Inquinamento idrico: tipi, fonti, effetti e controllo (4274 parole)
Leggi questo articolo per conoscere i tipi, le fonti, gli effetti e il controllo dell'inquinamento delle acque!
L'inquinamento delle acque è la contaminazione dei corpi idrici (ad es. Laghi, fiumi, oceani e acque sotterranee). L'inquinamento idrico colpisce le piante e gli organismi che vivono in questi corpi idrici e in quasi tutti i casi l'effetto è dannoso non solo per le singole specie e popolazioni, ma anche per le comunità naturali.
Cortesia dell'immagine: oneworldenvironmental.com/waterpollution.jpg
L'inquinamento idrico si verifica quando gli inquinanti sono scaricati direttamente o indirettamente nei corpi idrici senza un trattamento adeguato per rimuovere i composti dannosi. L'inquinamento da fonte puntuale si riferisce ai contaminanti che entrano in un corso d'acqua attraverso un convogliatore discreto, come un tubo o un fosso. Esempi di fonti in questa categoria includono scarichi da un impianto di trattamento delle acque reflue, una fabbrica o un drenaggio di città.
Inquinamento da fonte non puntuale: l'inquinamento da fonte non puntuale (NPS) si riferisce alla contaminazione diffusa che non proviene da una singola fonte discreta. L'inquinamento da NPS è spesso l'effetto cumulativo di piccole quantità di contaminanti raccolti da una vasta area. Un esempio tipico è la lisciviazione di composti dell'azoto provenienti da terreni agricoli fertilizzati. Anche il deflusso di nutrienti nell'acqua piovana da "flusso di fogli" su un campo agricolo o forestale viene citato come esempio di inquinamento da NPS.
L'acqua piovana contaminata lavata via da parcheggi, strade e autostrade, chiamato deflusso urbano, a volte è inclusa nella categoria di inquinamento NP. Tuttavia, questo deflusso è tipicamente incanalato nei sistemi di drenaggio e scaricato attraverso i tubi verso le acque superficiali locali ed è una fonte puntiforme. Tuttavia, se tale acqua non viene canalizzata e drena direttamente a terra, è una fonte non puntuale.
Tipi di inquinamento dell'acqua:
Esistono due tipi di inquinamento delle acque: inquinamento delle acque sotterranee e inquinamento delle acque superficiali
io. Inquinamento delle acque sotterranee:
Considerevole quantità di acqua della Terra si trova nel suolo o sotto strutture rocciose chiamate falde acquifere. Le persone usano le falde acquifere per ottenere acqua potabile e costruire pozzi per accedervi. Nel caso in cui quest'acqua sia inquinata, si parla di inquinamento delle acque sotterranee. Questo è causato dalla contaminazione da pesticidi dal suolo e questo può infettare l'acqua potabile e portare a problemi enormi.
Le acque sotterranee si riferiscono all'acqua raccolta sotto la superficie terrestre. Le fonti di acque sotterranee sono pioggia, neve, grandine, nevischio, ecc. L'acqua che cade sulla superficie terrestre continua a viaggiare verso il basso a causa della gravità, fino a quando una zona arriva dove è satura di acqua.
A questa profondità, gli spazi tra il terreno e le particelle di roccia si riempiono di acqua. Questa particolare zona è nota come zona saturata. La parte più in alto della zona saturata viene definita tavola d'acqua. Il livello della falda varia a seconda della stagione, è più alto in primavera e più basso in estate.
Le acque sotterranee sono collegate alle acque superficiali come fiumi, torrenti e laghi. Infatti, vi è uno scambio continuo di acqua tra le acque di superficie e le acque sotterranee. L'inquinamento delle acque sotterranee è un cambiamento nelle proprietà delle acque sotterranee a causa della contaminazione da parte di microbi, sostanze chimiche, sostanze pericolose e altre particelle estranee. È un tipo importante di inquinamento delle acque. Le fonti di inquinamento delle acque sotterranee sono naturali (depositi di minerali nelle rocce) o artificiali.
Le fonti naturali sono meno dannose rispetto alle sostanze chimiche pericolose generate dalle attività umane. Qualsiasi sostanza chimica presente sulla superficie può viaggiare sottoterra e causare inquinamento delle falde acquifere. L'infiltrazione della sostanza chimica dipende dal tipo chimico, dalla porosità del suolo e dall'idrologia.
