Il trattamento di un rifiuto pericoloso

Da Lca rifiuti.

Lo studio ha come oggetto la valutazione del danno ambientale prodotto dal trattamento di 19940kg di refluo denominato “bagno esausto di cromatura” attraverso la metodologia conosciuta a livello internazionale col nome di Life Cycle Assessment (LCA). Per valutare il danno ambientale il refluo è stato considerato attraverso tutte le fasi che compongono il suo ciclo di vita: lo stoccaggio e il carico presso la Ditta “CFG Rettifiche S.r.l.”, il trasporto e lo scarico eseguito dalla Ditta “Alfarec S.p.a.”, il trattamento del refluo nelle varie fasi di pretrattamento, trattamento standard e trattamento biologico, presso la Ditta “Niagara S.r.l.”, l’emissione del liquido chiarificato e il conferimento di fanghi in discarica per rifiuti pericolosi, rilevando quindi tutti gli input (materie ed energie assorbite) e gli output (emissioni e rifiuti) prodotti nel corso dei diversi processi di trasformazione.

a cura di: Paolo Neri

Titolo della tesi: La gestione dei rifiuti: analisi del ciclo di vita di un rifiuto speciale e pericoloso

Autore della tesi di Laurea: Elena Canestri Trotti

Relatore: Maria Rosa Cavana

Correlatore: Paolo Neri

Università: Università di Bologna, Facoltà di Economia.

L’analisi ambientale con il Metodo LCA di un rifiuto pericoloso

Definizione degli obiettivi dello studio

Obiettivo dello studio è la valutazione del danno ambientale e del costo economico dello smaltimento di un rifiuto pericoloso.

Il campo di applicazione

La funzione del sistema è quella di trattare un rifiuto pericoloso in modo da minimizzare i danni per l’ambiente.

L’unità funzionale consiste in 19940kg di soluzione esausta contenente cromo prodotti nell’anno 2005 dalla ditta “CFG Rettifiche S.r.l.”

Il sistema che deve essere studiato è il processo di smaltimento della soluzione esausta contenente cromo prodotta e stoccata in 1 anno dalla ditta “CFG Rettifiche S.r.l.”, trasportati dalla ditta “ALFAREC S.p.A.”, trattati dalla ditta “Niagara S.r.l.” e il conferimento di fanghi filtropressati presso una discarica per rifiuti speciali e pericolosi.

I confini del sistema vanno dalla produzione del rifiuto, al suo stoccaggio, al suo trattamento e al suo conferimento in discarica.

Per lo studio viene utilizzato il codice SimaPro7. Per rappresentare i processi relativi ai trasporti, all’energia elettrica, all’energia termica, si usano i processi presenti nella banca dati del codice SimaPro7. Per quanto riguarda i materiali, verranno usati quelli presenti nelle banche dati ed altri i cui dati saranno raccolti sul campo.

La valutazione dell’impatto ambientale viene eseguito utilizzando il metodo Eco-indicator99, il metodo EPS 2000 e il metodo IMPACT 2002+. Le modifiche apportate ai vari metodi sono descritte nei paragrafi successivi.

Inventario

I dati della Ditta C.F.G. Rettifiche S.r.l.

La Ditta “C.F.G. Rettifiche S.r.l.” ha sede in strada Imperiale 60, 44010, Traghetto di Argenta (FE). L’azienda si costituì nel 1976 e si insediò in una zona prevalentemente agricola nei pressi del confine comunale tra Argenta e Molinella, all’epoca occupata da una piccola costruzione, sede di una segheria in disuso. La prima attività, rimasta fondamentalmente invariata sino al 1995, riguardava la rettifica e cromatura di particolari meccanici in conto terzi. Negli anni successivi l’azienda si ampliò con interventi successivi: prima la costruzione di un piccolo capannone, poi quello che contiene oggi l’impianto automatizzato di cromatura; lo stabilimento si è completato con l’ultimo ampliamento, operativo dal giugno 2003, che ha comportato l’aggiunta della sezione lavorazioni di rettifica, finitura, taglio e magazzino, precedentemente localizzate presso un altro stabilimento, non di proprietà, nella zona artigianale della vicina città di Molinella (BO).

Le attività produttive dell’azienda si sviluppano su quattro linee, che presentano fasi di processo in comune:

  • cromatura conto terzi: è stata l’attività iniziale dell’azienda. Oggi fornisce circa il 40% del fatturato. Si tratta di particolari meccanici, solitamente in acciaio, già lavorati dal cliente sul quale viene eseguito un riporto di cromo su parti specifiche delle superfici, con funzioni anticorrosione e/o antiusura. Sulla base di prescrizioni, indicazioni e disegni forniti con il materiale vengono eseguite rettifica di preparazione, cromatura e rettifica di finitura per garantire le specifiche dimensionali e di rugosità delle superfici;
  • produzione e vendita di barre e tubi cromati, temprati o temprati e cromati: l’attività garantisce approssimativamente il 50% del fatturato. L’azienda acquisisce materie prime sotto forme di barre e tubi semilavorati, provvede ad eseguire all’interno le operazioni di rettifica e cromatura e fa eseguire gli eventuali trattamenti termici di tempra induzione presso fornitori esterni. Vende poi il prodotto finito, rispondente a specifiche interne all’azienda o fornite eventualmente da clienti, sotto forma di barre in lunghezza commerciale o pezzi tagliati a misura nel reparto taglio dell’azienda;
  • fornitura di pezzi a disegno: rappresenta circa il 5% del fatturato. L’azienda acquisisce le specifiche del cliente, reperisce il materiale grezzo (spesso si tratta di barra o tubo appartenente alla gamma di prodotti standard CFG), e fa eseguire le lavorazioni meccaniche necessarie presso alcuni contoterzisti della zona, garantendo in prima persona la conformità dei pezzi alle specifiche del Cliente;
  • commercio di barre e tubi: rappresenta circa il 5% del fatturato. L’azienda reperisce sul mercato i prodotti richiesti dai clienti e non direttamente fornibili dal reparto produttivo CFG, per motivi tecnici, organizzativi o di tempistiche, li acquista e li rivende direttamente.

La totalità dei rifiuti prodotti dall’impianto viene smaltita a mezzo di intermediario autorizzato. Di seguito viene dettagliata la gestione di ciascun rifiuto dalla produzione al conferimento finale.

