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- Sistemi di trattamento delle acque EDI ecc.
- Linea di riempimento acqua per bottiglie/secchi/sacchetti
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- Trattamento completo delle acque
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Impianti di depurazione delle acque reflue
Le acque reflue industriali si riferiscono alle acque di scarico, ai liquami e ai liquidi di scarto generati nei processi di produzione industriale, che contengono materiali di produzione industriale, prodotti intermedi e prodotti dispersi nell'acqua, nonché inquinanti generati nel processo produttivo. Con il rapido sviluppo dell'industria, le tipologie e le quantità di acque reflue sono in rapido aumento e l'inquinamento dei corpi idrici sta diventando sempre più esteso e grave, minacciando la salute e la sicurezza umana. Ai fini della tutela ambientale, il trattamento delle acque reflue industriali è più importante del trattamento delle acque reflue urbane.
Le acque reflue industriali comprendono le acque di scarico della produzione, le acque di depurazione e le acque di raffreddamento, e si riferiscono ai liquidi di scarto generati nel processo produttivo industriale. Contengono materiali di produzione industriale, prodotti intermedi, sottoprodotti e inquinanti generati durante il processo produttivo e dispersi nell'acqua. Esistono molti tipi di acque reflue industriali con una composizione complessa. Ad esempio, le acque reflue dell'industria dei sali elettrolitici contengono mercurio, le acque reflue dell'industria della fusione di metalli pesanti contengono piombo, cadmio e altri metalli, le acque reflue dell'industria galvanica contengono cianuro, cromo e altri metalli pesanti, le acque reflue dell'industria della raffinazione del petrolio contengono fenolo, le acque reflue dell'industria della produzione di pesticidi contengono vari pesticidi e così via. Poiché le acque reflue industriali spesso contengono una varietà di sostanze tossiche e l'inquinamento ambientale è molto dannoso per la salute umana, è necessario sviluppare un utilizzo completo, trasformare il danno in beneficio e, in base alla composizione e alla concentrazione degli inquinanti presenti nelle acque reflue, adottare le opportune misure di depurazione prima dello scarico.
Gestione delle acque reflue
Esistono generalmente tre metodi per la classificazione delle acque reflue:
La prima classificazione si basa sulle proprietà chimiche dei principali inquinanti contenuti nelle acque reflue industriali. Le acque reflue inorganiche sono quelle che contengono principalmente inquinanti inorganici, mentre le acque reflue organiche sono quelle che contengono principalmente inquinanti organici. Ad esempio, le acque reflue provenienti dalla galvanica e dalla lavorazione dei minerali sono acque reflue inorganiche; le acque reflue provenienti dalla lavorazione degli alimenti o del petrolio sono acque reflue organiche.
La seconda categoria è classificata in base ai prodotti e agli oggetti di trattamento delle imprese industriali, come le acque reflue metallurgiche, le acque reflue della cartiera, le acque reflue della cokeria, le acque reflue della decapaggio dei metalli, le acque reflue dei fertilizzanti chimici, le acque reflue della stampa e tintura tessile, le acque reflue dei coloranti, le acque reflue della concia, le acque reflue dei pesticidi, le acque reflue delle centrali elettriche, ecc.
La terza classificazione si basa sui principali componenti degli inquinanti contenuti nelle acque reflue, come acque reflue acide, alcaline, contenenti cianogeni, cromo, cadmio, mercurio, fenolo, aldeide, olio, zolfo, fosforo organico e radioattive.
Le prime due classificazioni non fanno riferimento ai principali componenti degli inquinanti contenuti nelle acque reflue e non indicano la loro pericolosità. Il terzo metodo di classificazione, invece, evidenzia chiaramente la composizione dei principali inquinanti presenti nelle acque reflue, il che può indicare il livello di pericolosità delle stesse.