Una delle principali fonti di inquinamento delle acque sotterranee è l'industria. La produzione e altre industrie chimiche richiedono acqua per scopi di lavorazione e pulizia. L'acqua utilizzata viene riciclata nuovamente alle risorse idriche senza un adeguato trattamento, che a sua volta provoca l'inquinamento delle acque sotterranee.
Va inoltre osservato che i rifiuti industriali solidi che vengono scaricati in determinate aree contribuiscono anche all'inquinamento delle falde acquifere. Quando l'acqua piovana filtra verso il basso, scioglie alcune di queste sostanze nocive e contamina le falde acquifere.
Un'altra fonte di inquinamento delle acque sotterranee è l'agricoltura; i fertilizzanti, i pesticidi e le altre sostanze chimiche utilizzate nelle piante in crescita contaminano le falde acquifere. Le aree residenziali generano anche inquinanti (microrganismi e composti organici) per la contaminazione delle acque sotterranee.
L'inquinante delle acque sotterranee può essere suddiviso in sorgenti puntiformi e non puntiforme in base alla natura dello smaltimento. Il primo si riferisce a contaminanti provenienti da una fonte particolare come il tubo di scarico o il serbatoio; mentre la fonte non puntuale è diffusa su vaste aree (ad esempio, pesticidi e fertilizzanti).
L'inquinamento delle acque sotterranee non può essere completamente impedito. Poiché esistono fonti diverse, non è sempre pratico prevenire la contaminazione delle acque sotterranee. Tuttavia, non vi è dubbio che le persone possono contribuire in molti modi a ridurre l'inquinamento delle falde acquifere.
Alcuni dei consigli di base sono il corretto smaltimento dei rifiuti, lo stoccaggio impermeabile di prodotti chimici domestici (vernici, medicinali e detergenti) e prodotti chimici agricoli per evitare la lisciviazione, ecc. L'installazione corretta dei sistemi settici e la pulizia regolare ridurranno la contaminazione delle falde acquifere.
È molto difficile e costoso trattare acque sotterranee contaminate. Quindi, è meglio ridurre al minimo il rischio di inquinamento delle acque sotterranee. Dovrebbero essere implementati programmi di sensibilizzazione pubblica sull'importanza delle falde acquifere e sui modi per minimizzarne la contaminazione.
ii. Inquinamento delle acque superficiali:
Queste sono le risorse idriche naturali della Terra. Questi si trovano all'esterno della crosta terrestre, oceani, fiumi e laghi.
L'acqua è un bene essenziale per la sopravvivenza. Abbiamo bisogno di acqua per bere, cucinare, fare il bagno, lavare, irrigare e per operazioni industriali. La maggior parte dell'acqua per tali usi proviene da fiumi, laghi o sorgenti di acque sotterranee. L'acqua ha la proprietà di dissolvere molte sostanze in esso, quindi, può facilmente essere inquinata.
L'inquinamento dell'acqua può essere causato da "fonti puntuali" o "fonti non puntiformi". Le sorgenti puntuali sono siti specifici vicino all'acqua che scaricano direttamente gli effluenti in essi. Le principali fonti di inquinamento idrico sono le industrie, le centrali elettriche, le miniere di carbone sotterranee, i pozzi petroliferi offshore ecc.
Lo scarico da fonti non puntiformi non si trova in un particolare sito, piuttosto, queste fonti sono disperse, che singolarmente o collettivamente inquinano l'acqua. Il deflusso superficiale dai campi agricoli, i piccoli scarichi di drenaggio, le strade e i campi che spazzano l'acqua piovana, la deposizione atmosferica, ecc., Sono le fonti non puntiformi dell'inquinamento idrico.
Fonti di inquinamento delle acque superficiali:
1. acque reflue:
Lo svuotamento degli scarichi e delle fognature nei corpi di acqua dolce provoca inquinamento delle acque. Il problema è grave nelle città.
2. Effluenti industriali:
I rifiuti industriali contenenti sostanze chimiche tossiche, acidi, alcali, sali metallici, fenoli, cianuri, ammoniaca, sostanze radioattive, ecc., Sono fonti di inquinamento idrico. Inoltre causano inquinamento termico (termico) dell'acqua.
