(a cura di Aniello Franzese, Referente tecnico Industrial)

La depurazione dei reflui industriali rappresenta una sfida complessa e in continua evoluzione nel panorama ambientale contemporaneo. Ogni stabilimento produttivo si trova ad affrontare una duplice sfida: da un lato, la necessità di trattare specifici inquinanti caratteristici del proprio settore, richiedendo efficienze depurative sempre più elevate per raggiungere standard di qualità allo scarico sempre più stringenti; dall’altro, l’esigenza di ottimizzare la gestione delle risorse idriche primarie, minimizzando gli sprechi e massimizzando il recupero.

 

Sfide nella Depurazione dei Reflui Industriali

Nel settore industriale, la varietà di microinquinanti pone sfide tecniche sempre più complesse. Si pensi, ad esempio, ai PFAS (sostanze perfluoroalchiliche) contenuti nelle acque di scarico del settore conciario e manifatturiero, o ai principi attivi farmaceutici (API) derivanti dall’industria chimico-farmaceutica. Questi contaminanti specifici richiedono soluzioni tecnologiche avanzate e approcci personalizzati, poiché non esistono “ricette” preconfezionate applicabili universalmente.

La rimozione di questi inquinanti emergenti richiede spesso l’implementazione di tecnologie innovative come:

1. Ossidazione avanzata (AOP): Processi che utilizzano radicali altamente reattivi per degradare contaminanti organici complessi.
2. Elettrocoagulazione: Utilizza corrente elettrica per rimuovere contaminanti, particolarmente efficace per metalli pesanti e particelle colloidali.
3. Trattamento con carboni attivi specifici: Adsorbimento selettivo di contaminanti organici su superfici di carbonio ad alta porosità.
4. Sistemi di filtrazione a membrane selettive: Utilizzo di membrane con pori di dimensioni specifiche per separare contaminanti a livello molecolare.
5. Bioreattori a membrana (MBR): Combinano processi biologici con filtrazione a membrana, offrendo un’elevata qualità dell’effluente.
6. Osmosi inversa (RO):
   • Tecnologia di filtrazione a membrana che rimuove efficacemente ioni, molecole e particelle più grandi dal refluo.
   • Particolarmente efficace nella rimozione di sali disciolti, composti organici e contaminanti inorganici.
   • Ampiamente utilizzata in settori come quello farmaceutico, alimentare e delle acque di processo industriali.
   • Può essere configurata in sistemi multi-stadio per ottimizzare il recupero dell’acqua e la rimozione dei contaminanti.
7. Resine selettive a scambio ionico:
   • Utilizzano resine sintetiche per rimuovere selettivamente ioni specifici dal refluo.
   • Particolarmente efficaci per la rimozione di metalli pesanti, nitrati, e altri contaminanti ionici.
   • Offrono la possibilità di rigenerazione, rendendo il processo economicamente vantaggioso per trattamenti a lungo termine.
   • Possono essere personalizzate per affrontare specifiche problematiche di contaminazione in diversi settori industriali.
8. Elettrodeionizzazione (EDI):
   • Combina la tecnologia delle membrane a scambio ionico con l’elettrodialisi.
   • Produce acqua di altissima purezza senza l’uso di prodotti chimici per la rigenerazione.
   • Particolarmente adatta per applicazioni che richiedono acqua ultrapura, come l’industria elettronica e farmaceutica.
   • Offre un funzionamento continuo con minima manutenzione e costi operativi ridotti rispetto ai sistemi tradizionali di deionizzazione.