Inoltre, a causa della difficoltà di trattamento delle acque reflue e dei danni che esse provocano, i principali inquinanti presenti nelle acque reflue vengono suddivisi in tre categorie: la prima categoria è costituita dal calore di scarto, proveniente principalmente dall'acqua di raffreddamento, che può essere riutilizzata; la seconda categoria comprende gli inquinanti convenzionali, ovvero sostanze prive di tossicità evidente e facilmente biodegradabili, tra cui materia organica biodegradabile, composti utilizzabili come bionutrienti e solidi sospesi, ecc.; la terza categoria comprende gli inquinanti tossici, ovvero sostanze tossiche e non facilmente biodegradabili, tra cui metalli pesanti, composti tossici e composti organici non facilmente biodegradabili.
In realtà, un singolo settore industriale può scaricare diverse tipologie di acque reflue di diversa natura, e ciascuna di esse conterrà inquinanti diversi e avrà effetti inquinanti differenti. Le tintorie, ad esempio, scaricano acque reflue sia acide che alcaline. Le acque reflue provenienti dalla stampa e dalla tintura tessile, a causa dei diversi tessuti e coloranti utilizzati, presentano inquinanti ed effetti inquinanti molto diversi. Persino le acque reflue di un singolo impianto di produzione possono contenere contemporaneamente diversi inquinanti. Ad esempio, le acque di condensazione dei vapori di petrolio provenienti da impianti di distillazione, cracking, cokizzazione, laminazione e altri dispositivi delle torri di raffinazione, possono contenere fenolo, olio e solfuri. Anche in diverse imprese industriali, sebbene i prodotti, le materie prime e i processi di lavorazione siano completamente diversi, possono essere scaricate acque reflue di natura simile. Ad esempio, raffinerie di petrolio, impianti chimici e impianti di cokizzazione possono scaricare acque reflue contenenti olio e fenolo.
Rischi legati alle acque reflue
1. Le acque reflue industriali vengono scaricate direttamente in canali, fiumi e laghi, inquinando le acque superficiali. Se la tossicità è relativamente elevata, può causare la morte o addirittura l'estinzione di piante e animali acquatici.
2. Le acque reflue industriali possono anche penetrare nelle falde acquifere e inquinarle, contaminando così le colture.
3. Se gli abitanti della zona utilizzano acqua superficiale o sotterranea inquinata come acqua potabile, ciò metterà a rischio la loro salute e, nei casi più gravi, la loro vita.
4. Infiltrazione di acque reflue industriali nel terreno, con conseguente inquinamento del suolo. Ciò influisce sulla crescita dei microrganismi nelle piante e nel terreno.
5. Alcune acque reflue industriali hanno anche un cattivo odore e inquinano l'aria.
6. Le sostanze tossiche e nocive presenti nelle acque reflue industriali rimangono nell'organismo attraverso l'assorbimento da parte delle piante, per poi raggiungere il corpo umano attraverso la catena alimentare, causando danni all'organismo.
I danni ambientali causati dalle acque reflue industriali sono considerevoli, e l'"incidente di Minamata" e l'"incidente di Toyama", annoverati tra gli "otto maggiori incidenti di pubblica utilità" del XX secolo, sono stati causati dall'inquinamento da acque reflue industriali.
Principio di trattamento
Il trattamento efficace delle acque reflue industriali dovrebbe seguire i seguenti principi:
(1) La cosa più fondamentale è riformare il processo produttivo ed eliminare, per quanto possibile, la generazione di acque reflue tossiche e nocive nel processo produttivo. Sostituire i materiali o i prodotti tossici con materiali o prodotti non tossici.
(2) Nel processo di produzione di materie prime tossiche e prodotti e prodotti intermedi tossici, devono essere adottati processi e attrezzature tecnologiche ragionevoli e devono essere attuate operazioni e supervisione rigorose per eliminare le perdite e ridurre al minimo le perdite.
(3) Le acque reflue contenenti sostanze altamente tossiche, come alcuni metalli pesanti, sostanze radioattive, elevate concentrazioni di fenolo, cianuro e altre acque reflue devono essere separate dalle altre acque reflue, in modo da facilitare il trattamento e il recupero delle sostanze utili.
