In che modo gli impianti di trattamento dell'acqua filtrano l'acqua dolce?
Poiché le risorse idriche diventano sempre più scarse in tutto il mondo, gli impianti di trattamento delle acque stanno diventando sempre più importanti. Queste strutture non solo purificano le fonti d’acqua inquinate trasformandole in acqua dolce potabile, ma svolgono anche un ruolo chiave nella protezione della salute pubblica e dell’ambiente.
Allora come fareimpianti di trattamento delle acquefiltrare l'acqua da varie fonti in acqua dolce pulita e potabile? Questo articolo approfondirà il processo operativo, le applicazioni tecniche e i principi scientifici alla base degli impianti di trattamento delle acque.
Qual è il flusso di lavoro di un impianto di trattamento delle acque?
Il flusso di lavoro di un impianto di trattamento delle acque è generalmente suddiviso nelle seguenti fasi principali: pretrattamento, trattamento primario, trattamento secondario e trattamento terziario. Ogni fase ha i suoi obiettivi specifici e i suoi mezzi tecnici.
1. Pretrattamento:
Il pretrattamento è il primo passotrattamento delle acqueT. Il suo scopo principale è rimuovere particelle di grandi dimensioni e solidi sospesi dall'acqua per evitare danni e blocchi alle successive apparecchiature di trattamento. Il pretrattamento solitamente comprende le seguenti fasi:
● Filtrazione a griglia e schermo:Utilizzare griglie e schermi per rimuovere particelle di grandi dimensioni come grossi pezzi di spazzatura, foglie, sacchetti di plastica, ecc.
● Camera di sabbiatura:Utilizzare camere di sabbiatura per rimuovere particelle inorganiche più grandi come sabbia e ghiaia.
● Preossidazione:Aggiungendo ossidanti (come cloro o ozono), la materia organica e gli ioni metallici vengono inizialmente ossidati per controllare l'odore e prevenire la riproduzione dei microrganismi.
2. Trattamento primario:
Lo scopo principale del trattamento primario è rimuovere i solidi sospesi e parte della materia organica nell'acqua. I metodi comuni includono:
● Coagulazione e flocculazione:Aggiungere coagulanti (come allume o cloruro di polialluminio) all'acqua per condensare la materia fine sospesa in particelle flocculanti più grandi, che vengono poi ulteriormente aggregate dai flocculanti (come la poliacrilammide).
● Sedimentazione:Le particelle solide formate dalla flocculazione vengono separate dall'acqua mediante sedimentazione per gravità formando fanghi che si depositano sul fondo della vasca di sedimentazione.
3. Trattamento secondario:
Il trattamento secondario mira principalmente alla materia organica disciolta e alle sostanze fini sospese e purifica ulteriormente la qualità dell'acqua attraverso il trattamento biologico e metodi di trattamento fisico e chimico:
● Trattamento biologico:Gli inquinanti organici vengono rimossi dal metabolismo microbico. I metodi di trattamento biologico comuni includono il metodo a fanghi attivi, il metodo del letto percolatore e il reattore batch di sequenziamento (SBR). Il metodo dei fanghi attivi utilizza microrganismi aerobici per decomporre la materia organica, generare anidride carbonica e acqua e allo stesso tempo formare fanghi attivi.
● Filtrazione:Rimuovere ulteriormente le sostanze sospese residue e i microrganismi attraverso filtri a sabbia o filtri a carbone. I filtri a sabbia utilizzano l'effetto di filtrazione degli strati di sabbia per rimuovere la materia sospesa, mentre i filtri a carbone utilizzano le caratteristiche di adsorbimento del carbone attivo per rimuovere la materia organica e gli odori.
4. Trattamento terziario:
Il trattamento terziario è la fase finale del trattamento dell'acqua. L’obiettivo principale è rimuovere inquinanti specifici come azoto, fosforo, metalli pesanti e microinquinanti e disinfettare per garantire la sicurezza della qualità dell’acqua:
● Ossidazione avanzata:Utilizzare ossidanti come ozono, luce ultravioletta o perossido di idrogeno per decomporre ulteriormente la materia organica e i microinquinanti difficili da degradare.
● Denitrificazione e rimozione del fosforo:Rimuovere i composti di azoto e fosforo dall'acqua attraverso la precipitazione chimica o la denitrificazione biologica e la tecnologia di rimozione del fosforo per prevenire l'eutrofizzazione dei corpi idrici.
● Disinfezione:Utilizzare cloro, biossido di cloro, ozono o luce ultravioletta per disinfettare l'acqua, uccidere i microrganismi patogeni e garantire che gli indicatori microbici dell'effluente soddisfino gli standard dell'acqua potabile.
