Quanto costa un sistema di trattamento delle acque reflue?

By: Tom Frankel
Post Date: Novembre 10th 2021

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Il trattamento delle acque reflue è importante per molte ragioni diverse. Aiuta a preservare l’ambiente, proteggere la salute umana e alleviare la scarsità d’acqua. Sebbene un impianto di trattamento delle acque reflue sia un investimento iniziale e continuo, è una necessità. Una stima accurata del costo dell’impianto di trattamento delle acque reflue dipende da vari fattori, come gli inquinanti dell’acqua, le apparecchiature del sistema, la manodopera e la manutenzione a lungo termine. Le spese variano in base al tipo di sistema e al settore.

Scopri quanto costa costruire un impianto di trattamento dell’acqua e mantenerlo per gli anni a venire.

Sommario

Parti di un sistema di trattamento delle acque reflue

I sistemi di trattamento delle acque reflue contengono diverse parti, ciascuna vitale per un funzionamento efficiente. È importante comprendere ogni parte di un sistema di trattamento delle acque reflue prima di progettarne e costruirne uno.

Le fasi comprendono:

Pretrattamento: la prima parte della filtrazione dell’acqua è il pretrattamento, che comporta la rimozione di grandi particelle solide dalle acque reflue. Le particelle solide includono qualsiasi cosa, dai rami degli alberi ai fondi di caffè. I costi totali di trattamento delle acque reflue per gallone dipenderanno da quante particelle contaminano l’acqua prima del trattamento.
Trattamento primario: la parte del trattamento primario del processo affronta altri importanti inquinanti. Sono disponibili diversi metodi per il trattamento primario: la scelta migliore dipende dagli inquinanti a portata di mano e dagli obiettivi di pulizia.
Trattamento secondario: il trattamento secondario affronta ulteriori impurità. In questa fase, i microrganismi scompongono ulteriormente gli inquinanti rimasti nelle acque reflue. Questa fase può essere anossica, anaerobica o aerobica, che determina la presenza o meno di molecole di ossigeno.
Trattamento terziario: la fase finale è il trattamento terziario, che prevede un’ulteriore filtrazione. Le industrie ad alto rischio, come quella farmaceutica o quella alimentare, spesso implementano trattamenti terziari. Altri settori potrebbero non aver bisogno di questo passaggio.

Pianificazione di un progetto di gestione delle acque reflue

All’inizio della fase di pianificazione, è meglio comprendere a fondo tutti gli standard e le normative del settore. In questo modo è possibile prendere decisioni fondamentali, come determinare la purezza del target. Gli standard di settore possono essere complessi quando riguardano acque reflue altamente inquinanti o standard di effluenti di elevata purezza.

Considera questi elementi di pianificazione cruciali:

Scelta di un cantiere: la scelta del sito appropriato richiede un’attenta considerazione e la conoscenza delle restrizioni e dei requisiti. Spesso è necessario un servizio di consulenza per il site placement. È fondamentale scegliere un’area geografica adeguata e determinare un ambito ben definito. Le limitazioni e i fattori unici relativi alla selezione di un cantiere influiranno sui costi. Un cantiere adeguato garantisce efficienza, sicurezza ed economicità. Il sito deve essere sufficientemente grande per il trasporto degli effluenti, nonché per lo smaltimento di fanghi o altri rifiuti. L’ubicazione del sito dovrebbe anche servire a minimizzare gli impatti ambientali.
Ottenimento di tutti i permessi federali, statali e locali: la fase di pianificazione include la richiesta di tutti i permessi di costruzione pertinenti, necessari prima che la costruzione possa iniziare. L’ottenimento dei permessi garantisce il rispetto degli standard legali, che tutelano la salute e la sicurezza riducendo al minimo gli impatti ambientali. Nella maggior parte dei casi, uno studio di impatto ambientale sarà parte del processo di autorizzazione.
Determinazione del finanziamento: la fase di pianificazione è anche il momento per determinare le fonti di finanziamento. Se sono disponibili sovvenzioni, le domande devono includere tutte le informazioni e le descrizioni necessarie. Le domande di sovvenzione devono includere una spiegazione del motivo per cui è necessaria la costruzione della struttura.
Ingegneria e progettazione: la pianificazione richiede ingegneri con esperienza in vari settori, come la costruzione civile, meccanica ed elettrica. Un team di professionisti utilizzerà gli obiettivi ei limiti del cliente per creare un piano di costruzione.
Revisione del piano: una volta che un piano è in atto, gli organi di governo devono rivederlo e approvarlo. Tali entità si aspetteranno di vedere una descrizione dell’ambito, del programma di costruzione e dei costi del piano proposto. Il piano deve includere una mappa dell’area con le caratteristiche geografiche e le giurisdizioni politiche delineate. Dovrebbe consistere in tutte le informazioni demografiche e statistiche pertinenti sulla qualità attuale dell’acqua e sulle condizioni ambientali.