3. Detersivi sintetici:
I detergenti sintetici utilizzati nel lavaggio e nella pulizia producono schiuma e inquinano l'acqua.
4. Prodotti agrochimici:
Agrofarmaci come fertilizzanti (contenenti nitrati e fosfati) e pesticidi (insetticidi, fungicidi, erbicidi, ecc.) Lavati dall'acqua piovana e dal deflusso superficiale inquinano l'acqua.
5. Olio:
La fuoriuscita di petrolio nell'acqua di mare durante la perforazione e la spedizione lo inquinano.
6. Calore residuo:
Il calore residuo da scarichi industriali aumenta la temperatura dei corpi idrici e influenza la distribuzione e la sopravvivenza delle specie sensibili.
Fonti e tipi di inquinanti dell'acqua:
Gli agenti patogeni:
I batteri coliformi sono un indicatore batterico comunemente usato di inquinamento delle acque, sebbene non sia una vera causa di malattia. Altri microrganismi che si trovano talvolta nelle acque superficiali che hanno causato problemi di salute umana includono:
io. Burkholderia pseudomallei.
ii. Cryptosporidium parvum.
iii. Giardia lamblia "non e 'Inglese.
iv. Salmonella.
v. Novovirus e altri virus.
VI. Vermi parassiti (elminti).
Alti livelli di agenti patogeni possono derivare da scarichi di acque reflue trattati inadeguatamente. Ciò può essere causato da un impianto di trattamento delle acque reflue progettato con meno di un trattamento secondario (più tipico nei paesi meno sviluppati. Nei paesi sviluppati, le città più vecchie con infrastrutture obsolete possono avere sistemi di raccolta delle fognature che perdono liquidi (tubi, pompe, valvole) tracimazioni di fognature Alcune città hanno anche fogne combinate, che possono scaricare acque reflue non trattate durante le piogge. Le scariche di agenti patogeni possono anche essere causate da operazioni di allevamento mal gestite.
Sostanze chimiche e altri contaminanti: i contaminanti possono includere sostanze organiche e inorganiche.
Gli inquinanti organici dell'acqua includono:
io. Detergenti.
ii. Sottoprodotti di disinfezione trovati in acqua potabile chimicamente disinfettata, come il cloroformio.
iii. Rifiuti di trasformazione alimentare, che possono includere sostanze, grassi e grassi che richiedono ossigeno.
iv. Insetticidi ed erbicidi, una vasta gamma di organohalides e altri composti chimici.
v. Idrocarburi di petrolio, compresi carburanti (benzina, gasolio, carburanti per jet e olio combustibile) e lubrificanti (olio per motori) e sottoprodotti della combustione di carburante, dal deflusso dell'acqua piovana.
VI. I detriti di alberi e cespugli dalle operazioni di registrazione.
vii. Composti organici volatili (VOC), come i solventi industriali.
viii. Vari composti chimici trovati nell'igiene personale e nei prodotti cosmetici.
Gli inquinanti dell'acqua inorganici sono:
io. Pallini di resina grezza industriale di pre-produzione.
ii. Metalli pesanti compreso il drenaggio delle miniere di acido, rifiuti chimici come sottoprodotti industriali.
iii. Acidità dovuta a scarichi industriali come il biossido di zolfo.
iv. Limo nel deflusso superficiale a causa di pratiche di registrazione, di taglio e di bruciatura, cantieri edili o siti di bonifica.
v. Concimi nel deflusso dall'agricoltura inclusi nitrati e fosfati.
Altri agenti:
io. La combustione del carbone porta al rilascio di mercurio nell'atmosfera. Questo entra nei fiumi, laghi e acque sotterranee. Questo è molto pericoloso per donne in gravidanza e bambini.
ii. L'allevamento di bovini e suini provoca una quantità significativa di rifiuti pieni di sostanze nutritive.
iii. I fertilizzanti che hanno una grande quantità di azoto e fosforo causano un elevato fabbisogno biologico di ossigeno nell'acqua. L'elevata quantità di BOD è responsabile della deplezione di ossigeno nei corpi idrici.
iv. L'insediamento umano lungo le rive dei fiumi provoca il riversamento di rifiuti umani, animali e industriali.