La scelta della tecnologia o della combinazione di tecnologie più appropriate dipende da vari fattori, tra cui:

• La natura specifica dei contaminanti presenti nel refluo
• Le caratteristiche chimico-fisiche dell’acqua da trattare (pH, temperatura, conducibilità, ecc.)
• Gli obiettivi di qualità dell’acqua trattata (scarico, riuso interno, riuso per scopi specifici)
• Considerazioni economiche, inclusi costi di investimento e operativi
• Requisiti normativi e standard di settore

L’integrazione di queste tecnologie avanzate nei processi di depurazione industriale richiede un approccio olistico, che consideri l’intero ciclo di vita dell’acqua all’interno dello stabilimento produttivo. Ciò implica non solo l’implementazione di sistemi di trattamento efficaci, ma anche l’ottimizzazione dei processi produttivi per minimizzare la generazione di reflui e massimizzare le opportunità di riuso e riciclo dell’acqua.

 

Il Green Deal Europeo e la Sfida della Gestione Idrica

Il Green Deal Europeo, lanciato dalla Commissione Europea nel dicembre 2019, ha posto obiettivi ambiziosi per contrastare i cambiamenti climatici e rafforzare l’economia circolare dell’UE. In particolare, la strategia prevede una significativa riduzione dell’impronta idrica industriale entro il 2030, con obiettivi specifici per diversi settori produttivi.

Contestualmente le normative ambientali stanno diventando sempre più stringenti, spingendo le industrie verso l’adozione di tecnologie più efficienti e sostenibili. La Direttiva Quadro sulle Acque (2000/60/CE) e le sue successive integrazioni insieme alla Nuova Direttiva Acque Reflue stanno ponendo limiti sempre più restrittivi sugli scarichi industriali, richiedendo un costante adeguamento dei processi di depurazione.

La pressione sulle risorse idriche è ulteriormente accentuata da:

• Periodi di siccità sempre più frequenti e prolungati, legati ai cambiamenti climatici
• Aumento della domanda industriale e agricola, dovuto alla crescita demografica e all’espansione economica
• Deterioramento della qualità delle acque superficiali e sotterranee, causato dall’inquinamento diffuso e puntuale
• Competizione crescente tra diversi utilizzi della risorsa idrica (civile, industriale, agricolo, energetico)

Per affrontare queste sfide, l’UE sta promuovendo l’adozione di approcci integrati alla gestione delle risorse idriche, che includono:

• Implementazione di tecnologie di trattamento avanzate
• Promozione del riutilizzo delle acque reflue trattate
• Incentivi per l’adozione di processi produttivi a basso consumo idrico
• Sviluppo di sistemi di monitoraggio e controllo in tempo reale della qualità delle acque

L’Importanza del Recupero e Riuso dell’Acqua

La preoccupazione per l’attuale situazione ambientale ha identificato le risorse idriche come elemento critico sottoposto ad elevata pressione. Le organizzazioni industriali stanno sempre più riconoscendo che la gestione sostenibile dell’acqua non è solo una necessità ambientale, ma anche un vantaggio competitivo. I benefici di un approccio orientato al recupero e riuso includono:

• Riduzione dei costi operativi legati all’approvvigionamento idrico
• Minore vulnerabilità alle interruzioni della fornitura idrica
• Miglioramento della reputazione aziendale
• Conformità anticipata alle future normative ambientali
• Possibili incentivi fiscali e agevolazioni normative

Soluzioni Tecnologiche per il Recupero Idrico

Recupero Parziale

L’implementazione di sistemi di trattamento avanzato può consentire rese di recupero dell’ordine del 60-70%. Questi sistemi si basano su una combinazione di tecnologie, tra cui:

1. Ultrafiltrazione (UF)
   • Rimozione di solidi sospesi e materiale colloidale
   • Barriera efficace per batteri e virus
   • Pretrattamento ideale per l’osmosi inversa
2. Osmosi Inversa (RO)
   • Rimozione di sali disciolti e contaminanti organici
   • Produzione di acqua di alta qualità
   • Possibilità di configurazione multi-stadio per ottimizzare il recupero
3. Sistemi di Controllo Avanzati
   • Monitoraggio in continuo dei parametri chiave
   • Ottimizzazione automatica dei dosaggi chimici
   • Gestione predittiva della manutenzione

Zero Liquid Discharge (ZLD)

Il concetto di Zero Liquid Discharge rappresenta la frontiera più avanzata nel campo del recupero idrico industriale.

