La depurazione dei reflui di conceria. L’impianto di santa Croce sull’Arno

Mauro Icardi

Durante i tre giorni trascorsi alla Scuola “Giuseppe Del Re” di San Miniato, ho avuto l’opportunità di poter visitare il depuratore di Santa Croce sull’Arno. Ritengo indispensabile per il tipo di lavoro che svolgo, aggiornarmi costantemente e frequentemente. Nell’ambito degli addetti al settore depurativo questo depuratore è conosciuto principalmente per il tipo di reflui che vengono trattati. Ogni tipo di azienda produce reflui caratteristici dai propri cicli produttivi. Il refluo derivante dalle operazioni di concia delle pelli è un tipo di refluo che richiede trattamenti appropriati, impianti di dimensioni notevoli, e che richiede controlli analitici e gestionali accurati e continui.

Le acque reflue derivanti dalle industrie conciarie possono provenire da metodi ci concia con tannini vegetali, oppure da metodi di concia al cromo. Il secondo metodo è generalmente il più diffuso.

La concia al cromo venne introdotta verso la fine dell’Ottocento. I sali di cromo trivalente formano complessi con i gruppi carbossilici del collagene della pelle. In questo modo il processo di concia si può effettuare in tempo più rapido rispetto a quello della concia vegetale al tannino. Il processo di concia al cromo può durare da un minimo di 3-6 ore per pelli piccole e sottili, fino ad un ciclo di lavorazione di circa 20-24 ore per le pelli più resistenti e pesanti.

Le acque reflue prodotte dalle concerie si distinguono per il loro elevato contenuto di agenti inquinanti organici e inorganici. La composizione degli scarichi idrici dipende principalmente dal tipo di conciante utilizzato.

Gli scarichi idrici della concia al cromo contengono cromo trivalente Cr(III), cloruri e solfati; la concia vegetale utilizza come conciante i tannini e i suoi scarichi influenzano parametri come il COD, fenoli e solidi sospesi.

Una frazione del COD di uno scarico conciario è costituito dalla frazione lentamente o difficilmente biodegradabile. In particolare i tannini quando si utilizzi il trattamento di concia vegetale risultano essere in varia misura refrattari al trattamento biologico.

L’impianto di Santa Croce sull’Arno è interessante per varie ragioni. In primo luogo per avere superato il concetto di depurazione “a piè di fabbrica”. Cioè la costruzione di un impianto di depurazione all’interno dello stesso insediamento industriale. Nella zona di Santa Croce si è preferito invece costruire un impianto di depurazione consortile per le industrie del territorio e in parte per gli scarichi civili dei comuni del comprensorio.

In questo modo si ottengono due risultati importanti. Concentrare gli scarichi in un impianto più grande riduce di molto i problemi gestionali tipici di impianti più piccoli. Diminuisce il costo unitario di trattamento. Per la mia esperienza personale nelle attività di verifica e tariffazione di scarichi industriali, spesso i titolari di aziende si lamentavano non solamente dei costi aggiuntivi per la depurazione in loco dei reflui, ma anche per l’impegno in termini di personale da adibire alla gestione dell’impianto di depurazione interno, e alla necessità del loro addestramento professionale.

Allo stesso tempo la gestione congiunta di reflui industriali e civili serve ad equalizzare il carico inquinante destinato al trattamento biologico successivo.

Nell’impianto di Santa Croce le acque civili ed industriali seguono due percorsi diversi di trattamento, che possono però intersecarsi, in ragione dei dati analitici che il Laboratorio riscontra nelle varie fasi del processo depurativo. Il liquame civile subisce un trattamento di depurazione convenzionale costituito da grigliatura grossolana, sedimentazione primaria, ossidazione biologica e sedimentazione finale. Dopo questo trattamento il liquame può essere inviato alla fase di denitrificazione unendosi al refluo industriale. Oppure se il carico di azoto totale è basso, inviato direttamente alla chiariflocculazione insieme al refluo industriale, prima dello scarico finale. Il fango prodotto dal trattamento del liquame civile viene ricircolato in testa alla vasca di trattamento. Il fango di spurgo eccedente può essere inviato all’ispessimento insieme al fango originatosi nella fase di sedimentazione primaria, oppure inviato nella vasca di ossidazione secondaria del trattamento dei reflui industriali. Questa seconda opzione può servire a migliorare la qualità del fango di ossidazione della sezione trattamento reflui industriali, o a compensare eventuali diminuzioni di concentrazione in vasca.

Il trattamento dei liquami industriali segue una fase di grigliatura fine, necessaria per l’eventuale presenza di residui solidi originatesi nel processo conciario. Il secondo stadio è un trattamento con ossigeno liquido. Trattamento che avviene in due vasche circolari gemelle. Nella prima si ossidano i solfuri, nella seconda si può semplicemente lasciare transitare il liquame, oppure sottoporlo ad un secondo trattamento di preossidazione con ossigeno puro, prima di inviarlo alla fase di ossidazione biologica.

