Cos'è il trattamento terziario dell'acqua?

Cos'è il trattamento terziario dell'acqua?

Il trattamento terziario delle acque è la fase finale del trattamento delle acque reflue che rimuove i contaminanti che il trattamento primario e secondario non sono riusciti a eliminare. Migliora la qualità dell'acqua per soddisfare gli standard ambientali di scarico o per rendere l'acqua sicura per il riutilizzo.

In questo articolo, come professionista fornitore di trattamento dell'acqua, condividerò tutto ciò che riguarda il trattamento terziario dell'acqua.

Come funziona il trattamento terziario dell'acqua

Il trattamento terziario interviene dopo il trattamento primario e secondario. Sebbene siano estremamente utili per l'igiene, le prime due fasi lasciano comunque alcuni inquinanti.

Il trattamento terziario affronta i contaminanti ostinati grazie a tecnologie avanzate in modo che le strutture possano scaricare l'acqua in sicurezza o renderla potabile. Talvolta chiamata "lucidatura degli effluenti", è l'ultima linea di difesa contro agenti patogeni, sostanze chimiche e particolati pericolosi.

I metodi variano, ma spesso prevedono combinazioni di alta tecnologia:

• Sedimentazione
• Filtrazione
• Sistemi a membrana
• Assorbimento
• Scambio ionico
• Disinfezione

Il trattamento terziario non si occupa solo di ciò che passa attraverso il trattamento primario e secondario, ma anche di ciò che queste fasi lasciano dietro di sé. Con la difesa multistadio, le strutture assicurano che nessuna pietra rimanga intentata nella purificazione dell'acqua.

Il risultato è un'acqua sufficientemente sicura per l'uso potabile, la ricreazione, l'agricoltura e la fauna selvatica. Il trattamento terziario consente alle strutture situate in aree sensibili dal punto di vista ambientale di adottare ulteriori precauzioni. In questo modo si evitano danni all'ecosistema circostante.

Perché il trattamento terziario dell'acqua è importante

Il trattamento terziario sembra superfluo, dato che le fasi precedenti rimuovono già la maggior parte delle impurità. Tuttavia, la rimozione dell'1% finale fa la differenza:

Rispetto degli standard normativi

Il trattamento primario e secondario eliminano circa 85% di contaminanti. Il trattamento terziario affronta il resto per soddisfare i requisiti locali, statali e federali. Senza di esso, le strutture non potrebbero soddisfare le normative ambientali per lo scarico o il riutilizzo degli effluenti.

Riutilizzo dell'acqua

L'utilizzo di H20 riciclata riduce i prelievi dai corpi idrici naturali. Ma le acque reflue diventano riutilizzabili solo dopo che il trattamento terziario ha eliminato pericoli quali batteri, nutrienti e sostanze chimiche tossiche. Il riutilizzo agricolo e industriale richiede effluenti della massima qualità.

Ecosistemi sensibili

Le strutture che si trovano in prossimità di habitat acquatici fragili devono prendere ulteriori precauzioni per lo scarico delle acque reflue. Il trattamento terziario riduce le minacce dei tossici residui per le specie e gli ecosistemi del corpo idrico ricevente.

Aumento dell'acqua potabile

Alcune strutture all'avanguardia sono in grado di trattare le acque reflue secondo gli standard di qualità dell'acqua potabile. Dopo un rigoroso trattamento terziario e avanzato, l'H20 un tempo ritenuta inutilizzabile diventa una valida fonte di acqua potabile.

Come si può vedere, il trattamento terziario fa il passo più lungo della gamba per proteggere la salute umana e ambientale ovunque le strutture scarichino le acque reflue o riutilizzino gli effluenti.

Metodi comuni di trattamento terziario dell'acqua

Le configurazioni terziarie variano in base agli obiettivi del trattamento e alle esigenze locali. Tuttavia, la maggior parte si basa su almeno uno o una combinazione dei seguenti metodi:

Filtrazione

La filtrazione utilizza barriere fisiche per intrappolare il particolato presente dopo la chiarificazione iniziale. I filtri terziari più comuni sono la sabbia, i filtri multimediali, i tessuti e i microschermi:

• Filtri a sabbia contengono strati di sabbia e ghiaia che afferrano le particelle al passaggio dell'acqua.
• Filtri multimediali contengono una miscela di antracite, sabbia e granato per catturare particelle di diverse dimensioni.
• Filtri a disco utilizzano file di dischi in rete di poliestere per filtrare l'acqua a livelli estremamente fini.
• Microschermi impiegano schermi in acciaio inossidabile o in rete sintetica con pori microscopici per catturare le particelle.

Il controlavaggio pulisce i filtri quando si saturano. Il processo inverte il flusso dell'acqua per eliminare i solidi accumulati.

Sistemi a membrana

I sistemi a membrana separano i contaminanti utilizzando film sottili e porosi. Quando l'acqua di partenza passa attraverso la barriera della membrana, il particolato e le impurità si concentrano nel flusso di scarto, mentre il permeato contiene l'acqua del prodotto chiarificata.

L'osmosi inversa e la nanofiltrazione sono metodi di membrana comuni per il trattamento terziario:

Osmosi inversa (RO) utilizza una pressione estrema per spingere l'acqua attraverso membrane semipermeabili che respingono sali, sostanze organiche, batteri e altro ancora. La RO rimuove fino a 99% di impurità, producendo un effluente di qualità quasi distillata.
Nanofiltrazione funziona in modo simile, ma utilizza membrane con dimensioni dei pori comprese tra la RO e l'ultrafiltrazione. Queste membrane filtrano ioni divalenti, sostanze organiche di grandi dimensioni e batteri.

