Il processo di trattamento delle acque reflue nell'industria della pasta e della carta è un processo complesso e sistematico, composto tipicamente da tre fasi: pretrattamento, trattamento biologico e trattamento avanzato. I passaggi dettagliati di questo processo sono i seguenti:
I. Fase di pretrattamento
Lo scopo principale della fase di pretrattamento è rimuovere i solidi sospesi, regolare il pH e ridurre la concentrazione di materia organica nelle acque reflue, creando le condizioni per il successivo trattamento biologico.
1. Vaglio a barre: rimuove i solidi sospesi di grandi dimensioni e il materiale galleggiante dalle acque reflue per ridurre il carico sui successivi processi di trattamento. Gli schermi a barre sono generalmente saldati in acciaio piatto e ritorto e la spaziatura tra le barre può essere regolata in base alle condizioni effettive.
2. Serbatoio di equalizzazione: regola il flusso delle acque reflue e stabilizza la qualità dell'acqua, fornendo condizioni stabili di qualità dell'acqua per il successivo trattamento. I serbatoi di equalizzazione solitamente hanno un grande volume per tamponare le fluttuazioni nel flusso delle acque reflue.
3. Serbatoio di sedimentazione/vasca di flottazione: rimuove ulteriormente i solidi sospesi fini e parte della materia organica dalle acque reflue. I serbatoi di sedimentazione sfruttano la gravità per depositare i solidi sospesi, mentre i serbatoi di flottazione iniettano microbolle nelle acque reflue, facendo sì che i solidi sospesi aderiscano alle bolle e galleggino in superficie.
4. Serbatoio di neutralizzazione: regola il pH delle acque reflue su un intervallo adatto per il trattamento biologico. Questo di solito si ottiene aggiungendo acido o alcali.
II. Fase del trattamento biologico
La fase di trattamento biologico è la fase centrale del trattamento delle acque reflue della produzione della carta, che impiega principalmente tecnologie di trattamento biologico come i fanghi attivi e i processi di biofilm per rimuovere inquinanti come materia organica, azoto e fosforo dalle acque reflue.
1. Trattamento biologico aerobico:
* Processo a fanghi attivi: una quantità sufficiente di ossigeno disciolto viene fornita alle acque reflue attraverso apparecchiature di aerazione, consentendo ai fanghi e alle acque reflue di miscelarsi accuratamente. I microrganismi degradano la materia organica. Dopo un periodo di tempo, il liquore misto nel serbatoio di aerazione entra in un serbatoio di sedimentazione per la separazione dei solidi-liquidi. L'acqua trattata viene scaricata o ulteriormente trattata, mentre una parte dei fanghi viene restituita al serbatoio di aerazione per mantenere la popolazione microbica.
*Processo con biofilm: utilizza un biofilm attaccato alla superficie di un trasportatore per degradare gli inquinanti organici. Quando le acque reflue passano attraverso lo strato di biofilm, gli inquinanti organici vengono degradati dai microrganismi. Rispetto al processo a fanghi attivi, il processo a biofilm ha una maggiore resistenza ai carichi d’urto, richiede meno terreno ed è più facile da utilizzare e gestire.
2. Trattamento biologico anaerobico: in condizioni anaerobiche, i microrganismi anaerobici convertono gli inquinanti organici nelle acque reflue in sostanze come metano e anidride carbonica. Le tecnologie di trattamento biologico anaerobico includono principalmente sistemi di coperta di fanghi anaerobici a flusso ascendente (UASB), caratterizzati da elevata capacità di carico, basso costo e recupero di energia.
3. Rimozione biologica di azoto e fosforo: nella fase di trattamento biochimico è necessario considerare anche la rimozione di nutrienti come azoto e fosforo. La rimozione biologica dell'azoto comprende tipicamente tre fasi: ammonificazione, nitrificazione e denitrificazione, ottenendo la conversione e la rimozione dell'azoto attraverso l'azione sinergica di diversi tipi di microrganismi. La rimozione biologica del fosforo utilizza batteri che accumulano polifosfato-per accumulare il fosforo nelle acque reflue sotto forma di polifosfato all'interno dei microrganismi, che viene poi rimosso attraverso lo scarico dei fanghi.
III. Fase di trattamento avanzato
La fase di trattamento avanzato mira principalmente alle acque reflue che contengono ancora elevate concentrazioni di materia organica recalcitrante e inquinanti colorati dopo il trattamento biochimico. Tecnologie avanzate di ossidazione, adsorbimento e separazione a membrana vengono utilizzate per ulteriori trattamenti per garantire che le acque reflue soddisfino gli standard di scarico.
1. Tecnologie di ossidazione avanzate: come l'ossidazione con ozono e l'ossidazione Fenton, utilizzano forti ossidanti per decomporre la materia organica recalcitrante, riducendo il COD e il colore nelle acque reflue.
2. Tecnologie di adsorbimento: utilizzare materiali di adsorbimento come il carbone attivo per rimuovere la materia organica, il colore e altri inquinanti dalle acque reflue.
3. Tecnologie di separazione a membrana: impiegare tecnologie di separazione a membrana come la nanofiltrazione e l'osmosi inversa per ottenere una separazione efficiente della materia organica, dei solidi sospesi e di altri inquinanti dalle acque reflue.
