grigliatura, desabbiatura e desoleazione;

sedimentazione;

filtrazione e centrifugazione;

trattamenti termici;

degasaggio;

distillazione;

osmosi inversa.

Grigliatura,(I) dessabbiatura e desoleazione. (E)

Sia le acque di scarico, sia le acque di approvvigionamento possono trascinare con sé particelle solide, quali sabbie silicee, materiali plastici, frammenti vegetali, colloidi vari: queste particelle differiscono non soltanto per la natura ( peso specifico o massa volumica ) ma anche per dimensioni, che vanno da quelle microscopicamente apprezzabili, alle sospensioni non sedimentabili ed alle dispersioni colloidali.

Grigliatura: (F)

in presenza di particelle solide di dimensioni macroscopiche occorre effettuare un trattamento di grigliatura, che è costituito da un passaggio attraverso una vera e propria griglia, cioè una serie di sbarre metalliche parallele tra loro, ancorate a una armatura ad una distanza inferiore a quella delle particelle che si vogliono trattenere. In alcuni casi si effettua una microgrigliatura, utilizzando un tamburo rotante che reca fori delle volute dimensioni.

Il buon funzionamento di questa fase è condizionato dalla regolare pulizia della griglia, che può essere effettuata manualmente o con un apposito pettine meccanico.

Desabbiatura: (E) (I)

le particelle sabbiose vengono separate attraverso l’ impiego di una canaletta desabbiatrice.

Questa canaletta, della lunghezza di alcuni metri, realizza una separazione della sabbia dall’ acqua con un’ efficienza che dipende da vari fattori: dimensione e peso specifico delle particelle, portata,  velocità di flusso e superficie del desabbiatore.

Desoleazione:

Una migliore separazione delle sabbie dalle particelle di natura organica, a volte oleose, si può ottenere tramite insufflazione: una opportuna immissione di bolle d’aria nel liquido fa affiorare alla superficie le sostanze organiche, gli oli ed i grassi, che vengono separati in zone laterali o terminali, mentre la sabbia decanta e la sostanza organica sedimentabile passa oltre.

Sedimentazione: (I)

il solido sospeso in un liquido si deposita sul fondo del recipiente, per effetto del suo più elevato peso specifico rispetto a quello del liquido stesso. La velocità di sedimentazione è funzione della differenza di peso specifico tra il solido e il liquido, della viscosità del liquido e anche della forma e dimensioni del solido.

Le sostanze possono essere in dispersione grossolana, come per esempio la sabbia, ed in sospensione finissima, come il limo; quando le particelle hanno dimensione inferiore a 10 micron, si tratta di sostanze in dispersione.

La sedimentazione viene attuata quando sia possibile far precipitare le sostanze in sospensione entro tempi non superiori alle 3 – 4 ore; in caso contrario si adottano metodi che impiegano agenti che provocano la riunione delle particelle in fiocchi, che sedimentano più velocemente delle singole particelle.

Nella sedimentazione si forma un strato superiore limpido, acqua chiarificata, uno strato intermedio torbido ed uno strato inferiore di fango, nel quale si ha la maggiore concentrazione di solido.

La sedimentazione può essere:

1)      discontinua quando la sospensione viene introdotta nel decantatore e lasciata riposare, lo strato limpido aumenta con il tempo in modo che sul fondo si raccoglie uno strato ispessito dove sono raccolte le particelle che erano in sospensione;

2)      continua quando la sospensione viene alimentata in continuo ed il liquido limpido viene asportato in continuo: in questo caso per allontanare il solido sospeso si deve lasciare un tempo sufficiente affinché la particella cada sul fondo.

Filtrazione e centrifugazione (F) (E) (I)

Si definisce filtrazione la separazione della componente solida da una torbida, mediante passaggio su una membrana atta a trattenere i solidi permettendo il passaggio del liquido. La tecnica di filtrazione dipende dalla concentrazione e dalle caratteristiche della fase solida: il più semplice tipo di filtrazione è quello a gravità, che nella tecnologia delle acque si realizza mediante passaggiosu filtro a sabbia, formato da una vasca di calcestruzzo a fondo perforato, riempita da strati di ghiaia nella parte inferiore e di sabbia in quella superiore. L’ acqua percola dall’ alto verso il basso e si raccoglie sotto il fondo perforato; le particelle sospese sono trattenute dalla massa filtrante.