(4) Alcune acque reflue con portata elevata e basso inquinamento, come le acque reflue di raffreddamento, non dovrebbero essere scaricate nella rete fognaria, in modo da non aumentare il carico delle acque reflue urbane e degli impianti di depurazione. Tali acque reflue dovrebbero essere riciclate dopo un adeguato trattamento nell'impianto.
(5) Le acque reflue organiche con composizione e proprietà simili alle acque reflue urbane, come le acque reflue della cartiera, della produzione di zucchero e della lavorazione degli alimenti, possono essere scaricate nel sistema fognario urbano. Dovrebbero essere costruiti grandi impianti di depurazione, comprendenti stagni di ossidazione biologica, serbatoi di depurazione, sistemi di trattamento del terreno e altre strutture di trattamento semplici e fattibili costruite in base alle condizioni locali. Rispetto ai piccoli impianti di depurazione, i grandi impianti di depurazione non solo possono ridurre significativamente i costi di costruzione e di esercizio, ma anche mantenere facilmente buone condizioni operative ed effetti di trattamento grazie alla stabilità della quantità e della qualità dell'acqua.
(6) Alcune acque reflue tossiche che possono essere biodegradabili, come le acque reflue contenenti fenolo e cianuro, possono essere scaricate nella rete fognaria urbana secondo lo standard di scarico consentito dopo il trattamento nell'impianto e l'ulteriore trattamento di degradazione bioossidativa da parte dell'impianto di depurazione.
(7) Le acque reflue contenenti inquinanti tossici difficili da biodegradare non devono essere scaricate nelle fognature urbane e trasportate agli impianti di depurazione, ma devono essere trattate separatamente.
La tendenza evolutiva nel trattamento delle acque reflue industriali è quella di riciclare le acque reflue e gli inquinanti trasformandoli in risorse utili o di implementare un sistema a ciclo chiuso.
Metodo di trattamento
I principali metodi per il trattamento di acque reflue organiche refrattarie ad alta concentrazione includono ossidazione chimica, estrazione, adsorbimento, incenerimento, ossidazione catalitica, metodi biochimici, ecc. Il metodo biochimico presenta un processo consolidato, attrezzature semplici, un'elevata capacità di trattamento, bassi costi operativi ed è anche il metodo più utilizzato nel trattamento delle acque reflue.
Nei progetti di trattamento delle acque reflue, si utilizzano principalmente processi biochimici tradizionali, come il metodo A/O, il metodo A2/O o processi migliorati. Il processo a fanghi attivi è il metodo di trattamento biologico delle acque reflue organiche più comunemente utilizzato. I fanghi attivi rappresentano il metodo di trattamento biologico artificiale più efficiente, grazie all'ampia superficie specifica, all'elevata attività e al buon trasferimento di massa.
Metodo di trattamento delle acque reflue industriali:
1. Ossido di ozono:
Grazie alla sua elevata capacità ossidante, l'ozono possiede proprietà purificanti e disinfettanti; per questo motivo, questa tecnologia è ampiamente utilizzata nel trattamento delle acque reflue contenenti xantato. L'ossidazione con ozono è un metodo efficace per rimuovere lo xantato dalle soluzioni acquose.
2. Metodo di adsorbimento:
L'adsorbimento è un metodo di trattamento delle acque che utilizza materiali adsorbenti per separare gli inquinanti dall'acqua. Il metodo di adsorbimento è ampiamente utilizzato grazie all'abbondanza di materie prime disponibili e all'ottimo rapporto costo-efficacia. Gli adsorbenti più comuni sono il carbone attivo, la zeolite, le scorie e altri ancora.
