CHIARIFLOCCULAZIONE

La chiariflocculazione è usata in campo industriale e negli acquedotti per sedimentare i solidi finissimi e colloidali. Questo processo unisce in se tre processi diversi, la coagulazione, la flocculazione e la sedimentazione. I materiali in sospensione sono troppo piccoli per precipitare, ed hanno una carica il più delle volte negativa, il che fa in modo che si respingano, a causa di questo né la diminuizione della turbolenza, né la filtrazione riusciranno ad eliminare queste particelle. La coagulazione serve appunto ad eliminare le repulsioni elettroniche in modo da formare delle particelle più grandi che possono precipitare. Per ottenere questo effetto coagulante si usano degli appositi prodotti detti agenti coagulanti, come vari sali di Fe³⁺, Al³⁺ e l’alpoclar o policloruro basico di alluminio che attualmente è uno dei più usati.

Gli agenti coagulanti vengono aggiunti al liquido in apposite vasche dotate di agitatore, o di moto vorticoso, in modo da permettere una buona dispersione del prodotto. A questo punto i fiocchi che si sono formati sio ingrandiscono attraverso un processo che si chiama flocculazione. Per far si che ciò avvenga, all’acqua vengono aggiunti degli appositi agenti flocculanti: i più usati oggi sono i polielettroliti. In questa fase l’acqua è agitata in modo sensibilmente minore rispetto alla coagulazione, perché si deve impedire che i fiocchi formati si rompano. I fiocchi così formati si possono poi far precipitare in una apposita vasca decantatrice, in cui iltempo di permanenza è di 3 - 4 ore.
In questi processi un ruolo fondamentale è svolto dal pH, questo infatti è adeguatamente regolato in base alle caratteristiche dei vari agenti coagulanti e flocculanti. Questi tre processi in passato venivano eseguiti in apparecchi diversi; oggi invece sono disponibili degli apparecchi che eseguono tutte e tre queste operazioni insieme, i principali sono l’ACCELATOR ed il PULSATOR, qusti sono molto utilizzati negli acquedotti come quello all’ Anconella a Firenze che dispone di quattro chiariflocculatori pulsator.

AGENTI COAGULANTI

Come già detto gli agenti coagulanti più usati sono dei sali di Fe³⁺, Al³⁺, essi trovano impiego oltre che nel campo delle acque destinate ad uso potabile, anche nel campo di quelle per uso industriale e nel trattamento delle acque reflue urbane ed industriali.

Solfato di alluminio
E’ in commercio sotto forma di granuli e polvere, con un titolo di Al₂O₃ intorno al 17%. La sua azione coagulante è molto buona tra pH 5 e 7 e dà un precipitato bianco fioccoso con composizione diversa a seconda del pH al quale si opera.

Cloruro basico di alluminio
Agente coagulante introdotto di recente, chiamato anche policluro di alluminio, con un titolo in Al₂O₃ all’incirca dell’11%, questo rispetto al solfato di alluminio ha una migliore coagulazione ed un più ampio campo di pH che va da 5 a 10. Esso trova impiego principalmente nel campo delle acque potabili in quanto ha un ottimo potere coagulante verso argille e sostanze organiche. Esso, tra l’altro, è impiegato anche nell’acquedotto dell’Anconella a Firenze.

Alluminato di sodio
Con un titolo in Al₂O₃ vicino al 53% spesso viene usato insieme al solfato di alluminio in quanto forma fiocchi caricati negativamente al contrario di quelli del solfato che sono positivi. Esso non ha mai trovato impiego in Europa e non è praticamente mai usato in Italia.

Cloruro ferrico
Viene venduto sia in cristalli sia in soluzione concentrata, è molto usato sia per il buon potere coagulante, migliore rispetto a quello del solfato, sia per il suo basso costo essendo un sottoprodotto del decappaggio delle lamiere con acido cloridrico. Ha un campo di azione che va da pH 4 a 10, ma purtroppo ha lo svantaggio di essere colorante e molto corrosivo, se usato in eccesso.

Solfato ferroso
Viene venduto sotto forma di cristalli a basso costo, essendo un sottoprodotto della produzione di biossido di titanio e della decappazione delle lastre di ferro con acido solforico. Durante il suo impiego si viene a formare idrossido ferroso che in presenza di O₂ passa a ferrico che è insolubile in H₂O, per questo motivo non è adatto all’impiego con sostanze riducenti, come gli scarichi urbani, in quanto diventerebbe idrossido ferroso solubile in acqua. Il suo campo di pH va da 8 a 11.

Clorosolfato ferrico
Con questo nome si indica una miscela costituita da solfato di ferro, cloruro ferrico e cloro disciolto, ottenuta facendo reagire il solfato ferroso con il cloro. Il suo principale impiego si ha per la trattazione degli scarichi urbani ed industriali.

AGENTI FLOCCULANTI

Anche loro come gli agenti coagulanti vengono impiegati nel trattamento di scarichi urbani ed industriali. A causa del loro alto costo, questi prodotti che potrebbero essere usati come agenti coagulanti, vengono usati in basse concentrazioni in aggiunta ai normali agenti coagulanti per favorire l’addensamento dei fiocchi.

Polielettroliti organici
Sotto questo nome si distinguono alcuni polimeri solubili in acqua, nelle cui catene sono presenti dei gruppi funzionali ionizzabili. Questi polimeri possono essere divisi in due categorie in quanto due sono i modi di agire. Il primo gruppo è caratterizzato da un carattere altamente ionico e da una carica con la quale riesce a neutralizzare le repulsioni tra particelle e ne permette il raggruppamento in fiocchi. Nel secondo gruppo si inseriscono quei polimeri che con la loro lunga catena riescono ad assorbire le particelle creando fiocchi. Questi polimeri possono essere cationici, con cariche positive, o anionici, con cariche negative. Poiché in maggioranza queste particelle hanno carica negativa, si cerca di usare polielettroliti con carattere cationico, e polielettroliti che abbiano sulla catena dei gruppi funzionali come i gruppi ammidici che aumentano la capacità di assorbimento. Un ulteriore facilitazione per l’assorbimento è l’inserimento sulla catena di gruppi funzionali con carica alternata che mantengono la catena dritta dentro la soluzione. Data la grande varietà di gruppi che si possono inserire nelle catene si è riusciti ad avere dei polielettroliti dall’alto potere coagulante e flocculante con spiccate capacità di neutralizzazione della carica, o di assorbimento, od addirittura polielettroliti in cui esistono tutte e due queste capacità. Per questi motivi i polielettroliti vengono aggiunti alla soluzione in quantità molto piccole all’incirca 1 ppm sotto agitazione turbolenta, ma appena cominciano a formarsi i primi fiocchi l’agitazione viene diminuita o fermata.