Se gli strati filtranti silicei sono contenuti in un recipiente a tenuta, si può realizzare un filtro a pressione, nel quale l’ ingombro è minore a parità di portata. I filtri a pressione richiedono maggiori costi di installazione e di gestione, ma permettono portate di alcune decine di m³/(m² ·ora).

Centrifugazione

Una alternativa alla filtrazione è la centrifugazione; una centrifuga è costituita da un apposito recipiente a parete finemente bucherellata, entro il quale viene introdotta la torbida; il rotore ruota a grande velocità e la torbida viene spinta contro la parete dalla forza centrifuga.Mentre il liquido attraversa la parete, il solido forma sulla parete stessa, all’ interno del rotore, un pannello.

I trattamenti termici.

Il trattamento delle acque può avvenire per via termica:

evaporazione quando un refluo contiene sostanze organiche il cui potere calorifico sia tale da compensare il costo del calore necessario per l’ evaporazione, oppure quando le sostanze contenute possono trovare utile impiego e vi è concreta possibilità di reimpiego a costi accettabili, può essere preso in considerazione il trattamento evaporativo.

Degasaggio

A volte bisogna eliminare dall’ acqua  gas disciolti e sostanze volatili insufflando aria che riduce la loro pressione parziale.

Distillazione   (I) 

E’ uno dei processi più antichi per ottenere acqua ad alta purezza, ma è anche uno dei processi più costosi, in quanto è necessario evaporare la quasi totalità dell’ acqua che si vuole depurare; industrialmente la distillazione è sostituita dalla deionizzazione.

La distillazione viene usata per la dissalazione dell’ acqua di mare; si riesce a produrre acqua a basso contenuto di sali, per ottenere sia acqua potabile sia acqua per uso industriale, di raffreddamento e di processo.

In tutti i sistemi di dissalazione si evapora solo una parte di acqua, per cui si ottiene una produzione di acqua dissalata e di una salamoia, che viene scaricata in mare dopo averne ricuperato il calore per scambio con l’ acqua di alimentazione ed in alcuni casi viene utilizzata per ricuperare NaCl ed altri sali.

Invece di evaporare l’ acqua in un solo stadio e condensare il vapore prodotto, passa in un secondo stadio, dove a pressione leggermente ridotta evapora un altro quantitativo di acqua; si ha un sistema a due, tre stadi, raramente si va oltre, si chiama sistema a multiplo effetto.

Osmosi inversa (E) (ES)

 Attraverso una membrana semipermeabile, che separa due soluzioni a diversa concentrazione, si ha un flusso di liquido dalla soluzione più diluita a quella più concentrata ed il fenomeno prende il nome di osmosi; si è raggiunto l’ equilibrio dinamico e la pressione idrostatica corrispondente dà il valore della pressione osmotica.

La pressione osmotica è una proprietà colligativa delle soluzioni e perciò, nel caso di soluti ionici, la pressione osmotica è direttamente proporzionale al numero di ioni in soluzione e non alla concentrazione molare.

Se in un recipiente che contiene una soluzione, separata dal solvente da una membrana, si applica una pressione superiore a quella osmotica, la soluzione tenderà a concentrarsi per il passaggio del solvente attraverso la membrana: il fenomeno si chiama osmosi inversa.

Attraverso l’ osmosi inversa è possibile ottenere la separazione di acqua sufficientemente pura da soluzioni acquose, in quanto la membrana permette il passaggio del solo solvente, in questo caso acqua. L’ osmosi inversa è stata applicata principalmente nella dissalazione dell’ acqua di mare e di acque salate; l’ acqua viene fatta passare nella cella di osmosi ad una pressione superiore a quella osmotica: l’acqua dolce passerà attraverso la membrana e si raccoglierà nella parte inferiore della cella, mentre nella parte superiore si preleva una soluzione salina più concentrata di quella alimentata.