Effetto dell'inquinamento idrico:
io. disturbi:
Alcuni inquinanti come il sodio possono causare malattie cardiovascolari, mentre il mercurio e il piombo causano disturbi nervosi.
ii. Sostanze tossiche:
Il DDT è materiale tossico che può causare cambiamenti cromosomici. Alcune di queste sostanze come pesticidi, metilmercurio, ecc., Si spostano nei corpi degli organismi dal mezzo in cui vivono questi organismi. Queste sostanze tendono ad accumularsi nel corpo dell'organismo dal cibo medio. Questo processo è chiamato bioaccumulo o bio concentrazione. La concentrazione di queste sostanze tossiche si accumula a livelli successivi della catena alimentare. Questo processo è chiamato bio-ingrandimenti.
iii. Inquinamento dell'acqua:
L'inquinamento da fluoro causa difetti nei denti e nelle ossa, una malattia chiamata fluorosi, mentre l'arsenico può causare danni significativi al fegato e al sistema nervoso. Oltre a tutto ciò, i composti organici presenti nell'acqua inquinata facilitano la crescita di alghe e altre erbe infestanti, che a loro volta utilizzano più ossigeno disciolto nell'acqua. Questo riduce la quantità di ossigeno disciolto nell'acqua e la conseguente mancanza di ossigeno per la vita acquatica.
iv. Amianto:
Questo inquinante è un grave pericolo per la salute e cancerogeno. Le fibre di amianto possono essere inalate e causare malattie come l'asbestosi, il mesotelioma, il cancro del polmone, il cancro intestinale e il cancro del fegato.
v. Mercurio:
Questo è un elemento metallico e può causare problemi di salute e ambientali. È una sostanza non biodegradabile, quindi è difficile da pulire una volta che l'ambiente è contaminato. Il mercurio è anche dannoso per la salute degli animali in quanto può causare malattie attraverso l'avvelenamento da mercurio.
VI. fosfati:
Il maggiore uso di fertilizzanti significa che i fosfati vengono più spesso lavati dal suolo e nei fiumi e nei laghi. Questo può causare eutrofizzazione, che può essere molto problematico per gli ambienti marini.
vii. oli:
L'olio non si scioglie nell'acqua; invece forma uno strato spesso sulla superficie dell'acqua. Questo può impedire alle piante marine di ricevere abbastanza luce per la fotosintesi. È anche dannoso per i pesci e gli uccelli marini.
viii. Petrolchimico:
Questo è formato da gas o benzina e può essere tossico per la vita marina.
ix. La materia organica che raggiunge i corpi idrici viene decomposta dai microrganismi presenti nell'acqua. Per questo degrado, si consuma ossigeno disciolto nell'acqua. L'ossigeno disciolto (DO) è la quantità di ossigeno disciolto in una data quantità di acqua a una particolare temperatura e pressione atmosferica.
La quantità di ossigeno disciolto dipende dall'aerazione, dall'attività fotosintetica in acqua, dalla respirazione di animali e piante e dalla temperatura ambientale. Il valore di saturazione di DO varia da 8-15 mg / L. Per le specie ittiche attive (trota e salmone) sono richiesti 5-8 mg / L di DO, mentre le specie meno desiderabili come la carpa possono sopravvivere a 3, 0 mg / L di DO.Lower DO può essere dannoso per gli animali, in particolare per la popolazione ittica. L'esaurimento di ossigeno (deossigenante) aiuta a liberare i fosfati dai sedimenti di fondo e causa l'eutrofizzazione.
X. L'aggiunta di composti contenenti azoto e fosforo contribuisce alla crescita di alghe e altre piante che, quando muoiono e si deteriorano, consumano ossigeno dall'acqua. In condizioni anaerobiche si producono gas maleodoranti. La crescita eccessiva o la decomposizione del materiale vegetale cambieranno la concentrazione di CO 2 che cambierà ulteriormente il pH dell'acqua. Le variazioni di pH, ossigeno e temperatura cambieranno molte caratteristiche fisico-chimiche dell'acqua.
xi. Il piombo nell'acqua può essere rilasciato dalle tubature dell'acqua poiché il piombo viene utilizzato nelle tubature. L'avvelenamento da piombo colpisce il sistema riproduttivo dei reni, il fegato, il cervello e il sistema nervoso centrale. Provoca anche anemia e ritardo mentale nei bambini.
xii. Gli ioni nitrati presenti nell'acqua sono dannosi per la salute umana. Da fertilizzanti azotati, gli ioni nitrato filtrano nei corpi idrici da dove questi possono accumularsi nei corpi dei consumatori. Nello stomaco il nitrato si riduce al nitrito ed è responsabile della sindrome del bambino blu e del cancro allo stomaco.