3. Metodo di ossidazione catalitica:
La tecnologia di ossidazione catalitica è un metodo che utilizza catalizzatori per accelerare la reazione chimica tra inquinanti e ossidanti nelle acque reflue e rimuovere gli inquinanti dall'acqua. I metodi di ossidazione catalitica includono: il metodo di ossidazione fotocatalitica e il metodo di ossidazione elettrocatalitica. Questo metodo ha un'ampia gamma di applicazioni e risultati notevoli. Si tratta di una tecnologia di ossidazione avanzata che si dimostra particolarmente efficace nel trattamento di acque reflue industriali organiche complesse.
4. Metodo di coagulazione e precipitazione:
Il metodo di coagulazione-precipitazione è un metodo comune di depurazione profonda delle acque reflue che utilizza un coagulante. È necessario aggiungere un coagulante e un coadiuvante di coagulazione all'acqua per destabilizzare le sostanze colloidali che difficilmente precipitano e polimerizzano tra loro, in modo da farle sedimentare e rimuovere. I coagulanti comunemente utilizzati sono sali di ferro, sali ferrosi, sali di alluminio e polimeri.
5. Metodo biologico:
Il metodo biologico generalmente prevede l'aggiunta di microrganismi alle acque reflue contenenti xantato, il controllo artificiale delle condizioni nutrizionali adatte alla loro produzione e l'utilizzo del principio di degradazione e metabolismo della materia organica per il trattamento di tali acque. I vantaggi tecnici del metodo biologico sono un'eccellente efficacia del trattamento, un inquinamento secondario nullo o minimo e costi contenuti.
6. Metodo di microelettrolisi:
Il metodo della microelettrolisi si basa sull'utilizzo di un sistema di microbatterie, generato dalla differenza di potenziale nello spazio, per ottenere la purificazione elettrolitica. Questo metodo è particolarmente adatto al trattamento di acque reflue organiche difficili da degradare. Presenta le seguenti caratteristiche: elevata efficienza, ampio spettro d'azione, elevato tasso di rimozione del COD (domanda chimica di ossigeno) e miglioramento della biochimica delle acque reflue.
Lo scopo del trattamento delle acque reflue è separare in qualche modo gli inquinanti presenti nelle acque di scarico, o decomporli in sostanze innocue e stabili, in modo da purificare le acque reflue stesse. In generale, si mira a prevenire la contaminazione da veleni e germi; a soddisfare le esigenze dei diversi utilizzi, evitando la presenza di elementi visibili con odori sgradevoli e sensazioni spiacevoli.
Il trattamento delle acque reflue è piuttosto complesso e la scelta del metodo di trattamento deve essere valutata in base alla qualità e alla quantità delle acque reflue, al corpo idrico ricevente o all'utilizzo previsto dell'acqua. Allo stesso tempo, è necessario considerare il trattamento e l'utilizzo dei fanghi e dei residui generati nel processo di depurazione e il possibile inquinamento secondario, nonché il riciclo e il riutilizzo del flocculante.
La scelta del metodo di trattamento delle acque reflue dipende dalla natura, dalla composizione, dallo stato e dai requisiti di qualità dell'acqua degli inquinanti presenti nelle acque reflue. I metodi generali di trattamento delle acque reflue possono essere suddivisi, in linea di massima, in metodi fisici, metodi chimici e metodi biologici.
Metodo fisico: utilizzo di azione fisica per trattare, separare e recuperare gli inquinanti nelle acque reflue. Ad esempio, le particelle sospese con densità relativa maggiore di 1 nell'acqua vengono rimosse mediante precipitazione e recuperate contemporaneamente; la flottazione (o flottazione ad aria) può rimuovere le goccioline di olio in emulsione o i solidi sospesi con densità relativa prossima a 1; il metodo di filtrazione può rimuovere le particelle sospese nell'acqua; il metodo di evaporazione viene utilizzato per concentrare le sostanze solubili non volatili nelle acque reflue.