Perché la gestione delle acque reflue è così costosa? Fattori importanti da considerare

Sia il trattamento dell’acqua residenziale che quello industriale possono essere costosi. I sistemi di trattamento utilizzano una tecnologia avanzata, che spesso coinvolge apparecchiature di grandi dimensioni in strutture multistadio. Molti fattori diversi influenzano il costo di un sistema di trattamento delle acque reflue, inclusi i seguenti:

1. Qualità degli effluenti

La qualità dell’effluente è un fattore che influenza il costo del sistema di trattamento delle acque reflue. I termini “influente” e “affluente” descrivono entrambi l’acqua in movimento: l’influente è l’acqua non trattata che scorre nel sistema e l’effluente è l’acqua trattata che fuoriesce dal sistema. L’effluente deve soddisfare gli standard normativi, che variano a seconda del settore e del tipo di acque reflue. Gli standard aiutano a ridurre l’inquinamento globale, preservando gli ecosistemi e la salute umana.

I tipi di inquinamento, come indicato nel Clean Water Act, possono essere convenzionali o tossici. Esempi di inquinanti convenzionali includono solidi sospesi totali, coliformi fecali e olio o grasso, mentre esempi di inquinanti tossici includono benzene, cloroformio, mercurio e piombo, materiali che comportano gravi rischi per la salute e la sicurezza.

I costi dell’impianto di trattamento degli effluenti dipendono dalla natura delle acque reflue e dagli standard per il loro trattamento. Gli standard variano a seconda del settore, influenzando i costi. Ad esempio, l’industria manifatturiera del cemento produce inquinanti controllati come i solidi sospesi totali (TSS), la temperatura e il pH. L’impianto di trattamento degli effluenti deve affrontare questi inquinanti.

2. Portate

La portata dell’acqua è un’altra preoccupazione che incide sui costi del sistema. Le portate possono essere superiori o inferiori a seconda dell’utilizzo dell’acqua e dell’attività. Ad esempio, i comuni domestici tendono a registrare portate di scarico più elevate al mattino e alla sera, quando più persone sono a casa e utilizzano elettrodomestici. Con portate superiori alla media, le spese per il trattamento delle acque reflue saranno maggiori.

3. Obiettivo Purezza

Un altro fattore che influisce sui costi è il livello di purezza mirato delle acque reflue trattate. In alcuni casi, potrebbe essere necessaria la conformità agli standard del settore. Ad esempio, un impianto di trattamento delle acque reflue farmaceutiche deve soddisfare le normative designate, che variano a seconda del prodotto fabbricato. È fondamentale comprendere la soglia di contaminazione consentita per l’applicazione specifica.

Standard di purezza più elevati aumentano il costo di un impianto di trattamento delle acque reflue. La scelta della tecnologia giusta può aumentare l’efficienza e mitigare i costi operativi a lungo termine. Tuttavia, gli obiettivi di elevata purezza aumentano i costi. Gli obiettivi di purezza dipendono dal settore, dalla posizione, dalla funzione e da altri fattori.

