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Una soluzione di filtrazione circolare per eliminare PFAS e altri microinquinanti dalle acque reflue

I microinquinanti, tra cui le famigerate sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche (PFAS), stanno inquinando sempre più le nostre acque. Per questo motivo, gli enti regolatori stanno esercitando pressioni sugli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) affinché modernizzino i loro sistemi di depurazione. In questo articolo, presenteremo la filtrazione mobile a carbone attivo come una soluzione innovativa e sostenibile che consente ai gestori degli impianti di trattamento delle acque reflue di rispettare i limiti di emissione.

Quali sono i tipici microinquinanti presenti nelle acque reflue?

PFAS

Negli ultimi anni, le sostanze PFAS sono state al centro dell'attenzione. A causa della loro straordinaria persistenza, questi composti sono letteralmente ovunque. Non sorprende quindi che siano stati soprannominati "sostanze chimiche eterne".

AOX

Gli alogenuri organici adsorbibili ( AOX ) sono componenti contenenti cloro, bromo o iodio. I principi attivi farmaceutici alogenati (API), i pesticidi e i fungicidi danno origine a residui contenenti AOX.

La maggior parte degli AOX sono clorurati, tra cui il diclorometano (DCM), il triclorometano (cloroformio), i clorofenoli, il clorobenzene, ecc.

Alcuni componenti degli AOX non sono biodegradabili. Tra questi figurano gli inquinanti organici persistenti (POP) come i policlorobifenili (PCB) e le diossine.

microplastiche

Le microplastiche sono frammenti di plastica di dimensioni comprese tra 1 μm e 5 mm. Studi hanno dimostrato che le microplastiche sono praticamente ovunque. Inoltre, alcune ricerche hanno evidenziato che gli attuali trattamenti delle acque reflue non sono in grado di catturare le microplastiche.

metalli pesanti

Tra questi rientrano elementi metallici densi (ad esempio piombo, mercurio, cadmio, ecc.) che si accumulano negli organismi viventi. Vengono rilasciati nelle acque reflue da diverse attività industriali, come la produzione tessile, la fabbricazione di batterie e così via. Se non trattati, i metalli pesanti entrano nella catena alimentare, danneggiando gravemente la salute umana.

Quali sono le principali normative relative ai microinquinanti nelle acque reflue?

Il regolamento UE-POP

I prodotti contenenti PFAS sono considerati rifiuti e devono essere smaltiti di conseguenza. Ciò avviene in genere tramite incenerimento, che tuttavia può essere dannoso per l'ambiente in quanto non decompone completamente i composti tossici.

D'altro canto, per quanto riguarda la cattura dei PFAS su carbone attivo, ora esiste una soluzione per la loro completa eliminazione. DESOTEC ha sviluppato una nuova tecnica che consente la distruzione completa dei PFAS adsorbiti sul carbone attivo. Questa tecnica consiste in una pirolisi seguita dalla neutralizzazione dei gas, il che significa che tutti i PFAS vengono scomposti e completamente distrutti.

In particolare, ciò può essere ottenuto se i livelli di PFAS sul carbone esausto non superano le soglie indicate nel Regolamento UE ( 2019/1021 ) relativo agli inquinanti organici persistenti (POP) (vedi sotto):

  • PFOS (massimo 50 mg/kg)
  • PFOA (massimo 1 mg/kg)
  • PFHxS (massimo 1 mg/kg)

Se invece la contaminazione da PFAS supera questi limiti massimi, il carbone attivo deve essere smaltito altrove in conformità con le normative locali, ad esempio mediante incenerimento ad alta temperatura.

La direttiva UE sull'acqua potabile

La direttiva rivista sull'acqua potabile stabilisce i limiti di emissione per una serie di composti che possono essere presenti nell'acqua destinata al consumo umano.

Per quanto riguarda l'AOX , il regolamento prevede le seguenti soglie:

  • 1,2-dicloroetano: 3 μg/l;
  • Trialometani totali (somma delle concentrazioni di cloroformio, bromoformio, dibromoclorometano e bromodiclorometano): 10 μg/l.

Oltre all'AOX, la suddetta direttiva ha introdotto, a partire da gennaio 2026, limiti di emissione di PFAS nelle acque più severi:

  • 0,50 μg/L per i PFAS totali;
  • 0,10 μg/L per la somma di 20 PFAS.