  • Corpi d’utensile e materiali di rettifica esauriti (cod.CER: 120121). Provenienza: fanghi di rettifica. Tutte le macchine che eseguono lavorazioni sulle superfici con asportazione di materiale in presenza di lubrorefrigerante (rettifica, nastratura, superfinitura) sono dotate di vasca per l’emulsione con uno o più sistemi di depurazione e captazione delle particelle solide di abrasivo esausto e metallo asportato. Ciascuna postazione dispone di una vaschetta in acciaio a tenuta per la raccolta dei fanghi prodotti dal o dai propri sistemi di filtrazione. Periodicamente la vaschetta viene svuotata in un carrello apposito a tenuta, comune a tutti i reparti; quando è pieno, con carrello elevatore, vengono riversati nel container, sempre a tenuta, posto all’esterno dello stabilimento. Quando esso è sufficientemente pieno per giustificare i costi di trasporto (il container ha capacità superiore a quella di un carico completo) si esegue uno smaltimento utilizzando un apposito automezzo autorizzato. Il rifiuto viene conferito direttamente in discarica. Conferimenti unitari: circa 9000-10000kg con una periodicità media di 10 settimane.
  • Emulsioni e soluzioni per macchinari, non contenenti alogeni (cod. CER: 120109*). Provenienza: emulsioni oleose. Circa una volta all’anno viene eseguita la manutenzione di ciascuna macchina da asportazione superficiale ad umido, ed in questa occasione si svuota anche la vasca di filtrazione dell’emulsione, per pulirla e liberarla dai depositi di fanghi (sfangatura); si approfitta della sosta anche per sostituire la soluzione lubrorefrigerante con altra nuova. La soluzione esausta viene pompata con pompe ad immersione in cisterne da 1000litri dedicate, per evitare la contaminazione con altri rifiuti liquidi prodotti in altri reparti. I fanghi stessi sono molto ricchi di emulsione e per loro natura pesanti e portati a trattenere emulsione; è difficile sgocciolarli bene. Si preferisce scaricarli direttamente, sgocciolati per quanto possibile, nel container a tenuta dedicato ad essi. Dentro ad esso, a causa del peso dei fanghi stessi, essi cedono il liquido che viene aspirato in occasione dello smaltimento delle emulsioni. Conferimenti unitari: circa 7000-8000kg con una periodicità media di 10 settimane.
  • Altri rifiuti contenenti sostanze pericolose (cod. CER: 110198*). Provenienza: soluzioni acquose contenenti cromo esavalente in concentrazioni variabili in funzione della provenienza. Si tratta di soluzioni esauste di cromatura, nel caso di sostituzione della soluzione di attivazione anodica, operazione effettuata con frequenza almeno biennale se non triennale; in questo caso la concentrazione sarà di circa 150-200gr/l di Cr6+; acque di lavaggio in eccesso o di acque inquinate provenenti dai contenimenti degli abbattitori delle emissioni, con concentrazione attorno ai 5-10gr/l di Cr6+ massimi; tutti i trascinamenti intercettati nell’impianto automatico di cromatura, deviati ad una cisterna di raccolta e sicuramente non più utilizzabili perché costituti da una miscela di soluzioni alcaline di sgrassatura e soluzioni acide di cromatura, con concentrazione di circa 50/60 gr/l di Cr6+; soluzioni provenenti dalla sostituzione delle acque di lavaggio degli abbattitori, se troppo concentrata e se giudicata non recuperabile, con concentrazione attorno a 100-150gr/l di Cr6+. Le analisi di caratterizzazione eseguite di volta in volta dall’impianto di smaltimento per determinare i costi della neutralizzazione restituiscono un valore medio ci concentrazione di 20-40 gr/l di Cr6+. In attesa del conferimento il rifiuto è stoccato in cisterne entro a contenimenti di sicurezza. Conferimenti unitari: circa 7000-8000kg con periodicità media trimestrale.
  • Fanghi e residui di filtrazione contenenti sostanze pericolose (cod. CER: 110109*). Provenienza: fanghi palabili derivati dalle operazioni di sfangamento periodiche delle vasche di trattamento. A cadenza biennale le vasche di cromatura sono svuotate e pulite a rotazione per una verifica della tenuta del rivestimento plastico, alla ricerca di distacchi del PVC, tagli, piccoli buchi che potrebbero causare perdite di liquido e danni da corrosione alla struttura. In questa occasione le vasche sono svuotate della soluzione, che viene stoccata in cisterne in contenimenti di sicurezza, ed il fango che si è formato sul fondo dalla dissoluzione degli anodi (cromato di piombo) viene asportato e stoccato in fustini metallici impermeabilizzati per il successivo smaltimento. Conferimenti unitari: circa 2000-3000kg con periodicità media annuale.
  • Basi di decapaggio (cod. CER: 110107*). Provenienza: soluzioni esauste di sgrassatura, sovraccariche di componenti oleosi, derivate dalla sgrassatura delle superfici da cromare. Le soluzioni di sgrassaggio asportano ed inglobano gli oli e le sostanze grasse, polvere e sporcizia e perdono progressivamente le loro capacità detergenti e sgrassanti fino a dover essere sostituite. Il conferimento avviene direttamente dalle vasche di trattamento senza alcuno stoccaggio intermedio con cisterne aspiranti adeguate. Con esse si conferiscono anche i lavaggi delle sgrassature che durante l’uso si sono ricoperte di un velo oleoso dannoso per l’adesione del riporto di cromo. Entrambi i rifiuti sono conferiti con lo stesso codice e il prezzo di smaltimento è funzione della concentrazione degli alcali da neutralizzare e del cromo esavalente presente nella componente elettrolitica. Il cromo deriva da ciò che viene ceduto dai telai di cromatura e dai cicli di ricromatura per recupero di pezzi malriusciti o da trasformare in altri prodotti: le fasi di sgrassatura con corrente anodica causano l’inversione del fenomeno della deposizione ritrasformando una parte del cromo metallo in cromo esavalente che va in soluzione nella sgrassatura. Le due sgrassature sono mescolate tra di loro durante il carico e lo stesso viene fatto per le due soluzioni di lavaggio, uniformando le composizioni per “sgrassature concentrate” e “soluzioni di lavaggio diluite”. Conferimenti unitari: per le “sgrassature concentrate” circa 7000Kg; per i lavaggi circa 10000Kg con periodicità media semestrale.
  • Imballaggi contenenti residui di sostanze pericolose o contaminati da tali sostanze (cod. CER: 150110*). Provenienza: scarti di plastica derivanti da lavori di manutenzione degli impianti galvanici contaminati da cromo esavalente o fustini di prodotti chimici bonificati per recuperare il prodotto rimasto, ma conferiti per ragioni di sicurezza ambientale. Si tratta di un rifiuto legato ad interventi di manutenzione straordinaria degli impianti e soggetto a fluttuazioni notevoli per cui il conferimento annuale potrebbe non avvenire. I rifiuti sono stoccati in cisterne da 1000 litri asciutte e private della parte superiore per trasformarle in contenitori. Una volta riempite sono richiuse per evitare infiltrazioni di pioggia e stoccate provvisoriamente nel deposito. Conferimenti unitari: circa 200-300Kg con periodicità media quadrimestrale o semestrale.
  • Imballaggi in materiali misti ( cod. CER: 150106). Provenienza: cisterne da 1000 litri svuotate e bonificate da rendere al fornitore a mezzo di corriere autorizzato. Le cisterne saranno fuse e le ceste esterne metalliche riutilizzate. Non appena sono disponibili 2-3 pezzi viene informato il gestore del trasporto che provvede ad organizzare il ritiro. Solitamente le cisterne di questo tipo contenevano sgrassanti per le vasche di trattamento dell’impianto di cromatura automatizzato o soluzione cromica concentrata. Conferimenti unitari: circa 120Kg con periodicità media annuale.
  • Polveri e particolato di materiali ferrosi (cod. CER: 120102). Provenienza: spezzoni barre e tubi di scarto in acciaio, sfridi di taglio, barre e tubi di scarto irrecuperabili per ragioni tecniche (eccessivamente storti o danneggiati) od economiche; fusti e fustini in lamiera ed acciaio svuotati e bonificati, scarti da manutenzioni di parti meccaniche. Il rifiuto confluisce allo stoccaggio dal reparto taglio entro carrelli ribaltabili svuotati periodicamente con carrello elevatore, dagli altri reparti al momento della decisione di rottamare il materiale. Conferimenti unitari: circa 8000-9000Kg con periodicità media trimestrale, in base ai volumi di lavoro del reparto taglio e della percentuale di riutilizzo degli spezzoni per ricavare altri pezzi più corti.
  • Apparecchiature fuori uso (cod. CER: 160214). Provenienza: macchinari obsoleti non più utilizzabili per varie ragioni, svuotati di eventuali fluidi di circuiterie idrauliche e rottamati. Per sua stessa natura si tratta di un rifiuto estremamente occasionale e non sistematico. Non si riportano quindi valori di periodicità e conferimenti unitari medi.
  • Vi sono altri rifiuti la cui cadenza di smaltimento è pluriennale:
  • materiali filtranti contaminati da sostanze pericolose (cod. CER: 150202*). Provenienza: filtri a cartuccia in filo di polipropilene avvolto utilizzati per la filtrazione del 1° lavaggio delle sgrassature nell’impianto di cromatura automatico. E’ stata installata una pompa filtro che processa l’acqua di lavaggio trattenendo, per quanto permesso dal grado di filtrazione delle cartucce, i grassi saponificati in sospensione trascinati dalla precedente sgrassatura. Lo scopo è aumentare l’effetto di risciacquo della soluzione di lavaggio. Periodicamente (in base al livello di intasamento della pompa) i filtri (7 alla volta) vanno sostituiti. Quelli estratti ed intasati sono posti ad asciugare in un piccolo contenitore e poi raccolti in un big-bag con sacco in polietilene esterno nel deposito. Essi sono considerati pericolosi per il contento di Cr6+ presente nella sgrassatura elettrolitica e di conseguenza, anche se in misura nettamente minore, nella soluzione da essi processata. Inoltre la filtrazione del materiale in sospensione causa una concentrazione dell’inquinante nei filtri stessi, con aumento del contenuto di Cr6+. Conferimenti unitari: circa 220Kg con periodicità media ogni 2–3 anni.
  • Imballaggi in legno (cod. CER: 150103). Provenienza: si tratta di scarti di legname e cascami non più riutilizzabili a nessun titolo. L’impianto dispone di un container ad essi destinato, ma non si è ancora raggiunto il volume sufficiente a giustificare un conferimento.

