Valorizzazione delle acque reflue e recupero delle risorse

Spesso, i rifiuti generati nelle attività industriali sono considerati un problema da affrontare alla fine del processo produttivo.

Tuttavia, ciò che in un processo è considerato un rifiuto, può essere utilizzato come risorsa in un altro. L'installazione di un impianto di trattamento e valorizzazione dei rifiuti offre numerosi vantaggi, sia ambientali che economici, tra cui spiccano:

• Riduzione dei costi derivanti dalla gestione del rifiuto finale.
• Minore impatto ambientale derivante dall'attività produttiva.
• Uso più responsabile delle risorse naturali.
• Minore investimento in materie prime.
• Entrate dalla vendita di sottoprodotti valorizzati.
• Evitare multe derivanti dal mancato rispetto delle leggi ambientali.
• Migliore immagine pubblica dell'azienda.

La valorizzazione dei rifiuti è un insieme di processi che implica il recupero e la trasformazione di materiali considerati rifiuti o spazzatura in materie prime, sottoprodotti, energia o altre risorse. L'obiettivo principale della valorizzazione dei rifiuti è ridurre la quantità di rifiuti inviati a discariche o inceneritori, minimizzando così l'impatto ambientale e promuovendo un approccio più sostenibile alla gestione dei rifiuti.

Esistono diverse forme di valorizzazione dei rifiuti, che includono:

• Riciclaggio: Consiste nel raccogliere, processare e trasformare materiali come carta, cartone, vetro, plastica e metalli in nuovi prodotti, riducendo la necessità di estrarre e produrre materie prime vergini.
• Compostaggio: Implica la decomposizione della materia organica, come avanzi di cibo e rifiuti vegetali, in un ambiente controllato per ottenere compost, un fertilizzante naturale e arricchente per il suolo.
• Produzione di energia: Alcuni rifiuti, come i residui organici non adatti al compostaggio, possono essere utilizzati come fonte di energia attraverso processi come la digestione anaerobica per generare biogas o l'incenerimento controllato per produrre elettricità.
• Valorizzazione energetica: Coinvolge la conversione dei rifiuti in calore o elettricità mediante combustione controllata, utile per l'eliminazione di rifiuti non riciclabili o compostabili.
• Riutilizzo: Implica l'utilizzo di prodotti o componenti di rifiuti nella loro forma originale o leggermente modificata per prolungarne la vita utile e ridurre la necessità di produrre nuovi articoli.
• Upcycling: Consiste nel trasformare i rifiuti in prodotti di maggior valore o qualità, il che può coinvolgere un processo creativo e artistico.

La valorizzazione delle acque reflue industriali ha come obiettivi principali il recupero di risorse di valore presenti negli effluenti liquidi, minimizzando al contempo l'impatto ambientale e riducendo i costi associati alla gestione dei rifiuti.

Esistono molteplici modi per valorizzare un effluente industriale, tra cui spiccano i seguenti:

• Riutilizzo dell'acqua mediante la sua reimmissione nel processo produttivo o tramite altri usi.
• Recupero di prodotti chimici per il loro riutilizzo nell'industria stessa o in altri processi.
• Recupero di sali preziosi, come sali di metalli, sali di nutrienti, sali di prodotti chimici o sali di acqua salina. Il loro riutilizzo riduce la necessità di estrarre e processare sali da fonti naturali.
• Separazione di oli e grassi che possono essere riutilizzati nell'industria stessa per gli stessi scopi, o che possono essere trasformati in prodotti secondari, come biodiesel o prodotti chimici.
• Produzione di energia, che avviene principalmente nella digestione anaerobica delle acque reflue, permettendo di ottenere biogas utilizzabile per generare calore ed elettricità.
• Produzione di fertilizzanti organici di alta qualità, purché si disponga di acque reflue con elevato contenuto di nutrienti, come azoto e fosforo.
• Recupero di ogni tipo di metalli, inclusi metalli di alto valore come oro, argento o rame.
• Recupero di acidi e altri materiali in diversi tipi di bagni esausti, come bagni di sgrassaggio e fosfosgrassaggio, bagni di ossidazione anodica, bagni di decapaggio contenenti acido cloridrico, zinco e soda caustica, o bagni con altri composti acidi. Questi bagni possono essere trattati per la rigenerazione del bagno stesso o per la loro valorizzazione materiale.
• Riciclo di solventi organici, tra cui spiccano trementina, acetone, etanolo e acetato di etile. Sebbene possano essere valorizzati energeticamente dato il loro elevato calore specifico, il loro riciclo rappresenta un'opzione più efficiente dal punto di vista economico e ambientale.
• Sfruttamento del calore residuo generato in alcuni processi industriali, che può essere utilizzato per preriscaldare l'acqua prima di entrare nei processi di trattamento.

