Trattamento delle acque reflue: come il carbone attivo si confronta con altre tecnologie

Le acque reflue sono un problema per numerosi settori, in particolare quando vengono introdotti limiti di inquinamento più severi. Si utilizzano diverse tecnologie, spesso in combinazione, per rendere le acque reflue sicure per il riciclaggio o lo scarico.

In molte situazioni e settori, il carbone attivo è un'opzione efficiente, che riduce i costi e fornisce un'alternativa affidabile e sostenibile, oppure un back-up a tecnologie come i biofiltri e le membrane.

Sfide tipiche nella purificazione di acque reflue

Le acque reflue provengono di solito da tre fonti principali: acque reflue industriali e di processo, acque reflue municipali o acque di percolato di discarica.

I principali contaminanti, che dipendono dalla fonte, sono i seguenti:

  1. Componenti organici, misurati in base alla domanda chimica di ossigeno (COD) e alla domanda biochimica di ossigeno (BOD). Quantità eccessive possono causare l'esaurimento dell'ossigeno nelle fonti d'acqua e causare livelli insufficienti a sostenere la vita.
  2. Nitrati e fosfati, spesso provenienti da fertilizzanti. Questi possono causare eutrofizzazione, dove si formano quantità eccessive di alghe e si preleva luce e ossigeno agli organismi, fino a ucciderli .
  3. Composti alogeni organici assorbibili (AOX). Potenzialmente tossici, molti comportano rischi per l'ambiente e la salute.
  4. Componenti in tracce, come residui di pesticidi, ormoni, antibiotici e prodotti chimici industriali. Molte sono classificate come sostanze estremamente preoccupanti (SVHC), ritenute dannose per la salute umana anche in minuscole concentrazioni. Altri sono gli inquinanti organici persistenti (POP) che possono accumularsi nell'acqua, nel suolo e potenzialmente nella catena alimentare.
  5. Metalli, che possono danneggiare la salute umana o la vita acquatica se i livelli sono troppo elevati.

Non tutti i contaminanti possono essere rimossi tramite assorbimento con carbone attivo. Nitrati, fosfati e metalli sono componenti inorganici, non hanno alcuna affinità con il carbone attivo e richiedono quindi una tecnologia di purificazione alternativa. Tuttavia, vale la pena esaminare il carbone attivo per la rimozione di COD, BOD, AOX e componenti in tracce.

La legislazione protegge i corsi d'acqua naturali, la biodiversità e punta a ridurre i rischi per la salute umana. I limiti di inquinamento variano a seconda del componente, della regione e della vicinanza a risorse naturali o a pozzi di acqua potabile.

Settori e scenari

Il carbone attivo può essere utilizzato in una grande varietà di industrie e situazioni, specialmente nel trattamento di contaminanti organici nelle acque reflue industriali.

Le industrie petrolchimiche, chimiche e farmaceutiche producono acque reflue nei processi di produzione, acqua di lavaggio e acqua piovana contaminata da sostanze organiche come COD e BOD e componenti in tracce. Si può rimuovere anche il colore presente nelle acque di processo o nelle acque reflue.

Le aziende di rottami, le discariche e i siti di trattamento rifiuti producono acque di dilavamento contaminate quando piove. La composizione dell'inquinamento dipende dal tipo di rifiuti presenti in loco. Spesso sono presenti metalli provenienti, per es., da vecchie parti di automobili e materiale triturato, ma non possono essere rimossi tramite assorbimento. Il carbone attivo tratta componenti organici derivanti dalla lisciviazione di rifiuti solidi o da fuoriuscite di benzina e fluidi di raffreddamento.

Disastri come gli incidenti ferroviari possono provocare la contaminazione dell'acqua, per esempio a causa del trasporto di liquidi o dell'acqua utilizzata per spegnere gli incendi, che in genere contiene componenti fluorurati come i PFAS.

Anche le aziende che si occupano di trattamento possono beneficiare della filtrazione a carbone attivo, così come i festival che producono acque reflue da cucine e docce.

Tecnologie di trattamento acque reflue

Le acque reflue sono generalmente trattate in stadi.

  • Trattamenti primari

Questi trattamenti rimuovono le particelle non solubili più grandi come foglie e sabbia. Una soluzione standard per rimuovere questa categoria è la sedimentazione: l'acqua viene lasciata in un serbatoio per permettere a queste particelle di depositarsi. 

Nel trattamento fisico-chimico, si aggiungono delle sostanze chimiche per aumentare la coagulazione e la flocculazione, rendendo più facile la rimozione delle impurità. È possibile ridurre in questo modo metalli e alcuni prodotti farmaceutici. Il carbone attivo in polvere può essere aggiunto in questo stadio per eliminare la tossicità e proteggere i batteri nella fase successiva.

  • Trattamenti secondari

Questi trattamenti rimuovono le impurità organiche misurate da COD e BOD, come quelle prodotte dall'industria alimentare e dai settori chimico e farmaceutico.

I biofiltri, che utilizzano i batteri per degradare i componenti organici, vengono utilizzati in condizioni aerobiche o anaerobiche a seconda dei componenti che devono essere rimossi.