Poiché funzionano senza l'uso di sostanze chimiche, sia la RO che la nanofiltrazione generano scarti minimi. Tuttavia, il fouling della membrana che riduce l'efficacia nel tempo rimane una sfida operativa.

Assorbimento

L'adsorbimento estrae composti e particolati facendoli aderire a un substrato solido. Il carbone attivo granulare è il mezzo più comune. Quando l'acqua scorre attraverso i letti di carbone, gli inquinanti si attaccano alla superficie porosa del carbone attraverso forze intermolecolari. Questo rimuove efficacemente le tracce di composti organici e i sapori e gli odori residui.

Gli operatori rigenerano il carbone saturo attraverso la riattivazione termica o la degradazione microbica. Altrimenti, il carbone esaurito diventa un rifiuto solido che deve essere smaltito in modo appropriato.

Scambio ionico

Lo scambio ionico altera la chimica dell'acqua per rimuovere metalli pesanti, radionuclidi, nitrati e altri ioni. Il processo scambia gli ioni bersaglio con altri più innocui utilizzando un letto di resina di scambio. Lo scambio cationico scambia gli ioni con carica positiva, mentre lo scambio anionico sostituisce gli ioni con carica negativa.

Ad esempio, un letto di scambio cationico rimuove gli ioni di durezza come il calcio (Ca2+) scambiandoli con ioni di sodio (Na+) non scalabili. Il calcio e il sodio si scambiano semplicemente di posto, addolcendo l'acqua.

Una volta esaurita la capacità di scambio, la rigenerazione riporta il letto a condizioni utilizzabili. La maggior parte dei sistemi utilizza acido, idrossido di sodio caustico o salamoia per riattivare la resina.

Disinfezione

Poiché il trattamento terziario si occupa di inquinanti in tracce, la maggior parte delle configurazioni aggiunge un disinfettante finale per eliminare gli agenti patogeni. I disinfettanti chimici più comuni sono:

Cloro uccide immediatamente i microbi attraverso la distruzione della membrana cellulare. Le strutture di tutto il mondo lo utilizzano come disinfettante primario e finale.
Biossido di cloro funziona in modo simile, ma senza produrre sottoprodotti dannosi come i trialometani (THM) e gli acidi aloacetici (HAA).
Ozono distrugge i microrganismi ossidando i componenti cellulari.

Oltre ai prodotti chimici, le strutture avanzate utilizzano spesso radiazione ultravioletta. Quando l'acqua passa attraverso le lampade UV, i raggi modificano il DNA dei microbi in modo che non possano replicarsi. Questo processo fisico garantisce una disinfezione efficace senza l'uso di biocidi tossici.

Applicazioni di trattamento terziario dell'acqua nel mondo reale

I metodi terziari si adattano a sfide di trattamento uniche in settori come le acque reflue, gli alimenti e le bevande, il petrolio e il gas, l'industria mineraria e altri ancora.

Ad esempio, l'impianto di purificazione avanzata dell'Orange County Water District, in California, tratta le acque reflue per il riutilizzo potabile indiretto. Il processo combina microfiltrazione, osmosi inversa e disinfezione UV con ossidazione avanzata prima di inviare l'acqua a pozzi di iniezione sotterranei. Dopo un ulteriore trattamento della falda acquifera, l'H20 raggiunge infine i pozzi di acqua potabile a decine di chilometri di distanza.

Gli impianti NEWater di Singapore trattano le acque reflue municipali a livelli ultra-puliti per il riutilizzo diretto non potabile. Dopo la microfiltrazione, la RO e i raggi UV, l'acqua viene sottoposta a un post-trattamento con minerali e inibitori della corrosione per diventare adatta agli impianti industriali che richiedono una purezza estrema.

Questi sono solo due esempi di trattamento terziario innovativo che consente un riutilizzo sostenibile e affidabile dell'acqua. Poiché le risorse di acqua dolce sono sotto pressione a livello globale, questo tipo di depurazione all'avanguardia diventerà essenziale.

Guardare avanti con il trattamento terziario

I continui progressi consentono ai metodi terziari di spingere la rimozione dei contaminanti a livelli finora irraggiungibili. Un giorno tecnologie come l'osmosi in avanti, l'ossidazione avanzata e persino membrane e sorbenti nanomateriali potrebbero rendere il trattamento terziario ancora più efficace.

Ma anche in assenza di grandi scoperte, il trattamento terziario sblocca già un potenziale inestimabile di riutilizzo dell'acqua grazie a tecniche collaudate. Quando si fa leva sulla scienza e sull'ingegneria, le strutture implementano un trattamento terziario personalizzato per raggiungere quasi tutti gli obiettivi di qualità dell'acqua immaginabili.

Che cos'è il trattamento terziario delle acque? In sostanza, è la fase vitale che rende possibile il riutilizzo degli effluenti e la sostenibilità ecologica per le comunità moderne.

Dopo averne appreso il ruolo e la funzione, si capisce che il trattamento terziario è tutt'altro che ridondante o eccessivo. È un catalizzatore indispensabile che consente un utilizzo intelligente dell'acqua in un mondo a risorse limitate.