Controllo dell'inquinamento idrico:
I seguenti punti possono aiutare a ridurre l'inquinamento delle acque da fonti non puntiformi.
(i) Uso giudizioso di prodotti agrochimici come pesticidi e fertilizzanti che ridurranno il loro scorrimento superficiale e la loro lisciviazione. L'uso di questi su terreni in pendenza dovrebbe essere evitato.
(ii) Uso di impianti di fissazione dell'azoto per integrare l'uso di fertilizzanti.
(iii) Adottare la gestione integrata dei parassiti per ridurre la maggiore dipendenza dai pesticidi.
(iv) Prevenire il deflusso di letame. Deviare tali rushi al bacino per il pagamento. L'acqua ricca di nutrienti può essere utilizzata come fertilizzante nei campi.
(v) Deve essere previsto un drenaggio separato dei liquami e dell'acqua piovana per evitare il traboccamento dei liquami con acqua piovana.
(vi) Piantare alberi ridurrebbe l'inquinamento da sedimenti e impedirà anche l'erosione del suolo.
Per il controllo dell'inquinamento idrico da fonti puntuali, il trattamento delle acque reflue è essenziale prima di essere scaricato. I parametri considerati per la riduzione di tale acqua sono: solidi totali, domanda biologica di ossigeno (BOD), domanda chimica di ossigeno (COD), nitrati e fosfati, olio e grasso, metalli tossici, ecc. Le acque reflue devono essere adeguatamente trattate da primarie e secondarie trattamenti per ridurre il BOD, i livelli di COD fino ai livelli consentiti per lo scarico.
Il trattamento delle acque reflue, o il trattamento delle acque reflue domestiche, è il processo di rimozione dei contaminanti dalle acque reflue e dai liquami domestici, sia in caso di deflusso (effluenti) che domestici. Include i processi fisici, chimici e biologici per rimuovere i contaminanti fisici, chimici e biologici. Il suo obiettivo è quello di produrre un flusso di rifiuti di fluidi (o acque di scarico trattati) sicuri per l'ambiente e rifiuti solidi (o fanghi trattati) idonei per lo smaltimento o il riutilizzo (solitamente come concime agricolo).
Le acque di scarico sono create da stabilimenti residenziali, istituzionali, commerciali e industriali e comprendono i rifiuti domestici dei rifiuti provenienti da bagni, bagni, docce, cucine, lavandini e così via che vengono smaltiti tramite le fognature. In molte aree, i liquami comprendono anche i rifiuti liquidi dell'industria.
Le acque reflue possono essere trattate vicino a dove sono state create (in fosse settiche, bio-installatori o sistemi di trattamento aerobico), oppure raccolte e trasportate attraverso una rete di tubi e stazioni di pompaggio ad un impianto di trattamento municipale.
La raccolta e il trattamento delle acque reflue sono in genere soggetti a regolamenti e norme locali, statali e federali. Le fonti industriali di acque reflue richiedono spesso processi di trattamento specializzati (vedere Trattamento delle acque reflue industriali).
Il trattamento convenzionale delle acque reflue può riguardare tre fasi, denominate trattamento primario, secondario e terziario. Il trattamento primario consiste nel trattenere temporaneamente il liquame in una vasca tranquilla dove i solidi pesanti possono depositarsi sul fondo mentre olio, grasso e solidi più leggeri galleggiano in superficie. I materiali sedimentati e galleggianti vengono rimossi e il liquido rimanente può essere scaricato o sottoposto a trattamento secondario.
Il trattamento secondario rimuove la sostanza biologica disciolta e sospesa. Il trattamento secondario è tipicamente eseguito da microrganismi indigeni, trasportati dall'acqua in un habitat gestito. Il trattamento secondario può richiedere un processo di separazione per rimuovere i microrganismi dall'acqua trattata prima della dimissione o del trattamento terziario.