4. Materiali di costruzione

Anche la qualità dei materiali di costruzione influirà sul costo complessivo. È essenziale utilizzare materiali durevoli e di alta qualità per condizioni difficili. Ad esempio, portate elevate, temperature estreme e un’elevata concentrazione di sostanze chimiche dannose richiedono i migliori materiali possibili. Le applicazioni meno impegnative potrebbero funzionare bene con materiali poco costosi, come tubi in cloruro di polivinile (PVC) piuttosto che tubi in acciaio inossidabile.

Sebbene il costo iniziale possa essere maggiore, l’utilizzo di attrezzature di migliore qualità aiuta a ridurre al minimo i futuri costi di manutenzione, riparazione e sostituzione. Se le acque reflue hanno un flusso elevato, una composizione corrosiva o dura o una temperatura estrema, è meglio scegliere materiali da costruzione durevoli. D’altra parte, non c’è bisogno di pagare extra per apparecchiature di alta qualità non necessarie. Se le acque reflue presentano poche difficoltà, materiali da costruzione più semplici contribuiranno a ridurre il costo complessivo.

5. Costi di pianificazione

La pianificazione iniziale tiene conto del costo per costruire un impianto di trattamento delle acque reflue. La fase di pianificazione include la revisione di tutti i requisiti normativi, le sfide e gli obiettivi specifici del sito. I costi di ingegneria sono meccanici, elettrici e civili. Il tasso di queste spese dipende dagli ostacoli e dagli obiettivi unici del progetto. Il livello di difficoltà nella fase di progettazione corrisponderà ai suoi costi. Ad esempio, l’installazione di un sistema preconfezionato semplificherà la pianificazione e ridurrà le relative spese.

6. Requisiti di spazio

Un altro elemento della stima del costo del trattamento delle acque reflue è il fabbisogno di spazio. Le dimensioni e l’ubicazione della struttura influenzano i costi. Ad esempio, l’acquisto del terreno necessario per la struttura è più costoso in alcune regioni che in altre a causa delle tariffe immobiliari locali. Maggiori requisiti di terreno aumenteranno i costi: potrebbe essere necessario che la struttura sia sufficientemente grande per ospitare portate elevate o apparecchiature di purificazione multistadio. Può essere utile investire in soluzioni tecnologiche efficienti in termini di spazio.

7. Installazione

Le spese relative all’installazione contribuiscono al costo dell’impianto di trattamento. L’installazione professionale è una spesa necessaria, in quanto non è consigliabile tentare di installare apparecchiature senza una guida professionale. I tecnici installatori garantiscono le migliori prestazioni possibili delle apparecchiature. Quando si sceglie un team di installazione, cercare tutte le certificazioni pertinenti, l’assicurazione di responsabilità civile, la familiarità e l’esperienza delle apparecchiature.

8. Automazione del sistema

Il livello di automazione del sistema influisce sul costo di costruzione e funzionamento dell’impianto di trattamento delle acque. Un alto livello di automazione riduce l’intervento dell’operatore, mentre un basso livello di automazione aumenta la dipendenza dagli operatori. Ogni opzione ha vantaggi e svantaggi unici. La scelta giusta dipende dalle circostanze pertinenti.

9. Sistemi preconfezionati

Per determinate applicazioni potrebbe essere disponibile un sistema preconfezionato o “chiavi in mano”. I sistemi preconfezionati offrono vantaggi. Tendono a costare meno, riducendo i tempi di costruzione di diversi mesi o addirittura anni, a seconda delle dimensioni e della complessità del sito. Poiché semplificano il processo di pianificazione, i sistemi preconfezionati riducono le spese di pianificazione e costruzione, mentre la costruzione integrata può comportare un aumento delle spese. In tal modo, i costi dell’impianto di trattamento delle acque reflue del pacchetto possono essere inferiori ai costi dell’impianto personalizzato.