Nell’analisi della “soluzione esausta contenente cromo” si considerano i conferimenti effettuati nell’anno 2005. Vengono conferiti con due carichi annui 19940kg di refluo, equivalenti a 18,1273m³, essendo il peso specifico di tale soluzione 1,1kg/m³. Il liquido viene stoccato, con un coefficiente di riempimento del 95%, in cisterne da 1m³ di proprietà dell’azienda. La cisterna in polietilene lineare a media-alta densità, protetto dagli ultravioletti, atossico, pesa 15kg. E’ protetta da una gabbia di ferro del peso di 25kg ed è appoggiata su un pallet di legno del peso di 25kg.

Il carico del refluo per il trasporto alla Ditta di trattamento “Niagara S.r.l.” viene effettuato con autocisterna aspirante dalla Ditta “Alfarec S.p.A.”. L’automezzo staziona immediatamente fuori dal portone dello stabilimento. Si snoda il tubo di aspirazione fin dentro lo stabilimento e si aspira il liquido direttamente dalle cisterne e dopo ogni aspirazione non si attua alcun lavaggio. La Ditta possiede 10 cisterne, di sua proprietà, del costo di 40 euro ognuna. Hanno una vita utile di 4 anni e quando risultano deteriorate e quindi non più utili alla funzione di stoccaggio del refluo, vengono consegnate ad “Alfarec S.p.A” come plastiche contaminate. Le cisterne, quindi, vengono smantellate e separate in: 15 kg di polietilene (cod. CER 150110*), quindi triturate e smaltite in discarica per rifiuti pericolosi; 25 kg di legno (cod. CER 150103) mandate al recupero da “ecolegno” presso Hera Stradelli Guelfi che li macina e li porta alla “Sia-legno” di Viadana (MN); 25 kg di ferro (cod. CER 170405) dati alla “Italmetalli” di Crespellano (BO) e successivamente alla fonderia di Padova (processo ECT_Stoccaggio e carico del bagno di cromatura).


I dati della Ditta Alfarec S.p.A.

La Ditta “Alfarec S.p.a.” ha sede in via P. Nenni 4, 40065, Pian di Macina – Pianoro (BO). La Ditta esegue il trasporto del refluo tramite un’autocisterna aspirante da 10m³. Si ipotizza che per aspirare 28m3 di refluo impieghi 30 minuti con un consumo di circa 10litri di gasolio. Quindi tramite la proporzione:

18,13m3 : x = 28 : 10

si ottiene che, per caricare il refluo, consumi 50,76litri di gasolio, il cui peso specifico è 0,825kg/l. Ciò ha permesso di individuare all’interno della banca dati del SimaPro 7.0 un automezzo che avesse caratteristiche simile a quello dell’oggetto di studio. In tal modo ho potuto creare un’autocisterna aspirante da 10 m3 simile a quella realmente utilizzata. A questo punto è stata richiamata per i 18,13m3 di refluo.

Successivamente percorre 20km a pieno carico da Traghetto di Argenta a Poggio Renatico, con un consumo di circa 10 litri. I 19940kg di bagno esausto di cromatura vengono quindi moltiplicati per tale percorso, in modo tale da individuare le emissioni e i consumi dovuti al trasporto su strada. Successivamente avviene la fase di scarico che è individuata equivalente a quella di carico.

La Ditta effettua delle analisi chimiche di controllo della soluzione, che risulta contenere 35800mg/kg di cromo totale, di cui 35300mg/kg di cromo esavalente e, per differenza, 500mg/kg di cromo trivalente. Altre sostanze contenute nella soluzione sono il cadmio, il mercurio, il nichel, il piombo e il rame, in concentrazione rispettivamente di 8mg/kg, > 0,5mg/kg, 28mg/kg, 18mg/kg e 280mg/kg.

Tali analisi serviranno per stabilire il tipo di trattamento che dovrà subire la soluzione. (processo ECT_Trasporto e scarico della Ditta Alfarec di un bagno esausto di cromatura).


I dati della Ditta Niagara S.r.l.

La Ditta “Niagara S.r.l.” ha sede in via Amendola 12, Zona ind. S.I.P.R.O., 44028, Poggio Renatico (FE). Lo stabilimento industriale in oggetto è un impianto di depurazione del tipo chimico-fisico e biologico (processo ECT_Edificio Ditta Niagara).

I rifiuti vengono ricevuti in impianto come rifiuti liquidi pompabili, principalmente trasportati tramite autocisterna, oppure tramite contenitori a tenuta stagna (barili , cisterne o bulk). I quantitativi massimi annui trattabili di tali rifiuti liquidi sono 60.000 tonnellate, pari ad una potenzialità media di 250 m³/giorno con possibilità di punte fino a 400 m³/giorno. Nello studio per la progettazione e la realizzazione dell’opera sono stati considerati gli aspetti di compatibilità ambientale in riferimento al sito oggetto dell'insediamento (area per insediamenti industriali), per cui l’intero impianto è stato collocato all'interno di un capannone di tipo industriale, con travatura di sostegno in cemento armato e completamente chiuso ai lati con una pannellatura in calcestruzzo.

L’area sottostante la costruzione del capannone è stata opportunamente palificata per incrementare la consistenza del terreno. Le linee di trattamento dei rifiuti liquidi sono state costruite con vasche in calcestruzzo armato, impermeabilizzato mediante verniciatura interna con resina epossidica e con apparecchi in acciaio inossidabile AISI 304 e 316, per garantire la massima tenuta e resistenza alla corrosione. Tutte le vasche, gli apparecchi di processo ed i collegamenti idraulici sono stati costruiti fuori terra, per cui risulta ispezionabile in qualsiasi momento la loro fattura e la loro tenuta; solamente le due vasche in calcestruzzo di ricezione ed equalizzazione in testa all’impianto risultano parzialmente interrate, per cui è stata applicata una doppia impermeabilizzazione: interna, mediante verniciatura con resina epossidica ed esterna, mediante applicazione di fogli saldati a caldo di guaina impermeabilizzante in catrame. L’intero impianto è stato rialzato in modo che i bordi vasca avessero un livello minimo superiore a 2,5 m dal piano campagna.