Il trattamento terziario è talvolta definito come qualcosa di più del trattamento primario e secondario. L'acqua trattata a volte viene disinfettata chimicamente o fisicamente (ad esempio, dalle lagune e dalle microfiltrazioni) prima di essere scaricata in un corso d'acqua, un fiume, una baia, una laguna o una zona umida, oppure può essere utilizzata per l'irrigazione di un campo da golf, verde o parco. Se è sufficientemente pulito, può essere utilizzato anche per la ricarica delle acque sotterranee o per scopi agricoli.
io. Il pretrattamento rimuove i materiali che possono essere facilmente raccolti dalle acque reflue prima di danneggiare o intasare le pompe e gli skimmer dei chiarificatori del trattamento primario (spazzatura, rami degli alberi, foglie, ecc.).
ii. Selezione:
L'acqua fognaria influente è schermata per rimuovere tutti gli oggetti di grandi dimensioni trasportati nel flusso delle acque reflue. Questo è più comunemente fatto con uno schermo di barra rastrellato meccanicamente automatizzato in impianti moderni che servono grandi popolazioni, mentre in impianti più piccoli o meno moderni può essere utilizzato uno schermo pulito manualmente.
L'azione di rastrellatura di uno schermo a barre meccanico viene tipicamente stimolata in base all'accumulo sugli schermi delle barre e / o alla portata. I solidi vengono raccolti e successivamente smaltiti in discarica o inceneriti. Per ottimizzare la rimozione dei solidi è possibile utilizzare schermi a barre o schermi a maglie di varie dimensioni. Se i solidi grossolani non vengono rimossi, vengono intrappolati nei tubi e nelle parti mobili.
iii. Rimozione della grana:
Il pretrattamento può includere un canale o una camera di sabbia o granulosità in cui la velocità delle acque di scarico in ingresso viene regolata per consentire il consolidamento di sabbia, sabbia, pietre e vetri rotti. Queste particelle vengono rimosse perché possono danneggiare le pompe e altre apparecchiature. Per i piccoli sistemi fognari sanitari, le camere a sabbia potrebbero non essere necessarie, ma la rimozione della sabbia è auspicabile negli impianti più grandi.
iv. Rimozione di grasso e grasso:
Il grasso e il grasso vengono rimossi facendo passare il liquame attraverso un piccolo serbatoio dove gli skimmer raccolgono il grasso che galleggia sulla superficie. Gli aeratori nella base del serbatoio possono anche essere utilizzati per aiutare a recuperare il grasso come schiuma. Nella maggior parte delle piante, tuttavia, la rimozione di grasso e grasso avviene nel serbatoio di insediamento primario mediante skimmers meccanici di superficie.
v. Trattamento primario:
Nella fase di sedimentazione primaria, le acque reflue fluiscono attraverso grandi serbatoi, comunemente chiamati "chiarificatori primari" o "vasche di sedimentazione primaria". I serbatoi sono usati per sedimentare i fanghi mentre grasso e oli salgono in superficie e vengono rimossi.
Le vasche di decantazione primarie sono solitamente dotate di raschiatori meccanicamente azionati che guidano continuamente il fango raccolto verso una tramoggia nella base del serbatoio dove viene pompato agli impianti di trattamento dei fanghi. Grasso e olio dal materiale galleggiante possono talvolta essere recuperati per la saponificazione.
Le dimensioni del serbatoio dovrebbero essere progettate per effettuare la rimozione di un'alta percentuale di galleggianti e fanghi. Un tipico serbatoio di sedimentazione può rimuovere dal 60 al 65 per cento di solidi in sospensione e dal 30 al 35 per cento del fabbisogno di ossigeno biochimico (BOD) dal liquame.
VI. Trattamento secondario:
Il trattamento secondario è progettato per degradare in modo sostanziale il contenuto biologico del liquame derivante da rifiuti umani, rifiuti alimentari, saponi e detergenti. La maggior parte delle piante municipali trattano il liquame depurato con processi biologici aerobici. Per essere efficace, il biota richiede ossigeno e cibo per vivere.