Una soluzione chiavi in mano non è la scelta giusta per ogni applicazione. Gli impianti di trattamento delle acque reflue personalizzati spesso migliorano l’efficienza, si adattano meglio a specifiche precise e garantiscono la conformità agli standard del settore. Sebbene le opzioni integrate possano allungare la fase di pianificazione e installazione, potrebbero migliorare il funzionamento a lungo termine.

10. Spedizione del sistema

Sia che tu scelga un sistema preconfezionato o personalizzato, i costi di spedizione influiranno sul prezzo finale. E’ possibile abbattere i costi di spedizione con tempistiche strategiche. Le spese di trasporto variano a seconda di diversi fattori, come ad esempio:

Distanza dagli impianti di produzione.
Disponibilità di parti o prodotti.
Peso della parte o del prodotto.
Modalità o modalità di trasporto richieste.
Costi attuali del carburante.
Domanda di trasporto attuale.
Il mercato del lavoro professionale dei trasporti.
Paesaggi politici: tariffe e limitazioni commerciali.
Eventi meteorologici e clima.

La tempistica di un acquisto per tariffe di trasporto inferiori può ridurre i costi totali. Ad esempio, potrebbe essere saggio attendere periodi di bassa domanda di merci prima di effettuare un ordine. Tali decisioni dovrebbero far parte del processo di pianificazione.

11. Costi regolamentari

I requisiti normativi, che variano in base al settore, all’ubicazione e al contenuto di acque reflue, incidono sui costi. È fondamentale soddisfare tutti gli standard normativi, inclusi permessi, approvazioni e restrizioni. In questo modo si evitano errori di conformità costosi e dannosi per la reputazione.

I costi di regolamentazione potrebbero includere:

Ottenere i permessi: ottenere tutti i permessi necessari per soddisfare le normative può comportare delle spese. Potrebbero essere necessari servizi di consulenza durante il processo di richiesta di autorizzazione, come la consulenza ambientale per eseguire studi di impatto ambientale.
Rimanere entro i limiti di scarico: le strutture sono soggette a severi limiti di scarico, che il National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) sovrintende. È essenziale rispettare i limiti di scarico per evitare di violare le normative e incorrere in multe o altre azioni legali. Assicurarsi che una struttura non superi i limiti di scarico è una spesa necessaria.
Preparazione per il monitoraggio e la segnalazione: il monitoraggio e la segnalazione aumentano la responsabilità e garantiscono la conformità normativa. L’NPDES esegue ispezioni di conformità in loco e crea rapporti di monitoraggio. È una buona idea rivedere il Manuale di ispezione di conformità NPDES prima delle ispezioni. I facility manager dovrebbero dedicare tempo e risorse per garantire la conformità, aumentando i costi.
Adottare misure speciali: le normative potrebbero richiedere misure speciali. Per proteggere l’ambiente, ad esempio, potrebbero essere necessarie tecnologie avanzate di trattamento delle acque reflue.

Sebbene il rispetto delle normative possa aumentare il costo di un sistema di trattamento delle acque industriali, è una parte fondamentale del processo. La comprensione e il rispetto delle normative consentono ai produttori e ai comuni di proteggere i loro ambienti locali, preservare la sicurezza umana e ridurre il rischio di costi e danni di non conformità.

12. Costi di smaltimento dei rifiuti

Gli impianti di trattamento delle acque producono rifiuti secondari, che devono essere smaltiti da terzi. Lo smaltimento secondario dei rifiuti è un altro costo da considerare. Potrebbe essere possibile ridurre i rifiuti secondari con una migliore tecnologia di trattamento delle acque, ma alcuni rifiuti secondari sono inevitabili. Il processo di preparazione allo smaltimento potrebbe includere:

Solidificazione.
Ulteriore filtraggio.
Evaporazione.
Archiviazione sicura.