L'Italia è andata persino oltre, fissando un limite di 0,10 µg/L per la somma di 4 PFAS (PFOA, PFOS, PFNA e PFHxS).

Inoltre, la normativa aggiornata impone agli Stati membri dell'UE di monitorare le sostanze PFAS e di intervenire immediatamente in caso di superamento dei limiti. Per gli operatori del settore degli impianti di trattamento delle acque reflue, ciò significa dover fare affidamento su soluzioni di trattamento che possano essere implementate rapidamente e senza interrompere le normali attività operative.

Carbone ibrido di DESOTEC per la rimozione e la distruzione circolare dei PFAS

Le sostanze PFAS possono essere adsorbite sulla struttura interna altamente porosa del carbone attivo. Pur essendo in grado di intrappolare un'ampia gamma di PFAS all'interno dei suoi pori, le prestazioni di adsorbimento del carbone attivo aumentano con la lunghezza della catena del contaminante.

Secondo i ricercatori , l'adsorbimento su carbone attivo è una delle tecniche più efficienti per rimuovere i PFAS dalle acque reflue. Inoltre, le linee guida della Convenzione di Stoccolma raccomandano il carbone attivo come migliore tecnologia disponibile (BAT) per la rimozione dei PFAS da un flusso inquinato (ad esempio, rifiuti, aria, liquidi o gas).

Il reparto Ricerca e Sviluppo di DESOTEC ha sviluppato un innovativo carbone attivo ibrido specificamente progettato per la cattura di PFAS . Grazie a una combinazione di dimensioni dei pori , questo adsorbente è in grado di rimuovere in modo efficiente e affidabile molecole di PFAS sia piccole che grandi, anche in flussi d'acqua con elevati carichi di COD . Il carbone attivo ibrido di DESOTEC ottimizza la sua superficie interna e ne prolunga la durata operativa rispetto agli adsorbenti convenzionali.

Un metodo conforme alle normative POP per l'eliminazione dei PFAS

Per garantire la conformità alla normativa EU-POP e prendere una decisione informata sulla migliore opzione di trattamento dei rifiuti PFAS, DESOTEC ha sviluppato una metodologia interna ( CMA/3/D ) per quantificare il carico di PFAS nel carbone attivo. Questa metodologia è stata progettata in collaborazione con l'Istituto di Ricerca Tecnologica (VITO), affiliato al governo fiammingo. Grazie a una fase di estrazione migliorata, questo metodo aggiornato è stato successivamente accettato dall'autorità competente.

Seguiamo questo metodo per misurare con precisione il livello di PFAS adsorbiti sul carbone attivo e determinare, in base alla normativa UE POP , quale tipo di trattamento applicare. Se il livello di PFAS adsorbiti è inferiore al limite consentito, applichiamo il nostro trattamento in due fasi (termico e con gas di combustione) per garantire la completa distruzione delle molecole di PFAS adsorbite. Secondo le misurazioni effettuate da un ente esterno (Eurofins), non sono state rilevate tracce di PFAS né sul carbone riattivato né nel camino di scarico, il che si traduce in un'efficienza di distruzione del 100%. Questo non solo dimostra la conformità alla normativa POP del processo di riattivazione e trattamento dei rifiuti di DESOTEC, ma offre anche agli impianti di depurazione un'opzione più sostenibile per la completa eliminazione dei PFAS.

Casi di studio

Ecco alcuni casi di studio che dimostrano l'efficacia del sistema di filtrazione a carbone attivo di DESOTEC nella rimozione di PFAS e altri microinquinanti dall'acqua:

Rimozione delle sostanze PFAS dall'acqua in un impianto di gestione dei rifiuti.

Il responsabile di un impianto di trattamento delle acque reflue ha richiesto a DESOTEC di ridurre la concentrazione di PFAS nelle acque reflue da 732 µg/l a 100 ng/l (limite per l'acqua potabile). DESOTEC ha installato un sistema a due filtri: il primo per rimuovere il COD e le molecole di PFAS più grandi; il secondo per catturare le molecole di PFAS più piccole come il perfluorobutanoato (PFBA), l'acido perfluorobutansolfonico (PFBS) e il trifluoroacetato (TFA). Questa soluzione ha permesso al cliente di rispettare i requisiti normativi per l'acqua potabile. Per saperne di più, clicca qui .