Metodi chimici: recupero di rifiuti solubili o sostanze colloidali mediante reazioni chimiche o azioni fisico-chimiche. Ad esempio, i metodi di neutralizzazione vengono utilizzati per neutralizzare le acque reflue acide o alcaline; il metodo di estrazione utilizza la "distribuzione" dei rifiuti solubili in due fasi con diversa solubilità per recuperare fenoli, metalli pesanti, ecc. Il metodo REDOX viene utilizzato per rimuovere gli inquinanti riducenti o ossidanti nelle acque reflue e per uccidere i batteri patogeni nei corpi idrici naturali.
Metodo biologico: utilizzo dell'azione biochimica dei microrganismi per trattare la materia organica presente nelle acque reflue. Ad esempio, la filtrazione biologica e i fanghi attivi vengono utilizzati per trattare le acque reflue domestiche o le acque reflue derivanti dalla produzione biologica, al fine di purificare la materia organica convertendola e degradandola in sali inorganici.
I metodi sopra descritti hanno un proprio ambito di adattamento, devono imparare gli uni dagli altri, completarsi a vicenda, poiché spesso è difficile utilizzare un singolo metodo per ottenere un buon effetto di gestione. Il metodo da utilizzare per il trattamento di un tipo di acque reflue deve essere scelto innanzitutto in base alla qualità e alla quantità delle acque reflue, ai requisiti di scarico idrico, al valore economico del recupero dei rifiuti, alle caratteristiche dei metodi di trattamento, ecc. Successivamente, attraverso indagini, ricerche ed esperimenti scientifici, si determina il metodo più appropriato in base agli indicatori di scarico delle acque reflue, alla situazione regionale e alla fattibilità tecnica.
Misure di prevenzione e controllo
Rafforzeremo la gestione delle fonti di inquinamento industriale implementando diversi sistemi di gestione ambientale, potenzieremo la gestione ambientale delle imprese industriali, presteremo particolare attenzione al controllo dell'inquinamento nelle grandi e medie imprese e rafforzeremo la gestione ambientale nelle piccole e medie imprese. Continueremo ad attuare il sistema di dichiarazione e registrazione, il sistema di tariffazione e il sistema di autorizzazione per lo scarico di inquinanti da parte delle imprese, intensificheremo il monitoraggio delle fonti di inquinamento, standardizzeremo gli scarichi fognari, monitoreremo regolarmente il funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue industriali ed elimineremo capacità produttive, processi e attrezzature obsoleti. I nuovi progetti saranno gestiti e approvati rigorosamente in conformità con i requisiti per il controllo totale degli scarichi inquinanti.
Migliorare il sistema di tariffazione delle acque reflue e promuovere il funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue industriali. Apportare le opportune modifiche al sistema di tariffazione delle acque reflue, ridefinire il principio di tariffazione, il metodo di tariffazione e i principi di gestione e utilizzo, istituire un nuovo meccanismo di tariffazione delle acque reflue, in modo che il sistema di tariffazione delle acque reflue sia favorevole al funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue industriali da parte delle imprese.
Misure tecniche per la prevenzione e il controllo dell'inquinamento da acque reflue industriali
1. Miglioramento del prodotto: adeguare la struttura del prodotto e ottimizzare la composizione della formula del prodotto;
2. Controllo alla fonte della produzione di rifiuti: ottimizzazione dell'energia, delle materie prime e del processo produttivo, trasformazione e innovazione delle attrezzature di processo.
3. Utilizzo completo dei rifiuti: riciclo e riutilizzo;
4. Migliorare la gestione della produzione: sistema di responsabilità post, sistema di formazione del personale, sistema di valutazione), elaborazione terminale (determinazione del grado di elaborazione -- tecnologia di elaborazione e ottimizzazione del processo -- programmazione standard
Riciclo delle acque reflue industriali
Il trattamento e il riutilizzo delle acque reflue industriali rappresentano una delle principali strategie per il risparmio idrico e possono includere sistemi di raffreddamento, rimozione delle ceneri, circolazione dell'acqua, riscaldamento e altro ancora. Il sistema di raffreddamento utilizza principalmente la circolazione dell'acqua, in modo graduale e a cascata, a seconda dei diversi requisiti di qualità dell'acqua richiesti dal sistema. Il sistema termico è impiegato principalmente per il recupero e l'utilizzo del vapore. Le acque di scarico provenienti da altri sistemi vengono utilizzate principalmente per la rimozione idraulica delle ceneri e delle scorie dopo il trattamento, mentre le acque reflue provenienti da attività produttive e abitative vengono ulteriormente trattate e utilizzate come acqua di ritorno per il sistema di raffreddamento.