Questa fase è suddivisa tre diversi stadi. Una prima stadio di ossidazione biologica, una secondo stadio di denitrificazione, il terzo stadio di ossidazione biologica secondaria. Come si può vedere questo impianto ha eliminato il trattamento chimico fisico nella fase iniziale di trattamento del refluo, spostando questa fase al trattamento terziario. Una scelta tecnica coraggiosa, ma che permette una maggior modularità gestionale. Modularità confermata anche dal fatto che alcune industrie conciarie del Veneto hanno spostato la loro produzione nella zona di San Miniato. Proprio perché si sentivano maggiormente tutelate per quanto riguarda il problema della depurazione dei loro scarichi.

La scelta di utilizzare due stadi di trattamento biologico aerobico, intervallati da una fase di trattamento di denitrificazione anossica sono giustificati anche dal fatto che una conformazione impiantistica di questo genere, definita nella terminologia di settore impianto biologico ad ossidazione totale, riduce in maniera significativa la produzione di fanghi di risulta.

Il consorzio Aquarno indica nei propri documenti illustrativi una riduzione di fanghi prodotti da 180.000 a 15.000 tonnellate/anno nel periodo tra il 1995 ed il 2015.

Dopo la sedimentazione finale l’acqua di risulta passa al trattamento terziario. Questo consiste in un processo di ossidazione avanzata di tipo Fenton. Il processo FENTON è un trattamento di Ossidazione Chimica Avanzata (AOP) basato sull’utilizzo di un reattivo costituito da perossido di idrogeno (H2O2) e sali di ferro (FeSO4) in ambiente acido, che trova applicazione da diversi anni nel trattamento degli scarichi industriali con un’elevata (o molto elevata) concentrazione di COD, tensioattivi, e contenenti una varietà di componenti tossici come ad esempio benzene, toluene, PCD, ecc. Il fine è quello di produrre radicali ossidrili. Spesso definiti come “radicali spazzini” per l’alta reattività.

Se l’acqua trattata non risulta troppo carica di inquinanti, il trattamento terziario Fenton può essere sostituito semplicemente con un trattamento di chiariflocculazione con cloruro ferrico e latte di calce.

Come si può notare da questa mia sommaria descrizione dell’impianto e dei processi di trattamento, in questo depuratore la depurazione delle acque non è solo arte (come avevo scritto in passato). Diventa marcatamente un processo industriale ad alto valore di tecnologia e di impegno. Nel corso della visita non è stato possibile, per ragioni di tempo visitare il laboratorio. Ma non dubito che il carico di lavoro sia importante. In un impianto di questo genere, e di queste dimensioni i parametri analitici devono essere verificati con molta attenzione. E la gestione della linea fanghi, in particolare della vasca di ossidazione è fondamentale per una corretta gestione di processo. Per esempio a crescita dei microrganismi nitrificanti è molto lenta, pertanto la velocità del processo di nitrificazione è determinante per il corretto abbattimento dei composti azotati. I microrganismi nitrificanti sono sensibili alla presenza di sostanze tossiche, tali sostanze di conseguenza rallentano il processo (solfuri, antimuffa, antibatterici…).

Verificare la concentrazione di ossigeno nella linea fanghi ha ricadute importanti sia nel processo depurativo, che nel risparmio energetico. Nella ripartizione dei consumi energetici l’areazione dei liquami assorbe il 60% dei consumi energetici di un impianto di depurazione. Immagino che spesso i colleghi debbano controllare per l’AUR (Ammonia Uptake Rate) per tenere sotto controllo il processo. Le prove respirometriche personalmente mi affascinano molto. Ma so che sono anche piuttosto impegnative.

Per chiudere una considerazione molto pragmatica. Se è vero che è un guaio che il chimico non abbia naso, come diceva Primo Levi, il mio che è abbastanza allenato non ha percepito odori molesti, o quantomeno solo in poche zone dell’impianto e in maniera piuttosto lieve. Questo è un primo modo molto empirico, ma ugualmente valido di capire come le cose stiano procedendo correttamente.

Un pensiero su “La depurazione dei reflui di conceria. L’impianto di santa Croce sull’Arno

  1. Complimenti per la chiara esposizione. Vorrei un chiarimento relativo al cromo. Il cromo in quale fase viene abbattuto, con quale tecnologia e a che concentrazione esce?
    Mi interesso della depurazione del Sarno e, non so se a torto o ragione, l’area conciaria di Solofra viene ritenuta una minaccia proprio per il cromo.
    Ti ringrazio anticipatamente e ti allego la mia email se preferisci rispondermi in privato.
    Raffaele Attardi ra@syrene.it

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