Solidi sospesi totali (TSS) nelle acque reflue: limiti, metodi di prova e rimozione

Un campione di effluente guasto può far girare una linea di produzione più velocemente di una pompa rotta, e il parametro che di solito interviene per primo sono i solidi sospesi totali (TSS): le particelle più grandi di circa 2 micron che rimangono sospese nell'acqua e rimangono intrappolate in un filtro da laboratorio. Spingendo 1.200 mg/L di solidi conciari verso un chiarificatore dimensionato per 300 mg/L, il superamento apparirà nel primo campione composito anziché mesi dopo. Sapere cosa misura il TSS, come funziona il test e quale attrezzatura rimuove quali particelle trasforma quel campione da una scommessa in un numero controllato.

Cosa misurano effettivamente i solidi sospesi totali

I solidi sospesi totali misurano la massa delle particelle in un campione d'acqua, non la sua limpidezza e non la sua chimica. Il numero divide i solidi nelle acque reflue in modo netto: le particelle più grandi di circa 2 micron sono solidi sospesi, mentre quelle più piccole scivolano attraverso il filtro e vengono conteggiate separatamente.

Quella linea da 2 micron guida la progettazione del trattamento. Sabbia, limo, fiocchi, fibre e la maggior parte della materia organica si trovano sopra di esso e possono essere schermati, depositati, fatti galleggiare o filtrati. Qualunque cosa più piccola passa e viene segnalata come solidi totali disciolti (TDS), che richiede una tecnologia completamente diversa. Questa divisione è il motivo per cui un problema TSS e un problema TDS non condividono quasi mai una soluzione.

Come funziona il test dei solidi totali sospesi in laboratorio

Il test standard dei solidi sospesi totali è gravimetrico: filtrare un volume misurato, asciugare ciò che il filtro cattura, pesarlo. I metodi di riferimento come i metodi standard 2540 D e il metodo 160.2 della US Environmental Protection Agency (EPA) differiscono in dettagli minori ma condividono quella logica e i laboratori riportano i risultati direttamente in mg/l.

1. Mescolare il campione e aspirare un volume misurato: circa 100 ml per un effluente pulito, o solo da 10 a 25 ml per un forte flusso industriale che altrimenti ostruirebbe il filtro.
2. Estrarre il volume attraverso un filtro in fibra di vetro pre-pesato sotto vuoto, risciacquando il contenitore in modo che ogni particella venga trasferita.
3. Asciugare il filtro caricato a una temperatura compresa tra 103 e 105 C fino a raggiungere una massa costante, quindi raffreddarlo in un essiccatore in modo che non rimuova umidità dall'aria.
4. Pesare nuovamente e dividere l'aumento di massa in mg per il volume del campione in L; il risultato è TSS in mg/L.

Livelli TSS tipici per settore e limiti di autorizzazione

Le acque reflue industriali grezze trasportano abitualmente più volte i solidi sospesi consentiti da qualsiasi permesso, quindi è il carico, non la brochure dell'attrezzatura, a decidere il tipo di trattamento. Le acque reflue municipali arrivano a circa 100-350 mg/l, diversi flussi industriali corrono molto più alti e gli autori dei permessi si aspettano ancora circa 30 mg/l allo scarico.

Cosa comporta un TSS elevato per la ricezione di acqua e attrezzature

I solidi sospesi in eccesso danneggiano l'acqua ricevente due volte: una volta mentre sono sospesi e un'altra dopo che si sono depositati. Questo doppio impatto è il motivo per cui i regolatori trattano il TSS come un parametro di autorizzazione fondamentale piuttosto che come un parametro cosmetico.

• Blocco della luce: le particelle sospese ombreggiano la colonna d'acqua, tagliano la fotosintesi e trascinano con sé l'ossigeno disciolto.
• Inquinamento trasportato a spalla: fosforo, metalli pesanti e agenti patogeni si legano alle particelle fini, quindi i solidi trasportano sostanze inquinanti che non sono visibili su una striscia reattiva.
• Soffocamento del fondo: una copertura di solidi sedimentati che genera ghiaie e habitat nei corsi d’acqua, soffocando la vita di insetti e pesci.
• Usura lato impianto: un TSS elevato abrade le giranti delle pompe, intasa gli scambiatori di calore e gli ugelli e aumenta il volume dei fanghi pagato per il trasporto.

