Il trattamento dei rifiuti e delle acque di scarico industriali

Prima di valutare la possibilità di trattamento di un'acqua di scarico o di un rifiuto industriale occorre considerare diverse possibilità alternative per ridurre i costi.

Modifica al fine della prevenzione: occorre valutare dapprima delle soluzioni impiantistiche progettistiche che permettono di risparmiare la produzione di acqua da trattare (esempio lavaggio controcorrente).

Uso plurimo (con o senza trattamento): un'acqua di scarico può venire utilizzata per processi che richiedono una bassa qualità dell'acqua (raffreddamento). I fanghi possono essere recuperati cedendoli ad un'industria di mattoni.

Riciclo e riuso: prevede un impianto a ricircolo con depuratore. Oppure può essere previsto il recupero di materiali (come gli stampi per le colate di ghisa che possono venire fusi per recuperare la sabbia).

Dal punto di vista ambientale, maggiore è il ricircolo R, minore è A-R (è meglio). Dal punto di vista economico dipende perché il costo di depurazione è direttamente proporzionale alla quantità di acqua da trattare. Poi ci sono i costi di prelievo e di smaltimento dell'acqua in uscita A-R.

Trattamento termico: per le acque di scarico si può valutare un intervento di incenerimento di liquido (nell'immagine), per i solidi è possibile costruire un impianto dedicato con recupero energetico o inviarli ad un impianto di incenerimento già preesistente.

Inoltre un'industria ha anche il problema della segregazione degli scarichi: unire o dividere flussi provenienti da fonti differenti?

In ambito industriale segregare significa separare acque di raffreddamento, acque di processo, acque civili e acque meteoriche. Non sempre è possibile separare tutte le 4 fasi perché generalmente c'è solo una fognatura. Inoltre non si può diluire l'acqua di processo con l'acqua del sistema di raffreddamento.

Il trattamento di diversi flussi viene eseguito in base ai dati sperimentali campionati in quanto è possibile, entro i limiti, trattare solo alcuni flussi insieme. In seguito sono riportati alcuni possibili tipi di circuiti per le acque di raffreddamento.

Per il circuito semi-chiuso si può scrivere il bilancio:

ci possiamo calcolare R e S nota la concentrazione dei sali CR e CS. Occorrerà valutare la soluzione migliore caso per caso.

Le acque di processo servono per lavare e per pulire. Il trattamento deve essere mirato alla tipologia di inquinante presente. Le acque civili devono essere separate dalle acque tecnologiche a causa della loro diversa composizione in termini di inquinanti. Infine, le acque meteoriche possono essere prive di inquinanti, al contrario vanno trattate insieme alle acqua di processo.

Le acque urbane si dividono in acque nere (scarichi civili, mense, ecc...) che sono abbastanza costanti a livello di qualità ed in acque bianche (es. dilavamento). Generalmente la rete bianca confluisce nella rete nera e poi giunge al depuratore.

Il trattamento depurativo segue lo schema illustrato a pagina seguente:

I criteri di scelta dell'intervento depurativo sono:

  • principio operativo;
  • campo di applicazione
  • vantaggi e svantaggi;
  • prestazioni e efficienza;
  • effetti cross-media (es. trasferimento di inquinante da una matrice ad un'altra);
  • consumi;
  • monitoraggio (autonomia);
  • costi d'impianto e di esercizio.

Bypassando il trattamento primario sovraccaricherò quello secondario, quindi è preferibile non ometterlo mai.

La prima fase del trattamento degli scarichi civili è quella della sedimentazione naturale. Se i solidi sono troppo fini si applicano dei coagulanti. La rimozione della quantità di COD dipenderà dalla quantità di sostanza organica presente. Nell'industria cartaria e petrolchimica si usa anche la flottazione preceduta da coagulazione facendo attenzione alle gocce fini di olio che non vengono trascinate efficacemente dall'aria.

Per separare le emulsioni si usano separatori lamellari API, aggiungendo talvolta dell'aria dal basso per facilitare la risalita degli idrocarburi. Oppure si può effettuare la centrifugazione. La figura successiva mostra un esempio di separatore lamellare:

Infine in un'acqua di scarico, la filtrazione su sabbia viene effettuata come trattamento a valle, per valutare l'efficacia dei trattamenti di rimozione della torbidità.

E' però più diffusa la filtrazione su membrana, il cui concentrato non è un fango, ma un liquido, quindi è una tecnologia in forte espansione. Non c'è la necessità di aggiungere flocculanti, l'apparecchiatura è molto compatta e il permeato ha alta qualità. Bisogna prestare però attenzione all'intasamento della membrana.