I biofiltri aerobici consumano molta energia, altrimenti i batteri possono morire. Anche la tossicità nelle acque reflue può uccidere i batteri, ed è poi difficile far ripartire la colonia. I biofiltri richiedono competenze in loco e un attento monitoraggio per garantire la sopravvivenza dei batteri.

Il carbone attivo in polvere può essere aggiunto come una specie di vitamina, migliorando la flocculazione e proteggendo i batteri. Questo processo è anche conosciuto come il processo PACT.

A volte questa fase secondaria è sufficiente per purificare l'acqua, ma di solito è richiesto un trattamento terziario. La biofiltrazione lascia inoltre un residuo di fanghi, che a loro volta richiedono un trattamento supplementare.

  • Trattamenti terziari

Questa è la fase di “finissaggio”, che garantisce la sicurezza dell'acqua per il riciclaggio o lo scarico. Si utilizzano diverse tecnologie, da sole o in combinazione.

Le membrane separano le acque reflue in un flusso purificato per il riciclaggio o lo scarico, lasciando un concentrato che necessita ancora di trattamento. La tecnologia a membrana è efficace, ma il consumo energetico necessario per pompare l'acqua sulle membrane è elevato.

Le membrane sono costose e possono essere sporcate da batteri, particelle o sali insolubili, costringendo a interrompere le operazioni durante la pulizia. Richiedono un attento monitoraggio per garantire che non si verifichi lo sfondamento dei contaminanti.

La filtrazione a carbone attivo assorbe COD, AOX e molti componenti in tracce. È particolarmente utile per i componenti organici che non si biodegradano.

Oltre a lavorare da soli o in serie, i filtri possono essere posizionati a monte delle membrane per proteggerle dalle incrostazioni. Questo fa sì che le membrane durino più a lungo e si evitano i fermi macchina. Collocati a valle delle membrane, possono funzionare come fase finale di finissaggio in caso di qualsiasi sfondamento.

La filtrazione a sabbia rimuove i solidi sospesi, a volte in combinazione con il carbone attivo.

I processi di ossidazione avanzata (AOP) utilizzano sostanze chimiche come l'ozono per rimuovere le ultime tracce di COD, spesso in combinazione con le membrane.

Disinfezione e distillazione sono tecniche insolite, che raramente si trovano al di fuori degli ambienti di laboratorio.

Soluzioni di filtrazione a carbone attivo DESOTEC

DESOTEC fornisce un servizio 24/7 in tutta Europa per risolvere le problematiche relative alle acque reflue dei clienti, in modo che possano concentrarsi sul loro core business.

Le nostre soluzioni sono particolarmente utili in caso di inquinamento discontinuo, per esempio quando si deve trattare l'acqua piovana contaminata in un deposito di rottami. Mentre i biofiltri necessitano di un costante apporto di contaminanti per alimentare i batteri, oltre che di un attento monitoraggio, i filtri a carbone attivo possono essere lasciati semplicemente in posizione fino a quando non saranno necessari.

DESOTEC fornisce tutti i filtri mobili a noleggio, rendendoli ideali per situazioni a breve termine come le emergenze o la manutenzione. Le aziende possono testarli su larga scala, modificarli o rimuoverli a seconda delle necessità, invece di effettuare un investimento iniziale.

Il sistema DESOTEC è modulare, il che offre un’ampia flessibilità. Per esempio, il sistema risulta vantaggioso per i trattamenti municipali di trattamento acque reflue, che devono aumentare il trattamento man mano che le comunità si espandono. Aiuta inoltre le aziende a potenziare gli impianti esistenti, al fine di rispettare i nuovi e più severi limiti di inquinamento.

I clienti stessi non gestiscono il carbone esausto. E’ la DESOTEC che rimuove i filtri esausti, consentendo all'impianto di riprendere rapidamente a lavorare. Li trasportiamo poi nei nostri forni, dove i contaminanti vengono distrutti e il carbone riattivato, rendendo la filtrazione DESOTEC un'opzione ecologica.

Come può DESOTEC essere di aiuto alla tua azienda?

In tutta Europa, stiamo vedendo clienti passare al carbone attivo per il trattamento delle acque reflue o includere i nostri filtri nei loro sistemi di biofiltrazione o a membrana.

Per discutere come le nostre soluzioni possono aiutare la tua azienda, contatta oggi stesso i nostri ingegneri.

 

Presso gli impianti produttivi di DESOTEC, tutto il carbone attivo utilizzato viene analizzato in modo da poter prendere le giuste misure per la manipolazione e la rimozione del carbone esausto dai filtri mobili. Tutte le molecole che sono state adsorbite dal carbone attivo presso il sito del cliente, vengono desorbite all'interno dei forni di riattivazione DESOTEC. Questi contaminanti sono poi completamente distrutti, in conformità con la legislazione nazionale ed europea, mediante un impianto di combustione e neutralizzazione. L'intero impianto e le sue emissioni sono costantemente monitorati in linea, il che garantisce l'uscita dal camino solo di innocuo vapore acqueo.