Durante il normale ciclo di vita di un impianto, il trattamento delle acque reflue industriali, in inglese industrial wastewater treatment, è diventato una questione di primaria importanza per garantire la sostenibilità e l’efficienza delle operazioni produttive. 

La progettazione di questa tipologia di impianti deve infatti considerare aspetti come la loro integrazione con il contesto ambientale, l’ottimizzazione degli spazi, la gestione dei residui prodotti nella depurazione e le soluzioni per il monitoraggio e il controllo automatico dei processi. Gli impianti di trattamento delle acque reflue industriali rappresentano quindi sistemi complessi, la cui progettazione richiede competenze tecniche specializzate e l’utilizzo di software che garantiscano non solo la conformità alle normative vigenti, ma anche la tutela dell’ambiente e l’efficienza operativa.

A riguardo, è quindi cruciale utilizzare software per la progettazione impiantistica industriale evoluti e innovativi, pensati per adattarsi alle esigenze di ogni settore, dal petrolchimico al farmaceutico, fino agli impianti siderurgici e a quelli dedicati al trattamento delle acque. I software di ESAin permettono di aumentare la produttività perché riducono considerevolmente tempi di progettazione ed errori e consentono di migliorare e controllare i processi aziendali, riducendo altresì i costi necessari per la conclusione del progetto.

Gli impianti di trattamento delle acque reflue industriali rivestono quindi un ruolo chiave, perché trasformano i liquidi contaminati in risorse riutilizzabili, rendendole idonee allo scarico nel rispetto dell’ambiente. In questo articolo offriamo un approfondimento sul funzionamento di questa tipologia di impianti, fornendo un quadro completo e accessibile su un argomento di cruciale importanza.

Trattamento delle acque reflue industriali: definizione e tipologie

L’industrial wastewater treatment utilizza sistemi complessi e sofisticati, progettati per affrontare una vasta gamma di elementi inquinanti, derivanti da processi produttivi diversificati. La loro funzione è duplice: da un lato, proteggere l’ambiente dalle potenziali minacce rappresentate dallo scarico di sostanze; dall’altro, recuperare risorse idriche per un nuovo utilizzo all’interno dei cicli produttivi, in linea con i principi dell’economia circolare.

La progettazione di un impianto di trattamento delle acque reflue richiede un’accurata valutazione delle caratteristiche specifiche dei fluidi da trattare e degli obiettivi di depurazione desiderati. Questo processo si avvale di tecnologie all’avanguardia e di metodologie ingegneristiche avanzate, che rispondono efficacemente alle esigenze di ogni singola realtà industriale.

Tipologie di acque reflue

Le acque reflue industriali sono generate dai processi produttivi e sono caratterizzate da una composizione chimica, fisica e biologica che varia rispetto al comparto industriale di appartenenza. Queste sostanze possono contenere sostanze inquinanti, residui di produzione (olii, schiume, grassi, composti insolubili ecc.), composti chimici colloidali (che non possono essere separati dall’acqua), materiali sospesi (con una densità uguale o superiore all’acqua) e altri contaminanti, che devono essere trattati prima del loro riutilizzo o del rilascio nell’ambiente.

Per comprendere al meglio le sfide poste dal trattamento delle acque reflue industriali, è fondamentale distinguere le diverse tipologie esistenti:

• Domestiche o urbane: provengono prevalentemente dalle abitazioni e dagli edifici pubblici e includono effluenti derivanti, ad esempio, da bagni, cucine e lavanderie. Sebbene non strettamente industriali, possono mescolarsi con acque reflue industriali nei sistemi di fognatura urbani, complicando i processi di trattamento.

• Industriali: come anticipato, sono originate dai processi di produzione e variano significativamente in base al tipo di industria. Ad esempio, gli elementi contaminanti provenienti dal comparto chimico o farmaceutico saranno ricchi di composti chimici, mentre quelli dell’industria alimentare potranno contenere elevate quantità di materia organica.

• Per il lavaggio: utilizzate per la pulizia degli impianti produttivi, che possono contenere detergenti, solventi e altre sostanze utilizzate nel processo di pulizia.

• Per il raffreddamento: utilizzate per raffreddare macchinari e processi industriali, questi fluidi possono assorbire metalli pesanti, oli e altre sostanze durante il loro utilizzo.