La superficie totale occupata dalla Ditta è di 10315 m². Il capannone in cui sono collocati gli impianti ha una superficie complessiva di 3125 m²; accanto a questo, nella medesima area di stabilimento, ma completamente scollegata a livello costruttivo, è stata costruita la palazzina uffici, la quale è stata realizzata come un normale edificio abitativo, non prefabbricato, con pareti in muratura in blocchi di laterizio alleggerito e manto di copertura in tegole; realizzata su due piani con una superficie calpestabile di 490 m², destinata ad ospitare gli uffici di gestione tecnica e di amministrazione dell’azienda, il laboratorio chimico per la gestione e il controllo dell’impianto, gli spogliatoi ed i servizi per il personale dipendente. L’area di circa 4971m², accanto al capannone, utilizzata per il transito degli automezzi, è resa impermeabile tramite asfaltatura con manto bituminoso di resistenza e spessore adeguato per il transito di autotreni e con una rete fognaria interna per il convogliamento e la raccolta delle acque piovane. Esternamente al capannone non è posto alcun apparecchio o struttura industriale relativi al trattamento dei rifiuti; sul lato ovest del capannone sono visibili alcuni serbatoi fuori terra per le acque piovane e di servizio, unitamente alle strutture chiuse dello schrubber (torri di lavaggio) e del biofiltro per il lavaggio dell’aria aspirata dall’impianto ed il relativo camino alto 12 metri. Lungo il perimetro dello stabilimento è stata ricavata un area per la piantumazione di alberi per una maggior copertura visiva, in modo da ridurne l’impatto visivo rispetto alla campagna coltivata adiacente, così come nella parte antistante la palazzina uffici è stato ricavato lo spazio per la realizzazione di un giardino, per un totale di circa 1730m². L’impatto visivo esterno dello stabilimento risulta quindi essere compatibile con la destinazione d’uso dell’area industriale nella quale è stato costruito. Il progetto per la realizzazione dell’impianto ha previsto, oltre alla limitazione dell’impatto visivo, la limitazione dell’impatto acustico dello stabilimento, con il montaggio di tutti i macchinari potenzialmente rumorosi internamente a locali isolati acusticamente.

L’impianto essendo realizzato fuori terra e all’interno di un capannone industriale, a fine esercizio può risultare fattibile il ripristino dell’area per un ulteriore recupero per la destinazione ad altre attività industriali o commerciali e a tal fine risulta sufficiente una accurata bonifica mediante lavaggio con acqua e vapore delle varie vasche e superfici lavabili, una demolizione e relativo recupero delle parti metalliche (apparecchi e tubazioni), una demolizione delle vasche in calcestruzzo fuori terra ed un riempimento con sabbia delle due vasche in calcestruzzo parzialmente interrate (se ovviamente non utilizzate diversamente per altra attività).

Le acque, al termine dei vari trattamenti depurativi, vengono accumulate in un bacino di raccolta per essere analizzate in laboratorio, al fine di valutarne la loro corrispondenza ai parametri legali di soglia per lo scarico in fognatura o per l’accettazione in impianti terzi. Altri reflui derivanti dall’attività di depurazione sono i rifiuti solidi generati dal processo depurativo, i quali vengono stoccati in sacche (big bags) o cassoni, destinati allo smaltimento in altri impianti autorizzati come le discariche o gli inceneritori; periodicamente anche sui fanghi filtropressati sono eseguiti controlli e analisi di laboratorio per misurarne il quantitativo di inquinanti, con riferimento particolare al rilascio di eluato.

All’interno dell’area dello stabilimento sono disposte cinque reti fognarie totalmente separate:

  • una rete fognaria della palazzina uffici raccoglie le acque dei servizi igienici e delle docce per il personale dipendente, totalmente indipendente è dotata di 3 vasche Imhoff, i cui scarichi vengono uniti e convogliati in pubblica fognatura;
  • una rete fognaria per la raccolta delle acque di scarico del laboratorio, le quali sono totalmente immagazzinate ed avviate alla depurazione o allo smaltimento; in particolare si distinguono due tipi di scarico: le acque di lavaggio delle superfici e della vetreria sono convogliate in una cisterna interrata in acciaio inox, del volume di 3 m³, completamente a tenuta stagna e comunque ispezionabile tramite un boccaporto con coperchio con guarnizione in gomma (la cisterna viene periodicamente vuotata con autospurgo e le acque vengono trasportate in testa all’impianto di depurazione); i rifiuti delle analisi che contengono componenti non compatibili con il processo depurativo o contenenti sostanze recuperabili, vengono stoccati separatamente, in diversi fustini di materiale plastico e conferiti alle ditte specializzate per il ritiro dei reflui di laboratorio di analisi chimica;
  • una rete fognaria di strade e piazzali interni allo stabilimento per l’acqua piovana di prima pioggia, la quale viene immagazzinata in 5 serbatoi fuori terra, della capacità complessiva di 250m³ (sollevata tramite pompe sommerse), per poter essere sottoposta ai controlli analitici dei quali si tiene un registro; se risulta un superamento dei limiti legali per lo scarico in pubblica fognatura, tali acque vengono convogliate per un trattamento depurativo interno e successivamente smaltite unitamente alle acque di processo; in caso contrario si procede al convogliamento nella pubblica fognatura;
  • una rete fognaria interna al capannone, totalmente separata da quella esterna di raccolta delle acque di pioggia, convoglia le acque di scolo (spurghi, drenaggi, ecc.) in un pozzetto dove due pompe sommerse sollevano le stesse in testa all’impianto di trattamento, nelle vasche di accumulo ed equalizzazione;
  • una rete di scarico delle vasche finali di accumulo verso la fognatura esterna è dotata di analizzatore sensoriale sulle vasche e di campionatore sequenziale a valle della immissione in pubblica fognatura.

Emissioni in aria

L’impianto di depurazione ed il processo depurativo non prevedono l’impiego di reagenti gassosi inquinanti o la produzione di prodotti o sottoprodotti gassosi potenzialmente inquinanti e non è installato alcun impianto di combustione ad esclusione della caldaia a metano per il riscaldamento degli uffici. Le uniche emissioni gassose potenziali in atmosfera sono quelle dovute a vapori e gas maleodoranti che possono essere sprigionati dalla movimentazione dei rifiuti liquidi ed a gas prodotti dalla degradazione batterica delle sostanze organiche nei reattori biologici (ossidazione) o di accumulo del fango prodotto (fermentazione anossica). Allo scopo di contenere al minimo l’emissione di tali gas maleodoranti nell’ambiente esterno, vengono mantenute in depressione, in modo indipendente, tutte le vasche di ossidazione, di reazione e di stoccaggio del fango, mediante una copertura delle vasche e con il collegamento all’impianto di aspirazione dei vapori. In tali vasche infatti possono maggiormente svilupparsi odori dovuti alla degradazione delle sostanze organiche da parte dei batteri, conseguentemente anche tutto il capannone viene mantenuto in leggera depressione.

L’impianto di depurazione dell’aria è costituito da una batteria di 4 soffianti (potenza complessiva di 74 KW), ognuno serve un’area dell’impianto in maniera indipendente, convogliando l’aria aspirata in un doppio sistema di lavaggio ed abbattimento chimico-biologico degli odori, prima dell’emissione in atmosfera.

L’impianto di abbattimento degli odori è costituito da un primo stadio di controlavaggio con acqua, in uno schrubber, ossia un dispositivo che separa particelle solide da correnti gassose che devono immettersi nell'atmosfera ed un successivo passaggio in un biofiltro, costituito da più stadi in parallelo. Questa struttura assicura la massima garanzia nel trattamento dell’aria inquinata, anche in caso di avaria di uno stadio di trattamento.

Nella colonna di lavaggio ad umido l’aria transita controcorrente ad una pioggia di acqua in circolo continuo, spruzzata da una serie di ugelli distributori; questo lavaggio ha lo scopo principale di generare un primo abbattimento di polveri ed aerosol nell’aria. In questo processo non vengono utilizzati particolari reagenti chimici nell’acqua in modo da non danneggiare il filtro biologico successivo.

L’aria lavata viene convogliata nel biofiltro, il quale risulta quindi essere un’ulteriore garanzia per l’abbattimento dei gas maleodoranti. E’ costituito da uno strato di supporto organico per i batteri demolitori delle sostanze organiche nell’aria, una sorta di letto di torba attiva. Attraverso un controllo dei parametri come la temperatura, il pH ed l’umidità del letto, tali batteri vengono mantenuti in uno stato ottimale per garantire il lavoro cui sono destinati.

L’obiettivo è garantire il mantenimento della qualità dell’aria esterna conforme ai valori tipici della zona e l’eliminazione di sgradevoli odori dovuti all’emissione di sostanze organiche insature o solforate, i quali possono creare disagi alle attività adiacenti nonostante le bassissime concentrazioni. Il biofiltro inoltre presenta il vantaggio di essere costruito su tre stadi in parallelo, consentendo di mantenere sempre la funzionalità anche in caso di fermo di un settore.

