Chiare, fresche, …..dolci acque!

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Mauro Icardi (siricaro@tiscali.it)

Le acque da depurare non sono tutte uguali. Quelle che provengono dalle industrie hanno ovviamente delle caratteristiche proprie diverse da quelle che provengono dalle abitazioni. Il trattamento per esempio dell’acqua degli zuccherifici, un’acqua che non è del tutto fuori luogo definire “dolce”, visto che è molto arricchita in saccarosio (il normale zucchero da tavola), è un ‘acqua reflua che deve essere trattata in tempi relativamente rapidi.

Saccharose2.svg

saccarosio

Non è molto prudente infatti che questo tipo di acqua resti in bacini di accumulo per troppo tempo. Sei ore sono all’incirca il limite massimo, prima che queste acque comincino ad emanare odori decisamente sgradevoli e  diventare aggressive nei confronti delle strutture metalliche. L’acqua negli zuccherifici viene utilizzata per il lavaggio ed il trasporto delle barbabietole, e proviene dall’evaporazione del succo zuccherino estratto dalle barbabietole stesse. L’acqua di evaporazione, dopo essere stata condensata, costituisce quella che viene chiamata “acqua ammoniacale”. In origine non è contaminata da materie organiche. A quest’acqua si aggiungono altre acque residue provenienti dal processo, dal lavaggio degli impianti e delle barbabietole stesse. L’acqua reflua si arricchisce quindi di materiale organico (residui di erba, zucchero proveniente dalle barbabietole rotte, residui di barbabietole marcite). Questi apporti rendono questo refluo molto appetibile dai microorganismi che sono responsabili dei normali processi di depurazione aerobica. Si tratta di un refluo facilmente biodegradabile. Anche i microorganismi anaerobici però lo gradiscono, ma a differenza dei microorganismi aerobici che come prodotti finali del loro metabolismo hanno molecole inorganiche che non danno particolari problemi, i prodotti finali di una degradazione anaerobica dell’acqua zuccherata possono produrre composti quali l’acido solfidrico,l’acido valerico (o valerianico o penatanoico), metilsolfuri.

H2S

acido solfidrico, H2S

dimetilsolfuro

dimetilsolfuro

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acido valerico, valerianico o penatnoico

Queste molecole hanno la spiacevole caratteristica di emanare odori sgradevoli: l’acido solfidrico il tipico odore di uova marce, l’acido valerianico (pentanoico) odore di sudore, i metilsolfuri odore di cavolo.Sono odori piuttosto penetranti e che percepiamo facilmente.  Negli zuccherifici molto spesso prima del trattamento di depurazione vi sono grandi vasche chiamate vasche di lagunaggio. Queste vasche possono essere areate con turbine superficiali, come una normale vasca di ossidazione, ma molto spesso ne sono prive. Sono pensate per effettuare un pretrattamento prima di inviare l’acqua  in un normale depuratore. Se si sviluppano cattivi odori, sono ancora i microrganismi a venire in aiuto, ma questa volta sono miscele di batteri selezionati e disponibili in commercio. Batteri aerobici che lavorano di solito molto bene in presenza di ossigeno disciolto vengono costretti a lavorare in carenza di ossigeno. La loro funzione è quella di evitare lo sviluppo dei cattivi odori in queste vasche di pretrattamento e di rendere più facile il normale trattamento biologico che si effettuerà successivamente. Il problema degli odori nelle acque che si originano dalla lavorazione delle barbabietole si possono risolvere con un dosaggio controllato e regolare di queste miscele selezionate. Si possono utilizzare in alternativa prodotti quali ipoclorito di sodio o acqua ossigenata per impedire la fermentazione anaerobica.

180px-Hydrogen-peroxide-2D

acqua ossigenata o perossido di idrogeno

200px-Sodium-hypochlorite

ipoclorito di sodio

Sono prodotti normalmente usati per la disinfezione. L’acqua ossigenata la usiamo normalmente per disinfettare le nostre piccole ferite. Ci è familiare lo  schiumeggiamento dovuto allo sviluppo di ossigeno quando la applichiamo su tagli o abrasioni. Lo stesso effetto questi prodotti lo hanno sulla biomassa depuratrice. Sono prodotti da dosare con attenzione per non distruggerla.  In genere la quantità di prodotto che deve essere utilizzata  rende però difficile e poco conveniente questo tipo di trattamento. Questo processo di fermentazione anaerobica indesiderata sposta il valore di pH del refluo verso il campo acido (valore di 5-6). Per correggerlo e quindi evitare problemi di corrosione si dosano prodotti basici quali calce o soda.