La maggior parte delle imprese possiede impianti di depurazione delle acque reflue, ma solo le acque reflue di produzione e quelle domestiche, dopo lo scarico diretto, vengono depurate secondo gli standard previsti. Solo poche imprese sono in grado di depurare e riutilizzare le acque reflue, e il tasso di riciclo non è elevato, con conseguente grave spreco di risorse idriche. Pertanto, il trattamento e il riutilizzo delle acque reflue industriali, soprattutto quelle derivanti dal processo produttivo, presentano un grande potenziale di sfruttamento.
Nella produzione e gestione delle imprese, in base ai diversi requisiti di qualità dell'acqua in ciascun processo, è possibile realizzare al massimo l'utilizzo in serie dell'acqua, in modo che ogni processo riceva la quantità necessaria, e si possa ottenere un utilizzo a cascata dell'acqua, riducendo così il prelievo idrico e minimizzando lo scarico di acque reflue. Si possono inoltre adottare diversi metodi di trattamento delle acque in base alle diverse caratteristiche delle acque reflue e di scarico, che possono essere utilizzate nelle diverse fasi di produzione, in modo da ridurre la quantità di acqua dolce prelevata e lo scarico di acque reflue.
Il potenziale di risparmio idrico derivante dal trattamento e dal riutilizzo delle acque reflue è notevole. L'industria manifatturiera di mezzi di trasporto può trattare e riciclare le acque reflue oleose, le acque reflue derivanti dall'elettroforesi, le acque reflue derivanti dai fluidi da taglio e dalle soluzioni detergenti, per scopi di riciclo, riutilizzo e produzione. Nel processo di produzione organica nell'industria petrolchimica, la condensa di vapore può essere riciclata e utilizzata come integrazione idrica del sistema di circolazione. L'acqua di pozzo utilizzata per la produzione viene riciclata e utilizzata come acqua di reintegro nel sistema di circolazione; è inoltre possibile aumentare la profondità di riutilizzo dell'acqua tramite un dispositivo di trattamento, utilizzando l'acqua trattata come acqua di circolazione. Alcuni refrigeratori e componenti speciali richiedono il raffreddamento con acqua di processo, ma si può anche considerare il riutilizzo dell'acqua. L'industria tessile, della stampa e della tintura è un settore industriale ad alto consumo idrico. Le acque reflue scaricate dai diversi processi produttivi possono essere trattate e riutilizzate nello stesso processo, oppure tutte le acque reflue possono essere trattate centralmente e riutilizzate, in tutto o in parte. L'industria della birra può installare un dispositivo di recupero della condensa, riducendo efficacemente il consumo di acqua delle caldaie. L'acqua di lavaggio delle bottiglie del reparto di inscatolamento può essere riciclata per produrre acqua alcalina I e II proveniente dalla lavastoviglie, acqua della macchina sterilizzatrice, per la sanificazione di attrezzature e impianti, ecc. L'acqua di produzione, trattata e desolforata, pompata a pressione verso ogni punto di erogazione, può essere utilizzata per la rimozione delle polveri di caldaia e la desolforazione, per il trattamento delle scorie, per lo scarico dei servizi igienici, per il rimboschimento e il lavaggio di terreni incolti, per il lavaggio delle auto, per i cantieri edili, ecc. Le acque reflue della lisciviazione del grano possono essere trattate e riutilizzate per la rimozione delle polveri di caldaia e la desolforazione.
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