In accordo con l’A.R.P.A. sono stati eseguiti dei campionamenti di controllo dell’atmosfera ad impianto non in esercizio, in modo da ottenere dei dati di riferimento da raffrontare periodicamente con quelli rilevati ad impianto in funzionamento. (processo ECT_Trattamento bagno esausto di cromatura (finale).


L’impianto

L’impianto in oggetto ha la funzione di depurare i rifiuti industriali attraverso trattamenti del tipo chimico-fisico e biologico ed è stato studiato col preciso scopo di poter ricevere una vasta gamma di rifiuti a base acquosa.

Dopo aver subìto i controlli all’accettazione, quindi dopo essere stati sottoposti ad esami di laboratorio e ad una attenta verifica dei documenti di trasporto, i rifiuti possono essere destinati a diversi tipi di pretrattamento in funzione delle loro caratteristiche chimiche e della tipologia, prima di essere convogliati nel bacino di accumulo ed equalizzazione, da cui parte la linea di trattamento principale. Le singole stazioni operano, pur nella loro indipendenza, in successione. L’impianto inoltre è stato progettato e concepito in modo da garantire una buona flessibilità in fase di gestione, in quanto non essendoci un’alimentazione di rifiuti regolare ma anzi estremamente variabile in fatto di qualità, tipologia e quantità dei rifiuti, il gestore deve di conseguenza poter variare facilmente e con rapidità i parametri di gestione o la sequenza delle fasi.


Il laboratorio analisi di gestione e controllo

Il laboratorio quando riceve una richiesta di smaltimento, al fine di creare un preventivo di spesa, deve creare una caratterizzazione del rifiuto, analizzando i campioni che il cliente avrà fatto pervenire, ne consta le caratteristiche chimico-fisiche e ne certifica i risultati al cliente. Successivamente verrà fatta una proposta d’offerta che, se sarà accettata, darà luogo alla programmazione del carico. All’arrivo dell’autocisterna presso lo stabilimento viene controllato nuovamente il rifiuto da smaltire, stabilendo la conformità del materiale rispetto a quanto accertato su campione, vengono controllati i pesi e i documenti di trasporto, si valuta la compatibilità del rifiuto con l'impianto di trattamento e ne viene stabilita l'accettabilità, quindi inviato alle fasi di sgrigliatura ed omogeneizzazione oppure, come nel caso del bagno esausto di cromatura, al trattamento in reattore discontinuo. Il laboratorio segue inoltre il buon funzionamento dell'intera linea biologica ed interviene unitamente al Responsabile Tecnico in tutte le fasi critiche di lavorazione o di preallarme segnalati dai vari sensori di gestione, attraverso i controlli analitici di routine sull’impianto secondo i programmi concordati con il personale tecnico addetto alla gestione del processo. La soluzione contenente cromo viene quindi accolta con il codice CER 110198* tra i “rifiuti prodotti dal trattamento e rivestimento di metalli”, ossia come “rifiuto contenente sostanze pericolose”. Nei successivi paragrafi verranno esaminati i singoli trattamenti e i relativi impianti.

Pretrattamento

Il trattamento del cromo esavalente risulta essere molto complesso per cui il rifiuto in oggetto viene mandato alla fase di pretrattamento, o più correttamente al trattamento chimico fisico in discontinuo, in quanto si preferisce una preventiva trasformazione in cromo trivalente (processo ECT_Impianto per il pretrattamento chimico-fisico in discontinuo). Questa fase è costituita da 6 reattori in acciaio inossidabile, a sezione circolare di 2,6 m di diametro per un’altezza di 4 m, con spessore di 4mm e una capacità di 13m³ ciascuno. Questo comporta una quantità di acciaio inossidabile AISI 304 di 8,15607 tonnellate. Ogni reattore ha un sistema di caricamento separato e ognuno è dotato di singolo agitatore. In questa struttura sono inserite due pompe, una all’ingresso e una all’uscita del refluo, per cui viene ipotizzata una vita utile di circa 4 anni. Si suppone che l’impianto abbia una vita utile di 8 anni, per cui la vita utile di tutti i componenti interni, come gli agitatori, le pompe e le tubature è ricalcolata sulla base di tale unità funzionale.

In tali reattori vengono effettuati particolari trattamenti di depurazione per mezzo di un controllo manuale da parte dell’operatore di processo, assistito dal tecnico di laboratorio. I reattori sono posti in linea, attraverso un funzionamento in discontinuo (batch), all’interno del capannone, mantenuto ad opportuna depressione dal sistema di captazione dell’aria. In tali reattori vengono scaricati direttamente i reflui non compatibili con la miscelazione diretta con gli altri rifiuti nella vasca di accumulo. Qui subiscono un pretrattamento per singole partite, attraverso un processo messo a punto su specifico campione testato dal laboratorio. Dopo il pretrattamento il refluo seguirà la via della miscelazione nei bacini di equalizzazione in testa all’impianto, nella misura e nelle proporzioni indicate e studiate dai tecnici di processo e di laboratorio. I tempi ed i reflui trattabili dal presente reparto non sono valutabili per quantità, in quanto il tutto è strettamente legato al processo di trattamento a cui il refluo dovrà essere sottoposto, infatti potrà essere semplicissimo ed eseguibile in tempi brevi ad esempio per la neutralizzazione di soluzioni acide o basiche, ma estremamente lento e complesso se necessita di trasformazioni chimiche come ad esempio la degradazione dei cianuri o la riduzione dei cromati.

Per quanto riguarda il trattamento della soluzione oggetto di studio si devono considerare prima di tutto le concentrazioni di cromo totale (35800mg/kg), di cromo esavalente (35300mg/kg) e di cromo trivalente (500mg/kg). In base a queste, il laboratorio dà le indicazioni su che tipo di reagenti utilizzare e in quali quantità:

  • bisolfito di sodio in soluzione al 30%, circa 300 litri al m3 di rifiuto;
  • idrossido di calcio in soluzione al 10%, circa 45kg di sostanza secca al m3 di rifiuto;
  • acido nitrico in soluzione al 52%, circa 100 litri al m3 di rifiuto.

Le vasche di accumulo e di omogenizzazione

Successivamente al pretrattamento il refluo viene indirizzato alle vasche di accumulo per seguire le fasi del trattamento standard. Sono costituite da due vasche a sezione rettangolare, con dimensioni 11m x 4,5m x 8m a perfetta tenuta idraulica, in cemento armato verniciato internamente con resine epossidiche in modo da aumentare la resistenza all’aggressione chimica dei rifiuti accumulati. In questi bacini, con un volume complessivo pari a 900 m3, con una pompa per vasca e un miscelatore nella prima e due nella seconda, vengono accumulati ed equalizzati tutti i rifiuti liquidi, successivamente alla fase di separazione dai solidi grossolani o ai pretrattamenti in discontinuo oppure dopo i trattamenti delle emulsioni oleose. L’equalizzazione risulta essere una componente di fondamentale importanza per il buon funzionamento di tutto il processo depurativo a valle. Il liquame contenuto in queste vasche verrà sottoposto ad accertamenti analitici per controllarne la qualità media. Nelle vasche sono posizionati dei miscelatori con lo scopo di mantenere in sospensione i solidi fini trascinati e di omogeneizzare i vari rifiuti in ingresso, affinché l’interazione di parti ancora attive, presenti nei vari reflui accuratamente miscelati in giuste proporzioni, possa dare inizio ad un primo trattamento depurativo, costituito dalla prima reazione chimico-fisica tra i rifiuti di neutralizzazione, coagulazione e cooprecipitazione. La miscelazione tra rifiuti di diversa provenienza viene utilizzata dall’impianto quale reimpiego e recupero di parti ancora attive esistenti nei vari reflui, quali acidi e basi, il cui mirato utilizzo favorisce la riduzione della salinità nel chiarificato senza l’aggiunta di nuovi reagenti, con un evidente recupero ecologico ed economico. La miscelazione tra vari rifiuti, onde evitare ogni tipo di fraintendimento, è da intendersi come reimpiego di reagente per la parte ancora attiva e riutilizzabile del refluo, così come previsto dall’art. 9 comma 1 del D. Lgs. 22.02.97 (art. 4 comma 1 D.Lgs. 22.02.97). In questi bacini sono poste le pompe sommerse che alimenteranno il trattamento depurativo (sedimentatore primario).

