Tecniche di campionamento

Il campionamento delle acque reflue viene generalmente eseguito con uno dei due metodi, grab sampling o composite sampling. Il campionamento della gru a benna è appena che cosa suona come; tutto il materiale della prova è raccolto contemporaneamente. In quanto tale, un campione grab riflette le prestazioni solo nel momento in cui il campione è stato raccolto e solo se il campione è stato raccolto correttamente. Il campionamento composito consiste in una raccolta di numerosi singoli campioni discreti prelevati a intervalli regolari per un periodo di tempo, di solito 24 ore. Il materiale sottoposto a campionamento viene raccolto in un contenitore comune durante il periodo di campionamento. L’analisi di questo materiale, raccolto in un periodo di tempo, rappresenterà quindi la prestazione media di un impianto di trattamento delle acque reflue durante il periodo di raccolta.

Numerosi riferimenti industriali elencano vari parametri per il test delle acque reflue e se i campioni devono essere raccolti utilizzando metodi di campionamento grab o di campionamento composito. Ad esempio, il campionamento grab consente l’analisi di specifici tipi di parametri instabili come pH, ossigeno disciolto, cloro residuo, nitriti e temperatura. Tuttavia, gli indicatori più utilizzati delle prestazioni dell’impianto di trattamento, tra cui CBOD5 (domanda di ossigeno biochimico carbonioso a cinque giorni), TSS (solidi sospesi totali) e TN (azoto totale) richiedono l’uso di tecniche di campionamento composito. METODI STANDARD (20a edizione, Sezione 1060 § B, “Raccolta e campionamento”) afferma “Un campione può rappresentare solo la composizione della sua fonte al momento e luogo della raccolta.”I campioni Grab possono essere utilizzati per rappresentare” alcune acque superficiali ben miscelate, ma raramente, flussi di acque reflue” per la valutazione della qualità dell’acqua. I modelli di flusso ampiamente variabili degli impianti di trattamento residenziali rendono impossibile valutare le prestazioni analizzando un singolo campione di effluente. Gli impianti di trattamento residenziale ricevono un numero frequente di brevi picchi idraulici durante il giorno seguiti da periodi intermittenti di assenza di flusso.

Le variazioni di routine delle caratteristiche di volume e resistenza delle acque reflue in ingresso creano fluttuazioni nella qualità degli effluenti degli impianti di trattamento. Pertanto, un campione di presa degli effluenti prelevato in un momento specifico durante il modello di flusso giornaliero non sarà rappresentativo delle prestazioni del sistema per l’intera giornata. Il CODICE DEI REGOLAMENTI FEDERALI (Titolo 40, Capitolo 1, § 133.102) stabilisce che le prestazioni dell’impianto di trattamento devono essere valutate tabulando le medie di 30 giorni degli effluenti dell’impianto. Per definizione, un singolo campione di presa non può mai essere utilizzato per valutare le prestazioni a lungo termine di qualsiasi impianto di trattamento delle acque reflue.

Mentre i limiti di determinare le prestazioni del sistema mediante campionamento grab sono evidenti, l’uso di campioni grab per la valutazione di un’unità di trattamento residenziale è ulteriormente compromessa se il campione viene raccolto da un luogo in cui l’effluente non ha una velocità sufficiente per mantenere i solidi effluenti in sospensione. CAMPIONAMENTO DELLE ACQUE REFLUE PER IL CONTROLLO DI PROCESSO E QUALITÀ (Manuale di Pratica n. OM-1, § “Campionamento rappresentativo”) ordina che i campioni vengano raccolti ” nei punti in cui il flusso di campioni o il serbatoio è ben miscelato.”Il manuale prosegue dicendo” evitare di prelevare campioni nei punti in cui si verifica la sedimentazione dei solidi o la presenza di detriti galleggianti. Queste situazioni si verificano normalmente in aree quiescenti, dove la velocità del flusso è diminuita.”Per questo motivo, le prestazioni dell’impianto non possono mai essere valutate da un campione di effluenti prelevato da una camera della pompa, da una scatola di distribuzione, da un pozzetto, da un fossato sul ciglio della strada o da qualsiasi dispositivo che contenga effluenti al di sotto della linea di flusso. Il modello di flusso intermittente di una residenza individuale intensifica questo problema consentendo ai solidi effluenti di depositarsi all’interno di un pozzetto durante i periodi di flusso basso. Anche i pochi solidi presenti in un effluente di alta qualità si depositeranno quando trattenuti all’interno di un pozzetto. Se solo pochi solidi si depositano all’interno di un pozzetto durante un periodo di flusso basso oggi, rimangono e si accumulano con solidi aggiuntivi che si depositano nei giorni successivi. Qualsiasi campione prelevato da un pozzetto conterrà solidi sospesi effluenti combinati con giorni, settimane, mesi o anni di solidi accumulati. Un campione di liquido proveniente da tale pozzetto non può essere analizzato per le prestazioni complessive del sistema, poiché è scientificamente impossibile determinare quale parte dei solidi fosse sospesa nell’effluente e quale parte dei solidi si fosse accumulata nel pozzetto per un periodo di tempo. Utilizzare qualsiasi campione prelevato da un pozzetto per valutare le prestazioni di un impianto di trattamento delle acque reflue residenziali è semplicemente inappropriato. I campioni devono essere prelevati da un luogo in cui l’effluente scorre liberamente e ha una velocità sufficiente a mantenere i solidi dell’effluente in sospensione.

I campioni compositi di effluenti raccolti, immagazzinati, analizzati, tabulati e mediati per un lungo periodo di tempo forniscono l’unica indicazione verificabile delle prestazioni dell’impianto di trattamento. La raccolta e l’analisi di questi campioni compositi è spesso un processo costoso e dispendioso in termini di tempo. Per questi motivi, la maggior parte delle organizzazioni di regolamentazione riconosce certificatori indipendenti di terze parti, che utilizzano metodi di campionamento composito per condurre la valutazione delle prestazioni e misurare accuratamente le prestazioni del sistema in un ambiente standardizzato e riproducibile. Il tentativo di valutare un sistema di trattamento residenziale sul campo analizzando un campione di presa prelevato da un pozzetto o da qualsiasi altro recipiente di contenimento fornisce un grado di errore composto e produrrà conclusioni errate sulle prestazioni del sistema.

Riferimenti industriali

In tempi diversi e per vari motivi, può essere opportuno campionare gli effluenti da un sistema di trattamento delle acque reflue. Per essere precisi, in particolare per determinare le prestazioni del sistema, qualsiasi campionamento delle acque reflue deve seguire procedure e linee guida specifiche. I parametri e le procedure di campionamento specifici sono descritti nei METODI STANDARD PER L’ESAME DELLE ACQUE E DELLE ACQUE REFLUE, pubblicati dall’American Public Health Association, dall’American Water Works Association e dalla Water Environment Federation. IL CODICE DEI REGOLAMENTI FEDERALI, TITOLO 40, PROTEZIONE DELL’AMBIENTE, pubblicato dall’Ufficio del Registro federale, delinea come i campioni devono essere analizzati e valutati per essere considerati validi dalle agenzie di regolamentazione.

CAMPIONAMENTO DELLE ACQUE REFLUE PER IL CONTROLLO DI PROCESSO E DI QUALITÀ, MANUALE DI PRATICA NO. OM-1, pubblicato dalla Water Environment Federation, fornisce istruzioni specifiche sulle tecniche di campionamento e le conclusioni che possono essere tratte. Per campionare correttamente i flussi di acqua o acque reflue e trarre conclusioni accurate, tutte queste procedure devono essere rigorosamente seguite.