Visto che l’acqua di zuccherificio ha la tendenza a poter sviluppare una degradazione anaerobica non desiderata, si può pensare di assecondare questa tendenza e utilizzare un processo di digestione anaerobica per trattarla. Non da sola, ma mescolata con i residui di lavorazione (barbabietole esauste e foglie). In questo modo si produce gas biologico costituito normalmente per il 50-70% di metano che si può utilizzare come combustibile per produzione di sola energia termica o in un cogeneratore anche per la produzione di energia elettrica.

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Metano

Un impianto di questo tipo può produrre circa 350- 400 Nm3 di gas biologico per tonnellata di sostanza organica biodegradabile secca.  Alla fine del processo tramite un separatore il liquido risultante può venire trattato in un impianto di recupero acque, mentre la parte solida e quella acquosa molto concentrata si destinano di solito ad impianti di compostaggio.

Il trattamento anaerobico può essere fatto anche solo sulle acque zuccherine. In questo caso si utilizzano digestori anaerobici di tipo diverso, chiamati digestori anaerobici a letto di fango granulare (Upflow anaerobic sludge blanket) e dopo il trattamento il refluo viene inviato in un classico impianto di depurazione a fanghi attivi.

digestoreanaerobico

digestore anaerobico – http://www.sereco.it

Nel corso degli anni le industrie saccarifere, ma in generale tutte le industrie , hanno posto molta attenzione al risparmio dell’acqua che viene utilizzata nel processo produttivo. Se un tempo negli zuccherifici si potevano impiegare fino a 15mdi acqua per tonnellata di barbabietole lavorate, oggi questo valore è decisamente calato fino a valori di meno di un metro cubo (di solito 0,5-0,8  mdi acqua per tonnellata ). Le acque utilizzate in sezioni quali quelle di lavaggio, di pressatura delle polpe di barbabietola e le acque di condensa delle sezioni di evaporazione sono ricircolate. Ognuna di queste acque subirà un trattamento per renderla idonea al reimpiego. Le acque di lavaggio vengono inviate in un decantatore per permettere la sedimentazione dei residui di terra. Altri trattamenti normalmente impiegati per il reimpiego delle acque di processo sono quelli chimico fisici di flocculazione utilizzando polielettrolita organico e idrossido di sodio.

Le chiare e dolci acque zuccherine possono riservarci sorprese sgradevoli, diventando acque maleodoranti. Il problema degli odori delle acque reflue è un problema sentito e che impegna a fondo chi lavora nel settore della depurazione. Percepire un odore è una sensazione soggettiva, in qualche caso può esserci qualche preconcetto che ci impedisce di lavorare con serenità. Ricordo che avevo iniziato da poco a lavorare e stavo come si dice  “imparando il mestiere”. Ricevetti una telefonata da una signora che abitava in una casa poco distante dell’impianto. Lamentava di sentire odore che probabilmente proveniva dalla sezione di grigliatura. Questa sezione degli impianti di depurazione è oggettivamente critica per lo sviluppo di odori sgradevoli visto che sulle griglie si raccoglie materiale solido di varia origine  che può dare problemi di questo tipo. Per risolvere il problema decidemmo, oltre ad incrementare gli interventi di rimozione del materiale trattenuto dalle griglie ed i lavaggi delle griglie stesse, di spruzzare un deodorante al profumo di pino silvestre in quest’area dell’impianto. Eravamo convinti di avere fatto del nostro meglio per risolvere il problema ed accontentare la signora. Due giorni dopo la stessa signora ritelefonò chiedendoci che cosa fosse mai questo odore di pino che sentiva!

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alfa-pinene

3 thoughts on “Chiare, fresche, …..dolci acque!

  1. Mi pare che stia crescendo l’interesse per il DPR (Direct Potable Reuse) di acque di scarico convenientemente depurate e sanificate:
    http://www.theguardian.com/sustainable-business/2014/oct/13/us-south-africa-australia-wastewater-drinking-water-direct-potable-reuse
    Non è una novità (vedi Namibia-1968) ma adesso si va diffondendo in altre parti del mondo, laddove la disponibilità di acqua potabile non riesce più a far fronte alla domanda (USA, Australia ecc…)
    Mauro, pensi che queste “dolci” acque, si possano destinare anche al consumo umano? Grazie.

  2. In linea di massima direi proprio di sì. Non vedo grandi differenze rispetto a qualunque altro tipo di acqua reflua. In Italia però non so di nessuna realizzazione di questo tipo. Neanche per l’irrigazione l’acqua reflua depurata riesce a trovare impiego. Sia per questioni economiche, sia per limiti tabellari molto simili a quelli dell’acqua di scarico per corpi idrici. Ti manderò poi privatamente del materiale che si trova nel sito del gruppo di studio impianti di depurazone dell’università di Brescia, che è attivo da anni nel settore, e propone materiali interessanti sul trattamento delle acque.

  3. Pingback: Il fondo del barile #4 | Risorse Economia Ambiente

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