Prima sedimentazione

Questa fase è costituita da un sedimentatore classico a sezione circolare di diametro 9m, alto 3m con fondo tronco conico, completo di un braccio rotante con raschiatore del fondo e raccoglitore di schiume, costruito completamente in AISI 304 (acciaio inox resistente agli acidi), posto su una base di appoggio in cemento armato di 2m di altezza. Con tale apparato si opera la prima sfangatura ottenuta per reazione chimico-fisica nel bacino di equalizzazione. In tal modo il liquame avviato alla successiva linea di trattamento chimico-fisico risulta essere estremamente meno carico di solidi sospesi. I solidi prelevati dal fondo tramite una pompa monovite saranno inviati alla linea di trattamento dei fanghi, mentre il liquame chiarificato sfiorato dalla canaletta perimetrale viene convogliato ai successivi reattori per il condizionamento chimico.

Trattamento chimico-fisico in continuo

Questa linea di trattamento è composta da 4 reattori realizzati completamente in acciaio inossidabile AISI 304, a sezione circolare del diametro di 2,5m, alti 5m e di capacità di 10 m3 cadauno, autonomamente agitati con motori elettrici a diverse velocità. Sono collegati in serie e ricevono per caduta dal primo sedimentatore il liquame chiarificato ed in ognuno di essi viene dosato in modo automatico un reagente chimico, sotto il controllo del computer che gestisce il processo, ricevendo i segnali dai vari sensori di pH ed rH posti in loco. Così si procede ad una acidificazione controllata attraverso il dosaggio di acidi e coagulanti; al dosaggio di latte di calce per favorire la flocculazione e precipitazione dei metalli pesanti come gli idrossidi; al dosaggio di un flocculante, per favorire la separazione del fiocco di fango formatosi nell’acqua chiarificata e quindi favorirne la separazione per precipitazione, che avviene nella fase seguente di sedimentazione. Se dai sensori installati in campo si rileva un valore anomalo, che eccede l’intervallo prestabilito dal gestore del processo, il sistema emette un allarme acustico e visivo, che verrà tacitato dall’operatore in seguito ad un controllo della situazione; se tuttavia il valore è notevolmente discosto da quanto prestabilito, allora il sistema è predisposto per dare segnale acustico ed entrare in blocco, ovvero viene tolta automaticamente l’alimentazione all’impianto finché l’operatore, unitamente al tecnico di laboratorio, non hanno accertato le cause che hanno generato l’anomalia.

Il laboratorio, inoltre, in base alle analisi eseguiti sul refluo stabilisce nuovamente i reagenti e le relative quantità. Al caso oggetto di studio sono imputabili quindi:

  • cloruro ferroso in soluzione al 20%, circa 5 litri al m3 di rifiuto;
  • idrossido di calcio in soluzione al 10%, circa 8kg di sostanza secca al m3 di rifiuto;
  • polielettroliti in soluzione all’1‰, circa 4,5g di sostanza secca al m3 di rifiuto.

Secondo sedimentatore chimico-fisico

Tale struttura è identica al sedimentatore primario descritto precedentemente, avente anche le medesime dimensioni. Qui avviene la separazione per sedimentazione tra i solidi sospesi formatisi dalle reazioni chimiche avvenute nei 4 precedenti reattori e l’acqua chiarificata; il fango sedimentato viene prelevato dal fondo con una pompa monovite ed avviato alla linea di trattamento fanghi; il chiarificato, scolato dal troppo pieno perimetrale, viene inviato alla successiva fase di depurazione biologica.

Accumulo ed omogeneizzazione al biologico

Questa fase è costituita da un serbatoio cilindrico, chiuso, a sezione circolare, del diametro di 10 m, con capacità utile massima di 550 m3, realizzato completamente in AISI 304, dotato internamente di due agitatori meccanici del liquame contenuto e di due pompe esterne per l’alimentazione al seguente reattore biologico. Lo scopo del serbatoio è quello di rendere indipendenti la linea di trattamento chimico-fisico da quella del trattamento biologico, in quanto hanno potenzialità e tempi di funzionamento diversi. La linea di trattamento chimico-fisico funzionerà solamente durante il normale turno giornaliero, sotto il presidio del personale addetto all’impianto (con una portata media a regime di circa 30 mc/h), mentre il biologico deve essere alimentato costantemente, compresi i giorni festivi, con una portata oscillante tra 5 e 10 mc/h, a regime. Il serbatoio non verrà mai svuotato completamente, tranne che per esigenze specifiche, ma verrà sempre mantenuto pieno per almeno 1/5, allo scopo di ottenere una costante equalizzazione del liquame in ingresso necessaria per consentire variazioni graduali sia di portata che di concentrazione di inquinanti. Tale volume di riserva dovrà consentire inoltre l’alimentazione per il biologico anche in condizioni di accidentali ed impreviste fermate dell’impianto (per esempio a causa di un disservizio del trattamento a monte o per manutenzione) per poter mantenere in vita la flora batterica. Per fermate che si dovessero protrarre nel tempo per più di due giorni, i tecnici di processo, in collaborazione con il tecnico di laboratorio, metteranno a punto procedure di emergenza per ridurre l’attività batterica e per fornirne una alimentazione adeguata, una miscela bilanciata di carboidrati, composti azotati e fosforo eventualmente costruita artificialmente o reperita tramite autocisterne.

Primo stadio biologico: prima denitrificazione e ossidazione

Questo stadio (ECT_Impianto primo stadio biologico per la prima denitrificazione) è costituito da quattro vasche uguali ed adiacenti del volume di 540m3 complessivi, alte 5,5m e con uno spessore di circa 35cm, a perfetta tenuta idraulica, a sezione rettangolare in cemento armato verniciato internamente per una maggiore garanzia di tenuta e protezione del calcestruzzo. Due vasche sono utilizzate per la prima denitrificazione e due per l’ossidazione. Il liquame da depurare vi transita in sequenza, infatti le vasche sono poste in serie, e subisce la depurazione dalle sostanze organiche, disciolte e sospese, per effetto dell’aggressione della flora batterica. Sul fondo delle vasche sono posizionati dei diffusori di aria a bolle fini (ECT_Impianto per la diffusione di bolle di aria), del tipo a disco con membrana in materiale plastico, regolabili ed escludibili completamente in modo indipendente per ogni vasca.

Nelle prime due vasche sono montati altresì due miscelatori sul fondo, in modo da poter essere impiegate sia come vasche di ossidazione (con dosaggio di aria), sia come vasche anossiche per la fase di denitrificazione, sia come vasche settiche, in totale assenza di nitrati, consentendo una buona flessibilità in fase di gestione. Attraverso una sonda che misura il valore di rH in vasca, il sistema di telecontrollo regola in automatico il dosaggio di aria sui diffusori.

Prima sedimentazione biologica

Il sedimentatore (ECT_Impianto per la prima sedimentazione biologica) è costruito in modo identico ai precedenti, ma con un diametro inferiore (6 m anziché 9 m) dovendo sopperire ad una portata inferiore. Il fango sedimentato sul fondo viene rilanciato da una pompa alla prima vasca di ossidazione (fango di ricircolo), mentre il chiarificato prosegue nel successivo comparto di denitrificazione. Periodicamente viene prelevato del fango dal fondo (spurgo) ed avviato allo smaltimento con la linea fanghi, per mantenere costante la concentrazione dei batteri nel bacino di ossidazione, eliminando quindi il fango dovuto alla crescita batterica.

