Watercel ZN: un'alternativa di mezzo filtrante granulare nei filtri terziari utilizzati per il rifinitura di effluenti trattati

La crescente scarsità di risorse idriche e le frequenti siccità richiedono l’implementazione di strategie per il trattamento terziario e la ricerca responsabile per il riutilizzo degli effluenti trattati. La filtrazione terziaria si presenta come una soluzione efficiente ed economica, specialmente quando associata a tecnologie di disinfezione. Questo articolo ha l’obiettivo di chiarire al nostro pubblico alcuni dubbi ricorrenti, come ad esempio:

La Watercel ZN è in grado di ridurre BOD5,20°C e COD delle acque reflue?

La materia organica delle acque reflue viene quantificata in modo indiretto tramite l’analisi della Domanda Biochimica di Ossigeno (BOD5,20°C) o Domanda Chimica di Ossigeno (COD). In generale, il BOD5,20°C è un’analisi lenta espressa come mg di O2/L, che rappresenta la quantità di ossigeno utilizzato dai microrganismi per degradare la materia organica biodegradabile di un campione incubato sotto condizioni controllate di temperatura (20 °C) e tempo (5 giorni).

Il COD si riferisce alla quantità di ossigeno consumato da tutta la materia organica di un campione di effluente tramite un agente chimico (ossidante), come ad esempio il dicromato di potassio (K₂Cr₂O₇). È un’analisi chimica che richiede tra 2 e 3 ore, a una temperatura di 150 °C. Si tratta dell’ossidazione totale della materia organica (materia organica biodegradabile + non biodegradabile), pertanto il valore del COD sarà sempre superiore al valore del BOD per lo stesso campione.

Tuttavia, non tutta la materia organica presente nell’acqua reflua sarà solubile. La figura sottostante rappresenta una distribuzione tipica della materia organica nelle acque reflue sanitarie grezze:

A seconda del tipo di effluente, le frazioni presentano variazioni. Ad esempio, un effluente derivante da vinaccia (residuo del processo della canna da zucchero) possiede una maggiore quantità di materia biodegradabile solubile (~80%) rispetto a un effluente dell’industria petrolchimica che contiene solo 20%.

Ma le zeoliti? Sostituiscono i sistemi biologici nella riduzione di BOD o COD degli effluenti? Come dobbiamo impiegarle nel processo?

Essendo la zeolite naturale Watercel ZN un mezzo filtrante per la rimozione di solidi in sospensione, essa può essere impiegata solo come rifinitura dell’impianto di trattamento delle acque reflue (depuratore), mai per le acque reflue grezze.

In questo modo, dobbiamo valutare la distribuzione del COD dell’effluente in uscita dal depuratore per progettare la migliore condizione di applicazione della Watercel ZN. La tabella sottostante rappresenta la composizione tipica delle acque reflue sanitarie grezze e trattate di un impianto a fanghi attivi:

La differenza tra il COD totale e il COD solubile è denominata COD particolato; nel caso specifico, la media è stata di 22 mgO₂/L (60% del COD totale). Pertanto, se consideriamo un’efficienza di rimozione del 100% dei solidi sospesi tramite filtrazione, il COD dell’effluente finale sarà uguale a quello solubile (15 mgO₂/L) e vi sarà, quindi, una riduzione media del 60% del COD totale dopo il filtro, sebbene questo numero sia almeno il doppio di quello riscontrato nella pratica.

Questa differenza è legata alla distribuzione dei diametri medi dei solidi in sospensione; nel caso specifico, la Watercel ZN sarà in grado di catturare i solidi con diametro superiore a 5,0 μm. Di conseguenza, il valore tipico di riduzione del COD è nell’ordine del 25 al 30% per le acque reflue domestiche trattate tramite processo a fanghi attivi.

In generale, la zeolite Watercel ZN può aiutare nella riduzione di COD e BOD particolati come rifinitura finale per l’effluente. Tuttavia, non si deve applicare il mezzo filtrante per il trattamento dell’effluente grezzo.

Conclusione

Considerando la semplicità di operazione e il basso costo dei filtri terziari rispetto a tecniche più complesse, questa tecnologia può rivelarsi una strada percorribile per la produzione di effluenti finali con bassa torbidità e con un profilo adeguato per procedere verso una fase di disinfezione e diventare una possibile fonte di acqua riciclata.

In questo modo, la linea Watercel ZN potrà aiutarla nel trattamento del suo effluente in modo pratico ed efficace.

Tuttavia, ci teniamo sempre a sottolineare che l’uso di un’unità pilota, come studio preliminare, può essere uno strumento potente per l’ottenimento di risultati nella ricerca di soluzioni ottimizzate.