• Liquidi di processo: sono liquidi che hanno partecipato direttamente ai processi produttivi, arricchendosi di sostanze chimiche specifiche, residui di materie prime e prodotti di scarto.

La gestione efficace delle acque reflue industriali inizia con lo studio della loro composizione chimica e la progettazione dell’impianto di trattamento più adatto. Questa diversificazione richiede infatti approcci personalizzati e l’utilizzo di tecnologie di depurazione specifiche, che garantiscano la massima efficienza nella rimozione dei contaminanti e nel recupero delle risorse idriche. La corretta classificazione delle acque reflue è pertanto il primo passo nel processo di progettazione di un impianto di depurazione che sia non solo efficace ma anche sostenibile.

Come funzionano gli impianti di trattamento delle acque reflue 

Come anticipato, gli impianti di trattamento delle acque reflue industriali, in inglese Waste Water Treatment Plant (WWTP), sono progettati per neutralizzare i contaminanti presenti negli effluenti prima del loro scarico nell’ambiente. Il funzionamento di questi impianti si basa su una sequenza di processi fisici, chimici e biologici attentamente integrati per rimuovere le sostanze inquinanti, regolare il pH, eliminare i solidi sospesi, ridurre la carica organica e trattare altri elementi nocivi.

Il processo di progettazione di un impianto di depurazione delle acque reflue richiede un’approfondita comprensione delle caratteristiche qualitative e quantitative dei liquidi da trattare. Questo processo si estende dalla corretta progettazione del water piping fino alla scelta delle tecnologie di trattamento più avanzate e sostenibili, passando attraverso l’analisi delle esigenze di trattamento derivanti dalla composizione dei liquidi. Inoltre, include la valutazione dell’impatto ambientale, l’ottimizzazione dei consumi energetici e la gestione dei residui del trattamento. 

La pianificazione deve considerare l’efficienza operativa a lungo termine, garantendo la flessibilità necessaria per adattarsi alle variazioni del volume di produzione, nonché la conformità con le normative locali e internazionali in materia di scarichi industriali.

La fase preliminare necessaria per progettare questo tipo di impianti prevede la raccolta di dati specifici relativi ai volumi dei liquidi, alla composizione chimica, alla variabilità stagionale e alle esigenze specifiche di trattamento, in funzione delle normative ambientali applicabili e degli obiettivi di sostenibilità dell’azienda.

Una volta definito il profilo dell’effluente, la progettazione procede con la selezione delle tecnologie di trattamento più adeguate. Questo processo decisionale si basa su considerazioni di efficacia, efficienza energetica, costi operativi e di manutenzione, nonché, come anticipato, sulla flessibilità di adattamento alle future variazione di volume e composizione dei liquidi. 

Gli impianti di depurazione possono includere, ad esempio, i seguenti trattamenti:

• Preliminare: un processo che permette la rimozione di materiali grossolani e sabbia per proteggere le pompe e i dispositivi meccanici impiegati nelle fasi successive. 

• Primario: questa fase si concentra sulla sedimentazione dei solidi sospesi e sulla riduzione del carico organico mediante processi principalmente fisici, preparando l’acqua, anche in questo caso, per le fasi successive. Questo processo è noto come sedimentazione primaria e può rimuovere fino al 60% dei solidi sospesi e una parte significativa del carico organico sotto forma di particelle.

• Secondario: focalizzato sulla degradazione biologica dei contaminanti organici, è una fase cruciale che sfrutta l’attività di microrganismi per ridurre significativamente il carico inquinante. Questo processo avviene principalmente in vasche di aerazione o in reattori biologici, dove l’ambiente è ottimizzato per supportare la vita e l’attività dei batteri e degli altri microrganismi degradatori. 

• Terziario: un’ulteriore purificazione attraverso processi come la filtrazione, l’adsorbimento su carboni attivi, l’osmosi inversa e la disinfezione, necessaria per rimuovere le sostanze inquinanti residue e garantire un’elevata qualità dell’acqua.

Grazie all’applicazione di processi di trattamento avanzati, che comprendono fasi primarie, secondarie e terziarie personalizzate alle specifiche esigenze dei diversi processi industriali, è possibile ridurre significativamente l’impatto ambientale. La chiave per un trattamento efficace risiede nell’accurata comprensione delle caratteristiche delle acque reflue e nella selezione di tecnologie, software di progettazione e processi ottimizzati per affrontare la gamma di contaminanti presenti.

 

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