Suddivisione di solid

Per quanto premesso, ai fini del trattamento, si capisce che la più importante caratteristica fisica delle acque reflue è rappresentata dal contenuto di solidi. I solidi nella loro totalità comprendono le sostanze flottabili, le sostanze sedimentabili, le particelle colloidali nonché il materiale in soluzione.

-5 10 10 -4 10 -3 -2 10 -1 10 1 10 75

DISCIOLTI COLLOIDALI SOSPESI SEDIMENTI

d (µm)

Figura 7.1 – Classificazione dei solidi

Al contenuto di solidi si ricollegano altre caratteristiche fisiche di rilievo quali ad esempio la distribuzione dimensionale delle particelle solide, la torbidità, la conducibilità elettrica e la densità.

I solidi presenti nelle acque reflue sono caratterizzati da una estrema eterogeneità delle dimensioni, che variano da quelle caratteristiche del materiale grossolano sino a quelle delle particelle colloidali (figura 7.1). Per questa loro specificità è importante ai fini della scelta del tipo di trattamento una loro classificazione. Nella fase di analisi e definizione dei solidi nelle acque reflue, il primo passaggio è l’allontanamento del materiale grossolano, per passare, poi, alla vera e propria caratterizzazione della sospensione con la determinazione dei solidi presenti nelle acque reflue. Per come indicato dai metodi APAT e IRSA-CNR (2004), in accordo agli Standard Methods (1998), i solidi presenti nelle acque reflue sono suddivisi come segue:

- Solidi totali (ST)

- Solidi totali volatili (STV) - Solidi totali fissi (STF) - Solidi sospesi totali (SST)

- Solidi sospesi volatili (SSV) - Solidi sospesi fissi (SSF)

- Solidi filtrabili totali (SFLT = ST — SST) - Solidi filtrabili volatili (SFLV)

- Solidi filtrabili fissi (SFLF) - Solidi sedimentabili

Nello specifico si definiscono:

Solidi totali (ST) il residuo secco ottenuto a seguito dell’evaporazione di un volume noto di campione di acqua (T = 105 ± 5 °C).

Solidi totali volatili (STV) i solidi che volatilizzano a seguito del riscaldamento del campione di refluo, preventivamente essiccato, alla temperatura di 600 °C.

Solidi totali fissi (STF) i solidi residui dopo la combustione del campione di refluo, preventivamente essiccato, alla temperatura di 600 °C.

Solidi sospesi totali (SST) i solidi trattenuti da un filtro caratterizzato da una porosità specificata (figura 7.2) e vengono determinati dopo essiccamento a T = 105 °C (di solito, nella determinazione dei SST si impiegano filtri con dimensione nominale dei pori pari a 0.45 µm.

Figura 7.2 –Sistema di filtrazione utilizzato per la determinazione dei solidi sospesi totali

Solidi sospesi volatili (SSV) i solidi che volatilizzano a seguito della combustione dei SST alla temperatura di 600 °C.

Solidi sospesi fissi (SSF) i solidi residui dopo lo combustione dei SST alla temperatura di 600 °C.

Solidi filtrabili totali (SFLT = ST — SST) i solidi che non vengono trattenuti nella

filtrazione di un campione di refluo, effettuata con un filtro con porosità standard, e successivo essiccamento alla temperatura di 105 °C.

Solidi filtrabili volatili (SFLV) i solidi che volatilizzano a seguito della combustione

dei SFLT alla temperatura di 600 °C.

Solidi filtrabili fissi (SFLF) i solidi residui dopo la combustione dei SFLT alla temperatura di 600 °C.

Solidi sedimentabili la porzione dei solidi sospesi in grado di sedimentare in un definito intervallo di tempo (la misura avviene mediante l’impiego di un cono graduato, detto cono Imhoff, caratterizzato da un volume pari a 1 1itro, nel quale viene posto il campione di refluo. Dopo due ore, viene misurato il volume di solidi, espresso in ml, che si sono depositati sul fondo del cono).