L'evaporazione sotto vuoto offre un'elevata efficienza per il recupero dei materiali e la concentrazione delle soluzioni nelle acque reflue di diverse industrie.

In un evaporatore sotto vuoto, l'acqua reflua viene riscaldata a temperature elevate in condizioni di vuoto per facilitare l'evaporazione dell'acqua e la concentrazione dei soluti presenti nella soluzione. Man mano che l'acqua evapora, i solidi disciolti e altri materiali diventano più concentrati, facilitandone il recupero e la valorizzazione.

L'evaporazione sotto vuoto può raggiungere alti livelli di concentrazione dei soluti nella soluzione, facilitandone il successivo recupero e riutilizzo. È una tecnologia particolarmente utile per il recupero di sostanze e prodotti preziosi che possono essere riutilizzati nel processo industriale o commercializzati.

Concentrando i componenti delle acque reflue, si riduce la quantità di acqua che necessita di essere trattata o smaltita, traducendosi in risparmi significativi e nella semplificazione della gestione e dello smaltimento finale.

La cristallizzazione sotto vuoto, a sua volta, consente il recupero efficiente di sali preziosi presenti nelle acque reflue, come sali di metalli preziosi (ad esempio oro, argento) o sali di prodotti chimici specifici utilizzati nei processi industriali. Questi sali recuperati possono avere un valore economico significativo e possono essere riutilizzati nell'industria stessa o venduti sul mercato.

La cristallizzazione è un processo che permette di ottenere prodotti ad alta purezza. Questo è particolarmente importante nell'industria chimica e farmaceutica, dove le impurità possono essere critiche.

Oltre ai sali preziosi, la cristallizzazione può generare sottoprodotti utili, come acqua purificata e cristalli secondari che possono avere applicazioni aggiuntive o valore sul mercato.

Esistono diverse tecnologie efficienti per valorizzare le acque reflue, e la scelta di una o dell'altra dipende dalla composizione e dal volume delle acque reflue, dalle fonti di energia disponibili, dagli obiettivi di valorizzazione e dalle condizioni specifiche dell'industria.

È comune che gli impianti di valorizzazione delle acque reflue includano diverse fasi di trattamento con differenti tecnologie, essendo le tecnologie a membrana e di evaporazione quelle che solitamente si trovano alla fine del processo e che effettuano il recupero efficace dei prodotti valorizzabili.

Oltre all'evaporazione e alla cristallizzazione, queste sono alcune delle tecnologie più efficienti per la valorizzazione delle acque reflue:

• Sistemi a Membrana: Includono tecnologie come l'ultrafiltrazione, la nanofiltrazione e l'osmosi inversa. Queste tecnologie permettono la separazione di solidi, materia organica e sostanze contaminanti presenti nell'acqua reflua, facilitando il riutilizzo dell'acqua e il recupero di prodotti preziosi.
• Digestione Anaerobica: Questo processo biologico decompone la materia organica nelle acque reflue in assenza di ossigeno, generando biogas (principalmente metano e anidride carbonica). Il biogas può essere utilizzato come fonte di energia.
• Trattamento Avanzato delle Acque Reflue (AFR): Queste tecnologie combinano processi biologici, chimici e fisici per eliminare contaminanti specifici delle acque reflue, come nutrienti e prodotti chimici. Gli esempi includono i sistemi di rimozione di azoto e fosforo.
• Filtrazione su Mezzi Granulari: Utilizza letti filtranti per eliminare particelle e materia organica dalle acque reflue. I mezzi filtranti possono essere sostituiti periodicamente e il materiale rimosso può essere valorizzato o smaltito adeguatamente.
• Elettrocoagulazione ed Elettro-ossidazione: Utilizzano reazioni elettrochimiche per precipitare ed eliminare sostanze presenti nelle acque reflue. Possono anche aiutare nella disinfezione e nell'eliminazione di composti organici.