Primo stadio biologico: seconda denitrificazione

Questa linea (ECT_Impianto primo stadio biologico per la seconda denitrificazione) è costituita da due vasche uguali ed adiacenti del volume di 235 m3 complessivi, a perfetta tenuta idraulica, a sezione rettangolare, in cemento armato verniciato internamente per una maggiore garanzia di tenuta e protezione del calcestruzzo. Il liquame da depurare vi transita in sequenza, proveniente dal sedimentatore primario, e subisce la depurazione dalle sostanze organiche per effetto dell’aggressione della flora batterica ed una riduzione della concentrazione dell’azoto nitrico, utilizzato dagli stessi batteri come ossidante per le sostanze organiche da degradare. In tali vasche infatti non è previsto il dosaggio di aria e la massa batterica viene mantenuta in sospensione per agitazione meccanica, ottenuta da due miscelatori posti sul fondo di ogni vasca. Una sonda di rH è posta per indicare il corretto svolgimento del processo.

Secondo stadio biologico: ossidazione con ossigeno puro

La linea (ECT_Impianto secondo stadio biologico ossidazione con ossigeno puro) è costituita da una vasca in calcestruzzo a sezione rettangolare del volume di 270 mc, anch’essa come le precedenti verniciata internamente ed alimentata dal refluo uscente dalle precedenti vasche di denitrificazione. In essa avviene la degradazione aerobica spinta delle sostanze organiche a lenta degradazione per effetto dei batteri che, con l’impiego dell’ossigeno puro, aumentano le rese depurative.

L’ossigeno viene insufflato da un sistema di diffusione ad eiettore ed il suo dosaggio viene controllato in modo automatico dal sistema di telecontrollo, in un ciclo di regolazione regolato dal segnale proveniente da una sonda ad ossigeno (del tipo autopulente) posta in vasca. Il valore di riferimento della concentrazione dell’ossigeno in vasca può essere variato in qualsiasi momento dal gestore del processo, in funzione delle esigenze dell’impianto (indicativamente da 1 a 4 ppm). Il consumo di ossigeno puro annuo è di circa 205000Nm3 (ECT_Ossidazione con ossigeno puro). L’ossigeno liquido è immagazzinato in un serbatoio apposito, dotato di un sistema di evaporazione per dosare l’ossigeno gassoso da immettere nel digestore aerobico ed è regolato tramite un sistema di regolazione controllato dal ciclo di controllo automatico. All’uscita del digestore aerobico una pompa preleva del liquame aerato per rilanciarlo in alimentazione alla vasca di denitrificazione per costituire la cosiddetta “miscela aerata”, contenente i nitrati per consentire il vero e proprio processo di denitrificazione. Questo flusso viene controllato da un misuratore di portata ed impostato dal gestore di processo in funzione del grado di denitrificazione voluto.

Secondo sedimentatore biologico

Costruttivamente identico al sedimentatore descritto per la prima sedimentazione biologica, riceve il refluo uscente dal digestore biologico ad ossigeno puro per separare i solidi sospesi (massa batterica) dal refluo depurato. La massa batterica viene riciclata in testa alla fase di denitrificazione, mentre il refluo chiarificato passa alle seguenti fasi di trattamento. Come per la fase biologica precedente, periodicamente verrà spurgato del fango biologico, che sarà avviato alla linea fanghi per lo smaltimento, in modo da compensare l’incremento della massa batterica dovuto alla crescita naturale.

Terzo stadio biologico: terza denitrificazione e ossidazione

Come ulteriore garanzia della depurazione è stato inserito nel processo un ulteriore stadio di denitrificazione e ossidazione (ECT_Impianto terzo stadio biologico per la terza denitrificazione), funzionante in modo identico a quanto descritto per i reattori biologici precedenti, e costituito da due vasche identiche, poste in serie, del volume di 270 mc complessivi. Tale comparto potrà essere attivato o meno in funzione delle necessità di processo; la prima vasca di denitrificazione risulta essere senza aerazione con miscelazione meccanica, mentre la seconda vasca, di ossidazione, presenta i diffusori di aria a bolle fini dal fondo vasca. Ricircoli di fango, di miscela aerata e spurgo sono regolati nello stesso modo degli stadi biologici precedentemente descritti. All’ingresso dello stadio di denitrificazione potrà essere dosato, in caso di carenza di substrato carbonioso, un integratore alimentare per i batteri necessario per la reazione di denitrificazione.

Terzo sedimentatore biologico

È identico a quelli descritti precedentemente e ha la funzione di separare la massa batterica, da inviare al riciclo al reattore biologico, dall’effluente chiarificato che viene inviato alla successiva fase di disinfezione.

Impianto con ozono

Questo trattamento (ECT_Impianto di ossidazione con generatore di ozono) consente di ottenere un’ossidazione spinta degli inquinanti residui dopo l’ultimo stadio di ossidazione biologica. È composta da un generatore di ozono costituito da elettrodi di acciaio del tipo tubo nel tubo, in cui un primo cilindro esterno, che funge da elettrodo di terra, contiene a sua volta un secondo elettrodo ad alta tensione. Applicando l’alta tensione tra i due elettrodi si genera, nell’interspazio tra essi, una scarica silenziosa che trasforma parte dell’ossigeno presente nel gas di alimentazione in ozono. All’esterno dei tubi scorre acqua refrigerante che asporta il calore prodotto dalla scarica.

Il sistema di contatto ozono-acqua è costituito da due colonne di reazione in calcestruzzo alla cui base sono posizionati dei diffusori con tronco a raggiera in grado di suddividere il flusso di ozono in microbolle in modo che possa disciogliersi il più possibile nell’acqua.

Come apparecchiatura ausiliaria è presente un distruttore di ozono residuo che permette di eliminare le tracce di ozono residue presenti nel gas che lascia le colonne di contatto. Il principio di eliminazione è basato sulla decomposizione termica ad alta temperatura (360° C) che avviene in un apposito reattore la cui funzionalità è salvaguardata da un abbattitore di schiume a pioggia d’acqua posizionato prima del distruttore.

In caso di necessità particolari al posto dell’ozono potrà essere predisposta una disinfezione con ipoclorito o altro nelle stesse colonne di contatto.

Accumulo acqua da filtrare

Tale fase (ECT_impianto vasca di accumulo acque da filtrare) è costituita da una vasca a sezione rettangolare a perfetta tenuta idraulica del volume di 320 mc, che funge da polmone per la successiva fase di filtrazione e da bacino di accumulo per la manutenzione e rigenerazione del carbone dei filtri.

Filtrazione su carboni attivi

La fase di filtrazione è costituita da:

  • un filtro a sabbia di quarzite a strati diversi (ECT_Impianto per filtrazione in sabbia di quarzite): molto fine per il primo strato di filtrazione, mediamente fine per il secondo strato e grossolana per il terzo strato di filtrazione; il suo compito è trattenere eventuali particelle solide e piccoli fiocchi di fango biologico;
  • quattro filtri a carboni attivi posti in serie (ECT_Impianto per filtrazione a carboni attivi), successivi al filtro a sabbia. Il quarto filtro, caricato con carbone nuovo o rigenerato (ECT_Rigenerazione dei carboni attivi), rimane in stand-by, fino al momento in cui il controllo dei parametri segnala l’esaurimento del primo filtro, per cui sarà questo a passare in stand-by, sostituito dal quarto filtro, inizialmente escluso (così via per tutti gli altri). Nel momento in cui i valori dei parametri misurati tendono al limite massimo legale di accettabilità per le acque in uscita, significa che il materiale del primo filtro della serie, cioè quello che riceve la concentrazione più elevata di inquinanti, è prossimo alla saturazione e quindi da rigenerare.

Il carico del materiale filtrante avviene tramite l’apposita tubazione mentre lo scarico viene effettuato mediante il tubo di scarico posto sul fondo del serbatoio, fluidificando il carbone con acqua. Giornalmente vengono effettuate operazioni di lavaggio del materiale filtrante (in controcorrente con acqua o aria) per evitare impaccamenti e formazioni di percorsi preferenziali.

Accumulo acque depurate

In coda alla fase di filtrazione sono posizionate due vasche per l’accumulo di acqua depurata (ECT_Impianto vasca di accumulo acque depurate), il cui volume è di circa 200 m3 ognuna, in calcestruzzo impermeabilizzato con resina epossidica.