In figura 7.3 si riporta a titolo di sintesi uno schema che rappresenta le relazioni tra i solidi in un campione di acqua reflua

Figura 7.3 – Relazione tra i solidi in un campione d’acqua reflua (da Tchobanoglous e Schroeder, 1985)

La distinzione tra i SST e i SFLT è funzione delle dimensioni dei pori del filtro

utilizzato per la filtrazione. In particolare, ai fini delle determinazioni analitiche le diverse classificazioni esistenti prevedono l’impiego di filtri con aperture nominali dei pori variabili tra 0.45 µm e 2.0 µm. Per quanto sopra, affinché possano essere confrontati i risultati ottenuti da diverse determinazioni sperimentali, è evidente l’importanza di definire la metodologia per la misura della quantità di SST, che ovviamente aumenta al diminuire delle dimensioni delle aperture dei pori. Per uniformità con i risultati sperimentali della ricerca in Europa, nelle analisi di laboratorio presenti in questo lavoro di tesi si farà espresso riferimento ai metodi APAT e IRSA-CNR (2004), salvo diversa e specifica indicazione. È inoltre importante notare che di per sé la misura della concentrazione di SST non ha un significato assoluto. Oltre che dalla tipologia di filtro utilizzata, il risultato finale può essere influenzato anche dal volume del campione di refluo da sottoporre a filtrazione; è possibile, infatti, che lo strato di particelle solide depositatosi sulla superficie del filtro agisca esso stesso da superficie filtrante. In pratica, la presenza di tali fenomeni fa sì che il valore misurato di solidi sospesi totali risulti superiore al valore effettivo di questi. In oltre, in funzione delle caratteristiche del materiale particolato, le particelle più fini possono essere trattenute dalle particelle depositate sul filtro a seguito di fenomeni di adsorbimento. Infine bisogna evidenziare che la misura dei solidi sospesi non fornisce alcuna informazione relativamente alla distribuzione dimensionale di questi. A ogni modo, la determinazione dei SST rappresenta un’analisi di routine che viene utilizzata per valutare l’efficienza di trattamento. Inoltre, la concentrazione di solidi sospesi, unitamente alla misura di BOD e/o COD rappresenta un parametro universalmente adottato per verificare l’efficienza di un impianto di trattamento delle acque reflue attraverso il confronto con i limiti di concentrazione indicati dalla normativa.

Come già detto, si definiscono filtrabili (SFLT ) quei solidi che non vengono trattenuti nella filtrazione di un campione di refluo, effettuata con un filtro di porosità standard. Secondo i metodi analitici sulle acque (APAT e IRSA-CNR, 2004) le aperture nominali dei pori dei filtri devono risultare uguali a 0.45 µm, mentre negli Standard Methods (1998) le aperture nominali dei pori dei filtri devono risultare uguali a 2.0 µm. Le acque reflue contengono una porzione significativa di solidi colloidali, i quali

sono caratterizzati da dimensioni comprese tra 0.001 e 1.0 µm (Figura 7.1). Da quanto sopra esposto risulta che i solidi filtrabili totali (SFLT) comprendono sia una porzione dei solidi colloidali che la totalità dei solidi disciolti totali. Il fatto che la determinazione dei solidi filtrabili totali non consente di distinguere tra i solidi colloidali e quelli disciolti ha generato confusione nell’analisi delle efficienze ottenute dagli impianti di trattamento e nella progettazione delle singole unità in essi presenti. In generale, i solidi volatili rappresentano una misura della sostanza organica, sebbene una porzione di questa possa risultare inerte rispetto alla combustione e allo stesso tempo alcuni solidi inorganici possano decomporsi alle alte temperature. Il rapporto tra la quantità di solidi volatili e fissi viene generalmente assunto come stima della sostanza presente nel refluo.