Applicazione della moderna tecnologia di trattamento dell'acqua
Oltre ai tradizionali metodi di trattamento dell'acqua, i moderni impianti di trattamento dell'acqua utilizzano ampiamente anche alcune tecnologie avanzate per migliorare l'efficienza del trattamento e la qualità dell'acqua:
1. Osmosi inversa (RO):
La tecnologia dell'osmosi inversa utilizza membrane semipermeabili per rimuovere dall'acqua i sali disciolti, i metalli pesanti, la materia organica e i microrganismi. Il sistema RO fa passare l'acqua attraverso una membrana con pori estremamente piccoli ad alta pressione, consentendo il passaggio solo delle molecole d'acqua e intercettando la maggior parte degli inquinanti. La tecnologia dell'osmosi inversa è ampiamente utilizzata nella desalinizzazione dell'acqua di mare e nella preparazione di acqua ad elevata purezza.
2. Ultrafiltrazione (UF) e nanofiltrazione (NF):
Le tecnologie di ultrafiltrazione e nanofiltrazione utilizzano membrane con diverse dimensioni dei pori per filtrare la materia sospesa, i colloidi, i batteri e parte della materia organica solubile nell'acqua. La dimensione dei pori delle membrane di ultrafiltrazione è generalmente compresa tra 0,01 e 0,1 micron, mentre la dimensione dei pori delle membrane di nanofiltrazione è più piccola, il che può intercettare materia organica con peso molecolare inferiore e ioni multivalenti. L'ultrafiltrazione e la nanofiltrazione sono spesso utilizzate per il pretrattamento o come pretrattamento per l'osmosi inversa.
3. Bioreattore a membrana (MBR)
L'MBR unisce i vantaggi del trattamento biologico e della filtrazione su membrana. Sulla base del metodo a fanghi attivi vengono aggiunte membrane di ultrafiltrazione o microfiltrazione per purificare ulteriormente l'acqua trattata biologicamente. Il sistema MBR presenta i vantaggi di un ingombro ridotto, di un'elevata qualità degli effluenti e di una bassa produzione di fanghi ed è ampiamente utilizzato negli impianti di trattamento delle acque di piccole e medie dimensioni e nei progetti di acqua riciclata.
4. Trattamento elettrochimico dell'acqua:
Elettrochimicotecnologia per il trattamento dell'acquautilizza reazioni elettrochimiche per rimuovere gli inquinanti dall'acqua, come l'elettrocoagulazione, l'elettroossidazione e l'elettroassorbimento. Questa tecnologia presenta i vantaggi di un'elevata efficienza di trattamento, un basso consumo energetico e un basso dosaggio di prodotti chimici. È adatto al trattamento di acque reflue organiche ad alta concentrazione e acque reflue contenenti metalli pesanti.
Gestione e conduzione di impianti di trattamento acque
Un trattamento efficiente dell’acqua non dipende solo da tecnologie e attrezzature avanzate, ma richiede anche una gestione e un funzionamento scientifici:
1. Automazione e intelligenza:
I moderni impianti di trattamento delle acque utilizzano ampiamente sistemi di controllo automatizzati e piattaforme di gestione intelligenti per ottenere il monitoraggio e la regolazione in tempo reale del processo di trattamento delle acque. Attraverso sensori e strumenti analitici online, vengono raccolti dati sulla qualità dell’acqua, i parametri di trattamento vengono ottimizzati e l’efficienza e la stabilità del trattamento vengono migliorate.
2. Tutela dell'ambiente e sviluppo sostenibile:
Durante il funzionamento, gli impianti di trattamento delle acque si concentrano sulla protezione dell'ambiente e sullo sviluppo sostenibile e adottano tecnologie di risparmio energetico e riduzione dei consumi per ridurre il consumo energetico e le emissioni di carbonio. Allo stesso tempo, attraverso l’utilizzo delle risorse dei fanghi e il riutilizzo delle acque reflue, si riduce il carico ambientale e si realizza il riciclaggio delle risorse idriche.
3. Monitoraggio e garanzia della qualità dell'acqua:
Al fine di garantire che la qualità degli effluenti soddisfi gli standard, l'impianto di trattamento delle acque ha istituito un sistema completo di monitoraggio della qualità dell'acqua per testare e valutare regolarmente la qualità dell'acqua. Attraverso l'analisi di laboratorio e il monitoraggio online, i problemi di qualità dell'acqua vengono scoperti e risolti in modo tempestivo per garantire la sicurezza dell'approvvigionamento idrico.
Conclusione
Impianti di trattamento delle acquesvolgono un ruolo insostituibile nel purificare le risorse idriche e nel garantire la sicurezza dell’acqua potabile. Attraverso processi scientifici a più fasi come pretrattamento, trattamento primario, trattamento secondario e trattamento terziario, combinati con la moderna tecnologia di trattamento dell'acqua, gli impianti di trattamento dell'acqua sono in grado di purificare l'acqua da varie fonti in acqua dolce sicura e pulita.