Sia il trattamento dell'acqua potabile che quello delle acque reflue dipendono dalla flocculazione e dalla coagulazione.
Ogni corpo idrico contiene sostanze in sospensione. Le forze fisiche (elettricità statica) che agiscono sulle particelle più piccole (colloidi), le quali possiedono tutte una carica negativa quando sono sospese nell'acqua, si respingono a vicenda e stabilizzano i colloidi.
Questo articolo approfondirà l'uso dei coagulanti nei sistemi di trattamento dell'acqua.
Cosa sono la coagulazione e la flocculazione nel trattamento dell'acqua?
Entrambi offrono un metodo affidabile per affrontare la torbidità dell'acqua, un indicatore cruciale della qualità dell'acqua. La torbidità è definita come l'opacità o la torbidezza di un fluido, normalmente impercettibile a occhio nudo.
Per superare le forze che mantengono stabili le particelle in sospensione, la flocculazione e la coagulazione sono due processi distinti utilizzati in successione.
Le cariche delle particelle vengono neutralizzate dalla coagulazione, ma possono legarsi tra loro e aumentare di dimensioni grazie alla flocculazione, rendendo più facile la loro rimozione dal liquido.
Il processo di coagulazione nel trattamento dell'acqua
Ciò impedisce alle minuscole particelle di respingersi a vicenda e favorisce la loro aggregazione in particelle più grandi che possono unirsi. Più grande è la particella, più facile è estrarla da un liquido.
I micro-fiocchi sono questi 'grumi' di particelle più grandi, a volte invisibili a occhio nudo. Ciò indicherà che le cariche sulle particelle appena generate sono state neutralizzate, poiché l'acqua circostante dovrebbe essere pulita.
Potrebbe essere necessario più coagulante se non lo è. Se è presente troppo coagulante, le particelle torneranno a respingersi a vicenda, principalmente a causa della carica inversa.
Il coagulante viene distribuito in modo appropriato per favorire le collisioni tra le particelle grazie a una miscelazione rapida. Poiché i prodotti di idrolisi dei coagulanti metallici più potenti sono quelli che si sviluppano tra 0,01 e 1,0 secondi, il dosaggio successivo di ulteriore coagulante e la regolazione del pH sono raramente efficaci dopo l'iniezione iniziale di coagulante.
I reattori a miscelazione inversa, un tipo comune di miscelatori rapidi, hanno solitamente serbatoi quadrati con agitatori verticali. WCS progetta miscelatori in linea con controllo del gradiente di velocità per fornire le condizioni ideali per una miscelazione rapida, principalmente a causa della carica inversa, poiché spesso producono risultati inferiori alle aspettative.
Tipi di coagulanti
Nel trattamento sia dell'acqua che delle acque reflue, esistono due categorie principali di coagulanti: organici e inorganici.
Coagulanti inorganici
È stato dimostrato che la rimozione della maggior parte delle particelle in sospensione ha molto successo utilizzando coagulanti a base di alluminio e ferro. Offrono diversi vantaggi, tra cui:
• Facilitano la creazione di ioni altamente carichi che hanno un'elevata densità di carica per neutralizzare le particelle in sospensione, idratare gli idrossidi inorganici e generare catene polimeriche corte che promuovono la formazione di micro-fiocchi e fiocchi pesanti.
• In grado di filtrare alcuni dei precursori organici che potrebbero interagire con il cloro per creare sottoprodotti di disinfezione.
• Prezzi unitari convenienti ed ampia disponibilità.
Presentano alcuni svantaggi:
• Producono enormi quantità di fiocchi ricchi di metalli che devono essere smaltiti in modo ecologicamente responsabile, il che può aumentare significativamente i costi di smaltimento.
• Hanno il potenziale di modificare drasticamente il pH dell'acqua, il che richiede una regolazione del pH poiché esso è necessario per una corretta coagulazione. Richiedono inoltre attrezzature di alimentazione e stoccaggio resistenti alla corrosione.
• Il solfato ferroso, il solfato ferrico e il solfato di alluminio sono tutte sostanze estremamente acide che esauriscono l'alcalinità e abbassano il pH. D'altra parte, l'alluminato di sodio aumenterà il pH e migliorerà l'alcalinità.
Coagulanti organici
È stato dimostrato che la rimozione della maggior parte delle particelle in sospensione ha molto successo utilizzando coagulanti a base di poliammina e poli-DADMAC. I tannati funzionano molto bene con grassi e oli. Offrono diversi vantaggi, tra cui:
• Consentono a densità di carica relativamente basse di neutralizzare più efficacemente le particelle in sospensione meno cariche. Senza utilizzare metalli o idrossidi, creano catene polimeriche più lunghe che miglioreranno la produzione di micro-fiocchi.
• In grado di filtrare alcuni dei precursori organici che potrebbero interagire con il cloro per creare sottoprodotti di disinfezione.
• Forme liquide, non corrosive e pronte per l'uso immediato.
• Non influenzano il pH e ne sono raramente o difficilmente influenzati.
Presentano alcuni svantaggi:
• Prezzo unitario più elevato.
• Se la richiesta di carica è elevata, sono necessarie dosi elevate.
• Fiocchi a bassa densità: non sempre si depositano uniformemente.
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Infine, la mancata osservanza dei requisiti ambientali per il trattamento delle acque reflue espone le aziende a un crescente controllo ambientale e a gravi problemi di reputazione.
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