le analisi di filtrazione e decantazione, mentre la restante parte rimarrà all'interno del forno.
Al forno a muffola viene fatta raggiungere una temperatura interna par a 550 - 600 °C senza innalzare direttamente la temperatura, ma aumentando semplicemente la concentrazione di ossigeno al suo interno: in tal modo,gli SST e gli SDT vengono frazionati ulteriormente in componente volatile e componente non volatile. I solidi sospesi volatili (SSV) corrispondono all'aliquota di SST e SDT che, a causa del suddetto meccanismo, vengono allontanati per evaporazione dal forno a muffola; la componente di solidi sospesi non volatili, invece, rimarrà inerte come residuo secco, senza subire alcuna variazione in massa.
Apporti civili[modifica | modifica wikitesto]
Gli apporti di solidi risultano essere molto variabili in acque che convogliano in fognatura sia una quota di reflui civili, sia di origine industriale: tuttavia, sono questi ultimi a provocare le principali oscillazioni di concentrazione dei solidi, a causa di attività produttive e trattamenti specifici interni alle industrie che vanno inevitabilmente a provocare un innalzamento (o diminuzione) dei solidi presenti nel refluo.
Considerando ora dei reflui di tipo municipale (costituiti, cioè, dalla sola componente civile) otteniamo che, in buona approssimazione, le concentrazioni di solidi si mantengono su valori tipici come riportato in tabella, dove ogni quantità è espressa in g/AE·d.
| Solidi | Non volatili | Volatili | Totali |
|---|---|---|---|
| Sospesi sedimentabili | 20 | 40 | 60 |
| Sospesi non sedimentabili | 10 | 20 | 30 |
| Disciolti | 50 | 50 | 100 |
| TOTALE | 80 | 110 | 190 |
Dalla tabella si evince come il valore di SST tipici all'interno dei reflui è pari a 90 g/AE·d, circa la metà rispetto ai solidi totali (TS); circa due terzi degli SST sono sedimentabili, mentre i disciolti si ripartiscono in parti uguali tra quota volatile e non volatile.
Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]
- Bonomo L., Trattamenti delle acque reflue. Editore: McGraw-Hill Education, 2008.