I batteri e i protozoi consumano contaminanti organici solubili biodegradabili (ad es. Zuccheri, grassi, molecole di carbonio a catena corta, ecc.) E legano gran parte delle frazioni meno solubili in floe. I sistemi di trattamento secondari sono classificati come sistemi a film fissi oa crescita sospesa.
I sistemi di crescita a film fissi o collegati includono filtri percolatori e contattori biologici rotanti, in cui la biomassa cresce sui supporti e le acque reflue passano sulla sua superficie. I sistemi a crescita sospesa comprendono il fango attivo, in cui la biomassa viene miscelata con i liquami e può essere utilizzata in uno spazio più piccolo rispetto ai sistemi a film fisso che trattano la stessa quantità di acqua.
Tuttavia, i sistemi a film fisso sono maggiormente in grado di far fronte a drastici cambiamenti nella quantità di materiale biologico e possono fornire tassi di rimozione più elevati per il materiale organico e i solidi sospesi rispetto ai sistemi di crescita sospesi.
vii. Contattori biologici rotanti:
I contattori biologici rotanti (RBC) sono sistemi meccanici di trattamento secondario, che sono robusti e in grado di resistere a sbalzi di carico organico. I globuli rossi sono stati installati per la prima volta in Germania nel 1960 e da allora sono stati sviluppati e perfezionati in un'unità operativa affidabile.
I dischi rotanti supportano la crescita di batteri e microrganismi presenti nei liquami, che abbattono e stabilizzano gli inquinanti organici. Per avere successo, i microrganismi hanno bisogno sia di ossigeno per vivere che di cibo per crescere. L'ossigeno viene ottenuto dall'atmosfera mentre i dischi ruotano. Man mano che i microrganismi crescono, si accumulano sul supporto fino a quando non vengono espulsi a causa delle forze di taglio fornite dai dischi rotanti nei liquami.
L'effluente dal RBC viene quindi passato attraverso chiarificanti finali dove i microrganismi in sospensione si depositano come fanghi. Il fango viene ritirato dal chiarificante per un ulteriore trattamento. Un sistema di filtraggio biologico funzionalmente simile è diventato popolare come parte della filtrazione e purificazione dell'acquario domestico.
L'acqua dell'acquario viene prelevata dal serbatoio e poi fatta passare a cascata su una ruota a maglie di fibra ondulata che gira liberamente prima di passare attraverso un filtro mediale e di nuovo nell'acquario. La ruota a maglie rotanti sviluppa un rivestimento a biofilm di microrganismi che si nutrono dei rifiuti sospesi nell'acqua dell'acquario e sono anche esposti all'atmosfera mentre ruota la ruota. Questo è particolarmente utile per rimuovere i rifiuti di urea e ammoniaca urinati nell'acqua dell'acquario dai pesci e altri animali.
viii. Filtri aerati biologici:
La rimozione dell'azoto avviene attraverso l'ossidazione biologica dell'azoto dall'ammoniaca (nitrificazione) al nitrato, seguita dalla denitrificazione, dalla riduzione del nitrato al gas azoto. L'azoto gassoso viene rilasciato nell'atmosfera e quindi rimosso dall'acqua. La nitrificazione stessa è un processo aerobico in due fasi, ogni fase facilitata da un diverso tipo di batteri.
L'ossidazione dell'ammoniaca (NH 3 ) in nitrito (NO 3 ) è spesso facilitata da Nitrosomonas spp. (nitroso riferito alla formazione di un gruppo funzionale nitroso). Nitrito ossidazione a nitrato (NO 3 ), anche se tradizionalmente ritenuto facilitato da Nitrobacter spp. (nitro che fa riferimento alla formazione di un gruppo nitro-funzionale), è ora noto essere facilitato nell'ambiente quasi esclusivamente da Nitrospira spp.De-nitrificazione richiede condizioni anossiche per incoraggiare le comunità biologiche appropriate a formare. È facilitato da un'ampia varietà di batteri.
ix. Sedimentazione secondaria:
Il passaggio finale nella fase di trattamento secondario consiste nel sistemare il lume biologico o filtrare il materiale attraverso un chiarificatore secondario e produrre acque reflue contenenti bassi livelli di materiale organico e sostanze sospese.