Abbinamento dell'attrezzatura per la rimozione del TSS alla dimensione e al carico delle particelle

La rimozione del TSS diventa prevedibile quando l'attrezzatura viene adattata alla dimensione delle particelle, alla densità e al carico invece di acquistare una macchina e sperare. Gli schermi proteggono ciò che segue, la decantazione e la flottazione eseguono la rimozione della massa e la filtrazione fine lucida il risultato.

La flottazione trova il suo posto ovunque i solidi siano leggeri o oleosi. Un'unità DAF rilascia microbolle che si attaccano al fiocco chimico e lo galleggiano via in pochi minuti, motivo per cui gli stabilimenti alimentari, conciari e tipografici si appoggiano ad esso; per dimensionamento e chimica, questo progettazione del sistema di flottazione ad aria disciolta la guida illustra le scelte della pompa e del circuito di riciclo.

Macchina per flottazione ad aria disciolta per solidi leggeri e acque reflue oleose Le microbolle si attaccano al fiocco formato chimicamente e lo galleggiano via in pochi minuti, rendendo DAF una scelta efficace per i solidi leggeri o oleosi nelle acque reflue di alimenti, concerie e impianti di stampa, con funzionamento integrato e automatizzato. Visualizza il prodotto →

La gravità vince ancora per le particelle dense ad alto flusso. Un pacco tubiero inclinato moltiplica l'area di sedimentazione effettiva con un ingombro ridotto, mantenendo la rimozione nell'intervallo compreso tra il 50 e il 90% una volta che i coagulanti hanno aggregato i fini in grappoli sedimentabili.

Serbatoio di sedimentazione a tubo inclinato per la sedimentazione per gravità ad alta velocità Moltiplicando l'area di sedimentazione effettiva con un ingombro ridotto, un pacco di tubi inclinati mantiene la rimozione dei TSS all'incirca nell'intervallo dal 50 al 90% una volta che i coagulanti hanno aggregato le particelle fini in cluster sedimentabili a flusso elevato. Visualizza il prodotto →

I solidi catturati non scompaiono: costi di lucidatura e fanghi

Tutto ciò che viene rimosso da un chiarificatore, da una cella di flottazione o da un filtro lascia l'acqua sotto forma di fanghi, e quei fanghi sono principalmente acqua. Il flusso insufficiente del galleggiante e del chiarificatore DAF in genere lascia il processo con una percentuale di solidi secchi compresa tra il 2 e il 4%, pertanto gestirli correttamente rappresenta la seconda metà del controllo TSS.

Filtro a microtamburo per lucidatura fine prima della disidratazione Con una rete in acciaio inossidabile da 10–100 μm e un controlavaggio continuo, questo filtro a tamburo cattura le particelle residue fino a decine di micron prima di una pressa di disidratazione, mantenendo la lucidatura finale ermetica con una bassa perdita di carico. Visualizza il prodotto →

Prima che i solidi raggiungano una pressa di disidratazione, una fase di filtrazione fine mantiene stretto il lucido. Un filtro a microtamburo con la giusta vagliatura cattura le particelle residue fino a poche decine di micron e le trascina nel flusso dei fanghi; la scelta tra tipi di filtri a tamburo e principi di funzionamento scambia la cattura con la perdita di carico, quindi fissa la mesh dopo aver misurato la distribuzione delle particelle, non prima.

Questa aritmetica spiega perché la scelta della disidratazione è importante: presse a vite, filtropresse a nastro e centrifughe decanter, ogni costo di capitale commerciale, utilizzo di polimeri e secchezza del panello, e la risposta giusta dipende dal volume dei fanghi e dalle tariffe di smaltimento. I fornitori che coprono l’intera catena, come Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd., che elenca le apparecchiature di screening, flottazione, decantazione, aerazione e disidratazione in un unico portafoglio, rendono più semplice progettare la cattura e la gestione dei fanghi come un unico sistema invece di imbullonare insieme le fasi.

Solidi sospesi totali: domande frequenti