Un caso studio significativo riguarda un importante stabilimento automobilistico italiano, dove è stato implementato un approccio in due fasi per raggiungere l’obiettivo ZLD:

Fase 1:

• Implementazione di uno stadio di osmosi inversa
• Recupero del 60% dell’acqua di scarico
• Pretrattamento mediante sistema MBR esistente
• Qualità dell’acqua idonea per riutilizzo come acqua tecnica

Fase 2:

• Aggiunta di ulteriori stadi di trattamento:
  • Ultrafiltrazione aggiuntiva per il trattamento dei concentrati
  • Secondo stadio di osmosi inversa ad alta pressione
  • Sezione di evaporazione e cristallizzazione
• Raggiungimento del 99% di recupero dell’acqua
• Produzione di residui solidi facilmente gestibili
• Completa eliminazione degli scarichi liquidi

Il sistema permetterà di recuperare fino a 230 m³/giorno di acqua precedentemente scaricata, con una proiezione di trattamento futuro fino a 400 m³/giorno.

Approccio Metodologico alla Gestione Idrica

Per affrontare queste sfide in modo sistematico, è fondamentale seguire un protocollo strutturato, come quello elaborato da ETC Engineering, di Water Assessment Analysis che includa:

1. Audit Completo dell’Impianto
   • Mappatura dettagliata dei flussi idrici
   • Identificazione dei punti di consumo e scarico
   • Analisi delle inefficienze e delle perdite
2. Quantificazione e Caratterizzazione
   • Misurazioni precise dei flussi
   • Analisi qualitative complete
   • Identificazione delle variazioni stagionali
3. Bilancio di Massa e Benchmark
   • Elaborazione di bilanci idrici dettagliati
   • Confronto con best practice di settore
   • Identificazione delle opportunità di miglioramento
4. Sviluppo Soluzioni
   • Valutazione delle tecnologie disponibili
   • Analisi costi-benefici dettagliata
   • Pianificazione dell’implementazione
5. Monitoraggio e Ottimizzazione
   • Implementazione di sistemi di monitoraggio continuo
   • Analisi delle performance
   • Identificazione delle opportunità di miglioramento continuo

La sfida della gestione sostenibile delle risorse idriche richiede un approccio integrato che combini:

• Competenze tecniche specifiche nel trattamento acque
• Conoscenza approfondita dei processi industriali
• Capacità di innovazione tecnologica
• Comprensione delle normative ambientali
• Ottimizzazione tecnico-economica degli interventi

Solo attraverso questa integrazione è possibile sviluppare soluzioni efficaci che permettano di raggiungere gli obiettivi di sostenibilità ambientale mantenendo la competitività industriale.

L’implementazione di sistemi di recupero e riuso dell’acqua rappresenta non solo una necessità ambientale ma anche un’opportunità di innovazione e ottimizzazione dei processi produttivi, con benefici tangibili sia in termini di sostenibilità che di efficienza operativa

Conclusioni

La sfida della gestione sostenibile delle risorse idriche nel contesto industriale richiede un approccio integrato che combini innovazione tecnologica, consapevolezza ambientale e ottimizzazione economica. Il Green Deal Europeo sta accelerando questa transizione, ponendo obiettivi ambiziosi ma necessari per garantire un futuro sostenibile.

Le aziende che sapranno anticipare queste tendenze, investendo in soluzioni avanzate per la depurazione e il riuso delle acque, non solo si troveranno in una posizione di vantaggio competitivo, ma contribuiranno attivamente alla costruzione di un modello industriale più resiliente e in armonia con l’ambiente.

La gestione responsabile delle risorse idriche non è più solo una questione di conformità normativa, ma un elemento chiave per la sostenibilità a lungo termine e il successo aziendale nell’economia del XXI secolo.