X. Trattamento terziario:
Lo scopo del trattamento terziario è quello di fornire una fase finale di trattamento per aumentare la qualità dell'effluente prima che venga scaricata nell'ambiente ricevente (mare, fiume, lago, terra, ecc.). Più di un processo di trattamento terziario può essere utilizzato in qualsiasi impianto di trattamento. Se si pratica la disinfezione, è sempre il processo finale. Viene anche chiamato "levigatura degli effluenti".
xi. La filtrazione a sabbia rimuove gran parte della materia sospesa residua. La filtrazione su carbone attivo, chiamato anche adsorbimento di carbonio, rimuove le tossine residue.
xii. La laguna offre un assestamento e un ulteriore miglioramento biologico attraverso lo stoccaggio in grandi stagni o lagune artificiali. Queste lagune sono altamente aerobiche e la colonizzazione da parte dei macrofiti nativi, specialmente le ance, è spesso incoraggiata. I piccoli invertebrati che si nutrono di filtri come la dafnia e le specie di Rotifera contribuiscono notevolmente al trattamento rimuovendo le polveri sottili.
Trattamento e smaltimento dei fanghi:
io. Digestione anaerobica:
La digestione anaerobica è un processo batterico che viene effettuato in assenza di ossigeno. Il processo può essere sia la digestione termofila, in cui il fango viene fermentato in serbatoi a una temperatura di 55 ° C, o mesofilo, ad una temperatura di circa 36 ° C.
Pur consentendo tempi di ritenzione più brevi (e quindi serbatoi più piccoli), la digestione termofila è più costosa in termini di consumo energetico per il riscaldamento dei fanghi. La digestione anaerobica è il più comune (mesofilo) trattamento delle acque reflue domestiche in fosse settiche, che normalmente trattengono i liquami da un giorno a due giorni, riducendo il BOD di circa il 35-40%.
Questa riduzione può essere aumentata con una combinazione di trattamento anaerobico e aerobico installando unità di trattamento aerobico (ATU) nella fossa settica. Una delle principali caratteristiche della digestione anaerobica è la produzione di biogas (il componente più utile è il metano), che può essere utilizzato nei generatori per la produzione di elettricità e / o nelle caldaie per il riscaldamento.
ii. Digestione aerobica:
La digestione aerobica è un processo batterico che si verifica in presenza di ossigeno. In condizioni aerobiche, i batteri consumano rapidamente materia organica e la convertono in anidride carbonica. I costi operativi erano tipicamente molto maggiori per la digestione aerobica a causa dell'energia utilizzata dai ventilatori, dalle pompe e dai motori necessari per aggiungere ossigeno al processo. La digestione aerobica può essere ottenuta anche utilizzando sistemi di diffusori o aeratori a getto per ossidare il fango.
iii. compostaggio:
Il compostaggio è anche un processo aerobico che comporta la miscelazione del fango con fonti di carbonio come segatura, paglia o trucioli di legno. In presenza di ossigeno, i batteri digeriscono sia i solidi delle acque reflue che la fonte di carbonio aggiunta e, così facendo, producono una grande quantità di calore.
iv. Incenerimento:
L'incenerimento dei fanghi è meno comune a causa dei problemi di emissioni atmosferiche e del combustibile supplementare (tipicamente gas naturale o olio combustibile) necessario per bruciare il fango a basso potere calorifico e vaporizzare l'acqua residua.
Gli inceneritori a più focolari a gradini con tempi di permanenza elevati e inceneritori a letto fluido sono i sistemi più comuni utilizzati per la combustione dei fanghi delle acque reflue. Occasionalmente viene effettuata la co-combustione nei termovalorizzatori urbani, questa opzione è meno costosa presumendo che esistano già impianti per i rifiuti solidi e non vi è alcuna necessità di combustibile ausiliario.
v. Smaltimento dei fanghi:
Quando viene prodotto un fango liquido, può essere necessario un ulteriore trattamento per renderlo idoneo allo smaltimento finale. Tipicamente, i fanghi sono addensati (disidratati) per ridurre i volumi trasportati fuori sede per lo smaltimento.
Non esiste un processo che elimina completamente la necessità di smaltire i bio-solidi. Esiste tuttavia un ulteriore passaggio che alcune città stanno adottando per surriscaldare i fanghi e convertirli in piccoli granuli pelletizzati ad alto contenuto di azoto e altri materiali organici.