Depurazione delle acque reflue dai PFAS nel settore chimico

Un'azienda gestisce un sistema di depurazione delle acque per conto di diverse aziende chimiche che condividono un sito in Belgio. Poiché le acque reflue vengono scaricate in un fiume vicino, il cliente deve rispettare severi limiti di emissione. In particolare, doveva ridurre la concentrazione di PFAS da 300 a 100 ng/l. Considerando il carbone attivo come una soluzione promettente, l'azienda si è rivolta a DESOTEC. Abbiamo installato quattro filtri Mobicon a valle del loro sistema di depurazione. Due filtri sono posizionati in parallelo a monte, e dietro ciascuno si trova un secondo filtro. I primi filtri hanno la funzione di adsorbire i componenti organici (TOC) dal flusso di acque reflue. I secondi filtri, invece, sono progettati per rimuovere i PFAS. Grazie a questa configurazione, il cliente ha raggiunto la piena conformità con i limiti normativi. Per saperne di più, clicca qui .

Rimozione e distruzione dei PFAS residui nelle acque sotterranee

Un'azienda chimica ha rilevato la presenza di PFAS (4 mcg per litro, di cui 3,6 mcg per litro di PFOS) nelle acque sotterranee durante un progetto di sostituzione delle tubature. Consapevole dell'esperienza di DESOTEC nella gestione di queste sostanze nocive, l'azienda ci ha contattato. Considerando una portata di 6,5 m³/h, abbiamo optato per due filtri Mobicon 2000 da 2 m³ in serie, riempiti con carbone attivo particolarmente adatto a PFAS e PFOS a catena lunga. Grazie al nostro intervento, l'acqua trattata ha rispettato i limiti di emissione di PFAS per tutta la durata del progetto (3 mesi). Per saperne di più, clicca qui .

Aumentare l'efficienza di rimozione dell'AOX in uno stabilimento farmaceutico

Un'azienda farmaceutica scarica residui di principi attivi alogenati nelle proprie acque reflue, contenenti quindi AOX (principalmente cloroformio, clorofenoli e clorobenzene). Oltre agli AOX, le acque reflue contenevano anche componenti organici. Per ottemperare agli obblighi di legge, il produttore farmaceutico utilizzava un processo di purificazione in due fasi: un biofiltro per catturare i componenti organici, seguito da carbone attivo per trattare gli AOX. Tuttavia, il carbone raggiungeva rapidamente la saturazione e pertanto doveva essere sostituito ogni tre settimane. Ciò comportava lunghi tempi di fermo produzione e costi significativi per lo smaltimento dei rifiuti. Per risolvere il problema, l'azienda si è rivolta a DESOTEC. Dopo aver installato un grande MOBICON, l'azienda è stata in grado di rimuovere efficacemente gli AOX sostituendo il filtro solo una volta all'anno, riducendo così le spese di purificazione.

Rimozione di AOX nell'industria automobilistica

A seguito di un aggiornamento delle normative ambientali, un impianto di trattamento delle acque reflue in Portogallo non è più stato in grado di garantire la conformità con il limite di emissione di AOX più severo (0,4 mg/L). Il responsabile dell'impianto ha contattato DESOTEC richiedendo una soluzione rapida. Poiché il flusso contaminato (9 m³/h) conteneva solidi sospesi (80 mg/L), DESOTEC ha installato 1 MOBICON 2000 come pretrattamento. A valle di questo, 1 MOBICON riempito con ORGANOSOB Plus è stato dedicato alla rimozione di AOX.

Trattamento delle acque reflue contenenti AOX provenienti dalla produzione fitosanitaria

Un colosso chimico ha dovuto rimuovere l'AOX (31,24 mg/L) dalle acque reflue generate dalla produzione di pesticidi. Poiché le acque reflue venivano scaricate in un fiume vicino, l'azienda era sotto pressione sia da parte della comunità locale che degli enti regolatori. Di conseguenza, il produttore chimico si è rivolto a DESOTEC. Abbiamo permesso al cliente di rispettare i requisiti di legge ed evitare reclami installando 2 filtri MOBICON.