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Fin dalla nascita delle prime civiltà lo smaltimento dei reflui è stato un problema molto rilevante ai fini del mantenimento dei livelli di igiene ideali e per il contrasto alla proliferazione delle infezioni.
Oggi questa attività è svolta all’interno degli impianti di depurazione che in genere sono associati ad ogni città o centro urbano, anche minore.
Vediamo insieme come funziona.
Trattamenti fisici: cosa sono, come funzionano?
Il sistema fognario di un centro urbano raccoglie le acque contaminate da ciascuna utenza per portarle al più vicino centro di depurazione.
L’obiettivo è quello di rendere le acque inquinate pure e prive di qualsiasi additivo biologico, chimico o fisico, al fine di immetterle nuovamente in natura attraverso il sistema fluviale.
La prima fase di depurazione è quella caratterizzata dai trattamenti fisici che permettono di separare l’acqua dai rifiuti grossolani. Ecco alcuni esempi di trattamento fisico:
- Grigliatura: grazie al passaggio degli scarichi fognari attraverso griglie di dimensioni fisse è possibile trattenere i rifiuti grossolani dall’acqua.
- Dissabbiatura: questa parte prevede la rimozione delle sabbie in acqua; il refluo viene convogliato in grosse vasche dove si permette la sedimentazione delle componenti sabbiose e sfruttando la caduta delle particelle per gravità.
Questa parte dell’impianto è strutturata in modo tale da permettere che ci sia un flusso continuo di acqua nella vasca di sedimentazione ma che allo stesso tempo sia sufficientemente basso da permettere la sedimentazione delle sabbie. - Filtrazione: grazie all’applicazione di filtri è possibile trattenere rifiuti di grossa taglia per contatto o adesione tra le superfici
Trattamento con metodi chimici: come funziona, cosa comporta?
Dopo l’applicazione dei metodi fisici, i reflui vengono sottoposti al trattamento con metodi chimici.
Questi sfruttano l’applicazione di particolari molecole chiamate catalizzatori che permettono di velocizzare le reazioni chimiche: in questo modo, sostanze inquinanti apparentemente inerti possono reagire e degradarsi in composti più manipolabili.
Uno degli esempi che può spiegare al meglio questo passaggio è quello della chiariflocculazione in cui sostanze solidi in forma colloidale sono trasformate in sostanze di fase solida in grado di precipitare sul fondo della vasca per poi essere rimosse.
Trattamento biologico delle acque reflue: come avviene?
Il passaggio più rilevante e che rappresenta, se vogliamo, il cuore dell’intero processo di trattamento dei reflui è quello relativo ai trattamenti biologici.
Durante la fase di trattamento biologico l’impianto di depurazione sfrutta una caratteristica delle acque reflue apparentemente scontata e impossibile da sfruttare a favore della depurazione, ossia la presenza e/o immissione di microrganismi al loro interno.
Come le nostre cellule, anche i batteri hanno un loro metabolismo che trasforma dei composti in entrata, chiamati anaboliti, in composti di scarto, cataboliti.
La trasformazione degli anaboliti in cataboliti produce energia che serve al batterio per vivere.
Le sostanze inquinanti possono essere degradate dai batteri per estrapolare energia, formando composti di scarto che sono rilasciati nell’ambiente, spesso in atmosfera.
Un trattamento biologico può avvenire in presenza o in assenza di ossigeno, si parla rispettivamente di processi aerobici e processi anaerobici. Solitamente, un impianto di depurazione contiene entrambi i tipi.
Il metabolismo batterico è associato con la crescita di colonie microbiche; pertanto, la depurazione è un processo che porta all’accumulo di biomassa microbica. La comunità di microrganismi, utile al processo di depurazione, è costituita principalmente da batteri e da una variegata microfauna, che in parte sono già presenti nel liquame da trattare, in parte provengono dall’ambiente circostante.
L’insieme delle colonie batteriche ottenute grazie alla moltiplicazione di ogni singola cellula durante il processo di consumo della biomassa reflua prende il nome di fango.
Questa massa microbica a causa del peso specifico precipita sul fondo della vasca, di conseguenza grazie all’allestimento di vasche di sedimentazione è possibile l’accumulo di questa matrice sul loro fondale e il successivo allontanamento dall’acqua pulita.
Il fango prodotto può essere utilizzato nuovamente come inoculo batterico per la depurazione, oppure usato come combustibile biologico per ottenere biogas.
Potabilizzazione dell’acqua: cosa significa?
L’acqua in uscita dal trattamento biologico di depurazione è sicuramente priva di inquinanti ambientali e può essere immessa nella rete fluviale; tuttavia, non è detto che questa possa essere definita potabile.
Per essere immessa nella rete idrica l’acqua deve soddisfare dei criteri di potabilità che sono definiti in base alla concentrazione di specifiche classi di inquinanti chimici e biologici, i quali devono essere al di sotto di una soglia molto stringente.
Il passaggio fondamentale per la potabilizzazione dell’acqua è l’aggiunta di cloro o suoi derivati in soluzione che grazie al suo potere ossidante riesce a funzionare da antibatterico e garantire la purezza microbiologica dell’acqua.
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