La moderna civiltà industriale, che pure vanta il merito di aver contribuito in larga misura all’aumento del benessere materiale di molte nazioni, è tuttavia in gran parte responsabile di un grave inconveniente tipico dei nostri tempi, vale a dire l’inquinamento dell’aria e delle acque, ossia i mezzi essenziali alla vita dell’uomo, degli animali e delle piante.

L’inquinamento delle acque può essere di tipo domestico, agricolo ed industriale. L’inquinamento domestico è dovuto agli scarichi delle fognature urbane contenenti prodotti del metabolismo umano, residui alimentari, detergenti e rifiuti vari; esso è particolarmente sensibile nelle zone fortemente industrializzate, ad alta concentrazione di popolazione che vive con un tenore di vita elevato.
L’inquinamento agricolo è dovuto ai concimi chimici e soprattutto agli anticrittogamici ed insetticidi, dei quali si fa un uso sempre crescente; è anch’esso caratteristico delle zone ad agricoltura industrializzata. L’inquinamento industriale è causato dallo scarico delle acque residue delle fabbriche, contenenti sensibili quantità di materie prime, di prodotti finiti e di sottoprodotti, tutte sostanze che sono spesso altamente nocive.
Benchè esista una grande varietà di specie di inquinamento, esse si possono sempre ricondurre a tre casi fondamentali, ossia: mancanza d’ossigeno, presenza di sostanze tossiche o comunque nocive, variazioni di temperatura.
Gli scarichi domestici, e molti scarichi industriali, contengono forti quantità di sostanze organiche. Queste sostanze, quando giungono in un corso d’acqua, vengono attaccate da batteri aerobi i quali, utilizzando l’ossigeno disciolto, trasformano il carbonio della sostanza organica in anidride carbonica, lo zolfo in solfato, l’azoto in nitrato, il fosforo in fosfato, ossia tutte sostanze innocue. Questa capacità delle acque naturali dicesi potere autodepurante. Esso è notevole, ma non illimitato, e se l’inquinamento è tale da consumare tutto l’ossigeno originariamente presente nell’acqua e quello che vi perviene per effetto dell’assorbimento dall’atmosfera, subentra l’azione dei batteri anaerobi, i quali trasformano gli elementi sopra elencati in sostanze nocive, rispettivamente metano, idrogeno solforato, ammoniaca e idrogeno fosforato.

Come trattare le acque residue delle industrie

Le acque residue delle industrie possono essere trattate e smaltite secondo differenti sistemi. Essi sono:
a) scarico diretto in acque pubbliche;
b) scarico diretto nella fognatura comunale;
c) trattamento completo presso lo stabilimento;
d) pretrattamento presso lo stabilimento e scarico della fognatura comunale.

Il metodo a) è da scartare in ogni caso, mentre il metodo c) è molto costoso, e va adottato solo quando gli altri non sono attuabili. Il metodo b) presuppone che la fognatura sia dotata di un impianto terminale di purificazione meccanico-biologica, che gli effluenti industriali non contengano sostanze che possano danneggiare i manufatti o avvelenare i batteri che operano la purificazione nell’impianto stesso, ed infine che gli effluenti industriali abbiano una composizione ed una portata costanti nel tempo. Il metodo d) è solitamente il più efficace ed economico. L’industria potrà limitarsi ed effettuare un trattamento preliminare meccanico o chimico dei propri effluenti, allo scopo di renderli accettabili nella fogna comunale.

Trattamenti meccanici

Appartengono a questo gruppo quei processi con i quali si rimuovono dalle acque residue le sostanze estranee non disciolte. Essi comprendono:
a) l’eliminazione delle sostanze solide grossolane, che potrebbero danneggiare le pompe o altri apparecchi. Questa operazione si effettua mediante grigliatura.
b) l’eliminazione delle sostanze sabbiose e argillose, che sarebbero assai nocive per diverse parti dell’impianto a causa del loro potere abrasivo. I desabbiatori consistono in canalette entro le quali l’acqua mantiene una velocità costante ed atta a provocare la sedimentazione dei detriti silicei, ma non delle sostanze organiche sospese, che sono molto più leggere.
c) l’eliminazione di oli e grassi, che potrebbero pregiudicare le successive fasi di purificazione biologica e chimica. Queste sostanze vengono rimosse facendole passare entro piccoli bacini di scolmatura. Se invece le materie grasse si trovano sotto forma di emulsione, è necessario trattarle con metodi di coagulazione chimica.
d) l’eliminazione delle sostanze solide fini, che può essere ottenuta mediante filtrazione meccanica o sedimentazione. La filtrazione meccanica (così chiamata per distinguerla dalla filtrazione biologica) è eseguita con filtri a sabbia operanti a pressione atmosfera, o più raramente con filtri sotto vuoto o a pressione. La sedimentazione è certamente il più importante dei procedimenti di depurazione meccanica, e costituisce inoltre il sistema più economico per ridurre l’inquinamento delle acque residue. La sedimentazione delle acque di scarico non differisce sostanzialmente da quelle delle acque per uso industriale, e quindi anche le apparecchiature e la tecnica sono simili.

Trattamenti biologici

I processi biologici si basano sul fatto che le sostanze organiche disciolte nelle acque di scarico si lasciano decomporre in presenza di microrganismi. Nei metodi aerobi l’acqua di scarico è posta in contatto, entro apposite stazioni, con aria introdottavi secondo differenti sistemi, allo scopo di favorire la crescita dei batteri aerobi. I principali metodi biologici aerobi sono i filtri percolatori e il metodo a fanghi attivi.

Trattamenti chimici

I metodi finora esaminati servono per separare le sostanze che sono contenute nelle acque residue sotto forma di sospensione, oppure quelle sostanze che sono suscettibili di demolizione microbica. Un trattamento meccanico-biologico è quindi normalmente sufficiente per depurare acque di origine esclusivamente domestica. Se invece gli scarichi sono di origine industriale o mista, essi contengono spesso sostanze inorganiche ed organiche che sono tossiche o comunque nocive. I processi chimici (intesi in senso lato) sono basati sulla capacità delle sostanze contenute nelle acque di scarico, di reagire con determinati prodotti chimici, per dare composti innocui. Sono quindi compresi in questa definizione anche i metodi che comportano una separazione della sostanza nociva, e che con maggior proprietà si potrebbero definire chimico-fisici. I principali procedimenti di depurazione chimica sono: neutralizzazione, ossidazione, riduzione, adsorbimento, scambio ionico, estrazione, precipitazione e coagulazione.

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