13. Costi operativi

I costi operativi sono complicati e coinvolgono molti fattori diversi. Oltre a una stima dei costi di costruzione dell’impianto di trattamento delle acque reflue, è meglio determinare una stima dei costi operativi per la durata del ciclo di vita del sistema. Alcuni elementi che influenzano i costi operativi includono:

Portate.
Obiettivi di purezza dell’acqua.
Regolamenti che cambiano.
Manutenzione dei sistemi di automazione o del personale operativo.
Tenere il passo con la regolare manutenzione del sistema.
Sostituzione di parti quando necessario.
Preparazione per le ispezioni.
Smaltimento dei rifiuti secondari.

È possibile ridurre i costi operativi migliorando l’efficienza del sistema. Diverse misure possono aumentare l’efficienza del sistema, come gli aggiornamenti delle apparecchiature, una calibrazione più precisa e una tecnologia di monitoraggio più intelligente. Ad esempio, l’utilizzo di tecniche di aerazione può rendere il trattamento delle acque reflue più rapido ed efficiente.

14. Costi di manutenzione delle acque reflue

La manutenzione delle apparecchiature per il trattamento delle acque reflue è un altro costo da considerare. Tenere il passo con la manutenzione preventiva può aiutare a ridurre al minimo il rischio di riparazione dei danni e tempi di inattività imprevisti. Tali compiti dovrebbero includere:

Istruzioni di routine sull’attrezzatura.
Regolazioni del pannello di controllo.
Recensioni di formazione sull’attrezzatura.
Lubrificazione e sostituzione di parti, se necessario.
Acquisto preventivo di pezzi di ricambio.

Automazione del sistema aumentata o ridotta

Un maggiore livello di automazione serve a diversi scopi. Riduce al minimo il rischio di errore umano e riduce i costi di manodopera a lungo termine. Un’elevata automazione può ridurre i costi operativi di un sistema di trattamento delle acque reflue. Le apparecchiature e le funzionalità automatizzate tendono ad essere più costose delle loro controparti manuali. Le spese iniziali potrebbero essere maggiori.

Un esempio di funzionalità di automazione è un controller logico programmabile (PLC). Un PLC è un sistema di controllo informatico industriale con capacità di monitoraggio avanzate, che valuta vari input per prendere decisioni. I PLC hanno utili applicazioni nelle linee di assemblaggio, nelle macchine e nella robotica. Sono altamente versatili, flessibili ed efficienti, gestiscono complicate operazioni logiche e la tecnologia continua a evolversi e migliorare. L’inclusione di un pannello PLC in un impianto di trattamento delle acque reflue aumenterà i costi iniziali. Nei casi di semplice trattamento delle acque reflue, un PLC può essere un investimento superfluo.

L’alternativa è ridurre al minimo l’automazione e fare affidamento sulle operazioni manuali. Se le esigenze di trattamento dell’acqua sono semplici e coerenti, a seconda del funzionamento manuale può essere l’approccio più conveniente. Tieni presente che la manodopera è un investimento crescente a lungo termine e la disponibilità del personale varia. Sebbene i controlli manuali comportino una riduzione dei costi iniziali, potrebbero finire per aumentare il costo operativo di un impianto di trattamento delle acque reflue.

Considera quanto saranno complicate le operazioni e l’impatto che potrebbe avere l’errore umano. Se le esigenze di trattamento sono complesse o la posta in gioco di un errore è alta, una maggiore automazione potrebbe essere la scelta migliore. Se il funzionamento sarà semplice e gli errori improbabili, è possibile una minore automazione. Una minore automazione significa minori costi iniziali.

Quanto tempo ci vuole per costruire un impianto di trattamento delle acque?

Tieni presente che il periodo di costruzione o installazione può richiedere settimane, mesi o addirittura anni, a seconda della portata e della complessità. I tempi di installazione sono un fattore importante da considerare, poiché tempi più lunghi comportano costi maggiori.

Quanto è costoso il processo di filtraggio?

Una volta installato un sistema, i costi di filtraggio variano. In molti casi, i sistemi con valori iniziali elevati offrono costi di manutenzione vantaggiosi. Ad esempio, i sistemi economici possono richiedere cambi di filtro più frequenti per un funzionamento adeguato. Considera i costi di filtraggio a lungo termine del tipo di sistema di trattamento delle acque reflue scelto.

Costo medio di un impianto di trattamento delle acque reflue

I costi dell’impianto di trattamento delle acque reflue variano in base al tipo di sistema, all’industria, all’ubicazione e ad altri fattori. Quando si determina una stima del prezzo, considerare questi fattori e l’impatto che potrebbero avere.

Costo medio per sistema

La scelta del tipo di sistema giusto per un’applicazione specifica può aiutare a ridurre i costi. Ogni tipo di sistema ha scopi diversi. Ecco alcuni popolari sistemi di trattamento delle acque reflue e i loro costi medi:

CAS: Un classico sistema a fanghi attivi (CAS) utilizza un serbatoio aerobico per biodegradare il materiale organico. Questo può essere solo una parte del processo di purificazione. Il costo per metro cubo è di circa $ 0,20, il che lo rende una scelta economica.
ASP: Un impianto di trattamento a fanghi attivi (ASP) è simile a un impianto CAS. L’ASP utilizza l’ossigeno per incoraggiare la digestione microbica degli inquinanti. È un metodo di trattamento comune per le acque reflue, di solito non più costoso del CAS.
IFAS: La tecnologia più recente include fanghi attivi integrati a film fisso (IFAS). Ciò che differenzia un sistema IFAS è l’aggiunta di un mezzo di crescita collegato al serbatoio. Il costo del trattamento delle acque reflue per m3 per un sistema IFAS sarà maggiore di quello per un sistema CAS o ASP.
SBR: Un singolo reattore batch (SBR) svolge tutte le necessarie funzioni di purificazione all’interno di un recipiente, il che aiuta a risparmiare sui costi operativi e riduce le dimensioni del sistema. Sebbene possa ridurre i costi di durata, un sistema SBR potrebbe rappresentare un investimento iniziale maggiore.
SBBR: Un bioreattore batch di sequenziamento (SBBR) accelera la fase di aerazione del trattamento delle acque reflue. Sebbene possa essere relativamente costoso, un SBBR può migliorare l’efficienza complessiva e ridurre i costi delle apparecchiature.
MBR: Un’altra opzione è un bioreattore a membrana (MBR). Come ogni filtro, un MBR lascia passare l’acqua ma non i materiali disciolti.
MBBR: Utilizzando plastiche fluttuanti, un bioreattore a letto mobile (MBBR) consente alle plastiche fluttuanti di produrre una crescita di biofilm attaccata.

Spesso è molto utile valutare il costo del trattamento delle acque reflue per metro cubo, poiché queste misurazioni saranno scalabili per un progetto di qualsiasi portata.

Costo medio per settore

Poiché i costi di trattamento delle acque reflue variano a seconda del settore, sono utili stime dei costi specifiche del settore. Ad esempio, la produzione chimica può produrre molti inquinanti dell’acqua, alcuni dei quali sono ad alta priorità. L’industria alimentare e delle bevande tende a produrre acque reflue con alti livelli di solidi sospesi. Poiché ogni settore produce diversi inquinanti delle acque reflue, il costo dell’impianto di trattamento delle acque reflue per milione di galloni al giorno (mgd) varierà.

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Il trattamento specializzato delle acque reflue è una parte cruciale dell’operazione per dozzine di industrie. Il corretto trattamento protegge sia l’ambiente che la sicurezza umana limitando gli inquinanti nelle fonti d’acqua. Ogni settore deve rispettare un insieme unico di regolamenti e standard per rimuovere gli inquinanti unici che producono. Questi e altri fattori influenzano il costo di un impianto di trattamento delle acque reflue industriali o residenziali.

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Tom Frankel

Mr. Frankel co-founded SSI in 1995 with experience in design and distribution of engineered systems. He is in charge of sales, marketing and operations in the company. Mr. Frankel holds multiple US patents related to diffusers. He is a graduate of Washington University in St. Louis.