Tali bacini di accumulo sono stati ottenuti separando fisicamente la preesistente vasca da 410 m3 in due parti: la prima vasca consente di effettuare i controlli analitici sull’acqua depurata, mentre la seconda permette l’accumulo di altra acqua, in attesa che la prima vasca sia vuotata; ciò consente di far marciare l’impianto in modo continuo, indipendentemente dallo scarico discontinuo delle acque depurate. Se i controlli analitici dell’acqua depurata evidenziano un superamento dei limiti allo scarico, si effettua la fase di filtrazione dell’acqua fino al rientro nei limiti stabiliti, oppure si provvederà a smaltire l’acqua depurata come rifiuto.

Analizzatore sensoriale e campionatore sequenziale

Le modalità di scarico concordate con l’ARPA prevedono l’installazione di un analizzatore sensoriale sulle vasche di accumulo finali dell’acqua trattata e di un campionatore sequenziale.

L’analizzatore sensoriale campiona con una frequenza stabilita le vasche e ogni acquisizione di dati viene inviata ad un software in grado di confrontare l’impronta olfattiva con un’impronta “standard” e una di “allarme”. Lo scarico è possibile solo se l’impronta è giudicata conforme sia dall’analizzatore sensoriale sia dalle analisi di COD, cloruri, nitrati e solfati, quindi se il rilevamento non è conforme e viene superata la soglia limite, l’acqua non può essere scaricata.

Il campionatore sequenziale è posizionato nell’edificio adibito al ricovero dei soffianti ed è collegato tramite tubazione al pozzetto terminale della fognatura, prima dell’uscita dalla proprietà Niagara.

Stazione di pompaggio dell’aria per i reattori biologici

La stazione è costituita da tre soffianti volumetriche a lobi della potenza di 11.8 kW cadauna, per il soffiaggio dell’aria nella rete di distribuzione per le vasche di ossidazione e denitrificazione. Delle tre soffianti una funzionerà in continuo a regime costante, la seconda avrà una portata variabile in quanto alimentata da un variatore di frequenza, controllato dal sistema di telecontrollo per il dosaggio dell’aria in vasca, mentre la terza soffiante resterà ferma, di riserva per sopperire all’eventuale avaria o manutenzione delle altre due soffianti. Le tre soffianti sono ricoverate in un locale prefabbricato in calcestruzzo, isolato internamente con pannelli fonoassorbenti, per garantire la minor emissione acustica verso l’esterno.

Accumulo e trattamento fanghi liquidi

Questa fase è costituita da una vasca (ECT_Impianto vasca di accumulo fanghi liquidi) in cemento armato a pianta rettangolare del volume utile di 220m3, in cui vengono accumulati i fanghi spurgati dai due sedimentatori primari in testa all’impianto ed in uscita del chimico-fisico.

Detti fanghi vengono poi alimentati in tre reattori (ECT_Impianto per il trattamento dei fanghi liquidi) in serie in acciaio a sezione circolare (2,5m di diametro e 10m3 di volume cadauno) per il condizionamento chimico (ECT_trattamento fanghi liquidi) e il trattamento preparatorio per l’ispessimento e la disidratazione.

L’ispessimento (ECT_Impianto per l'ispessimento dei fanghi liquidi) avviene in un ispessitore sempre a sezione circolare in acciaio di 3m di diametro e 35m3 di volume, dal cui fondo pescano le pompe per alimentare le filtropresse (ECT_Impianto per filtropresse), dove il fango viene pressato fino a raggiungere concentrazioni di secco del 40-50%, prima di essere accumulato in cassoni in attesa di essere conferito in discarica.

Stazione di stoccaggio e dosaggio reagenti

Costituita da 8 contenitori in materiale plastico da 4 m3 cadauno dove vengono stoccati i vari reagenti chimici liquidi e da un sistema di pompe dosatrici a membrana, dal piping e dai raccordi in materiale plastico e gomma flessibile antiacido. Ogni serbatoio è posto sopra un bacino di contenimento di pari volume, costruito in calcestruzzo armato a perfetta tenuta e con le superfici verniciate con resina antiacido, per il contenimento di fuoriuscite o perdite in casi accidentali di rottura dei contenitori o trafilamenti dalle giunzioni. Anche tutte le pompe dosatrici sono poste su una platea recintata da uno zoccolo di contenimento, per confinare eventuali perdite, la cui superficie è verniciata con le resine epossidiche. Altri reagenti in polvere, come la calce e il carbone, sono stoccati in due sili verticali, dotati di un sistema di dissoluzione per la preparazione della soluzione acquosa per l’utilizzo nell’impianto. Sono installate inoltre due stazioni monoblocco in acciaio inossidabile di dissoluzione di polielettrolite in polvere e di dosaggio della soluzione acquosa preparata.

Stoccaggio affiorati oleosi e reflui vari pretrattati

Viene realizzata una sezione di stoccaggio dei reflui pretrattati, quali emulsioni oleose concentrate o soluzioni cromiche, in attesa del conferimento ad impianti terzi o a successivi trattamenti all’interno del depuratore. Tale sezione è costituita da 14 serbatoi verticali in acciaio al carbonio verniciati, del volume di 30m3 cadauno, diametro di 2,5m, posizionati all’interno di bacini di contenimento in calcestruzzo, a perfetta tenuta idraulica, per contenere eventuali perdite dovute a rotture degli stessi o a trafilamenti di giunzioni.

Sistema di telecontrollo ed allarme

All’interno dello stabilimento è installato un sistema di telecontrollo su computer, che riceve tutte le segnalazioni dai vari sensori in campo ed attraverso un PLC comanda automaticamente i vari attuatori che variano le portate dei vari reagenti, in base al programma ivi impostato dal gestore del processo. All’interno del programma di telecontrollo sono altresì impostati i valori di allarme per ogni grandezza misurata, ovvero un segnalatore acustico ed ottico si attiverà nel caso in cui tali parametri monitorati (pH, rH, ossigeno) si allontanino dai valori accettabili. Si possono identificare tre gradi di intervento: controllo e regolazione automatica; primo allarme di semplice segnalazione; secondo allarme di segnalazione e di blocco automatico del processo. Tali livelli sono impostati dal programmatore in funzione della gravità, ovvero dell’entità dello scostamento dal valore di regolare funzionamento. Il controllo e la regolazione automatica rappresenta il regolare funzionamento del sistema di telecontrollo, ovvero in corrispondenza di una variazione della grandezza misurata dal sensore rispetto la valore di riferimento (set-point) impostato dal gestore del processo, si genera una proporzionale azione sugli attuatori (ad esempio un’apertura o chiusura di valvole per il dosaggio reagenti). Il primo allarme si verifica se il valore si discosta molto dal set-point nonostante la regolazione automatica, attraverso una segnalazione ottica e acustica di allarme. Il secondo allarme, oltre a quanto detto sopra, il sistema provoca il blocco dell’alimentazione dell’impianto e potrà essere riattivata solo dopo l’intervento del personale di controllo. L’intervento del personale dovrà essere mirato per scoprire la causa dell’allarme, partendo dalla verifica dei vari parametri di processo e del sensore che ha generato l’allarme, in ultima istanza si procede al prelevamento di uno o più campioni per un controllo analitico in laboratorio. Se non saranno verificate le reali cause dell’allarme non si può procedere alla riattivazione dell’impianto. Se il disservizio dovesse protrarsi per molto tempo si procede con il rallentamento e/o il rinvio dei conferimenti di rifiuto in impianto, mentre il biologico viene mantenuto in vita con il liquame accumulato nel polmone di accumulo, riducendo la portata di alimentazione allo stesso e, in caso di prolungamento del blocco, alimentandolo con sostanze alimentari organiche di integrazione, ad esempio con miscele di carboidrati semplici come alcoli o zuccheri, che verranno studiate e messe a punto in fase di gestione ed ottimizzazione del processo depurativo.

Emissioni in acqua

Dall’impianto vengono emessi circa 240m3 al giorno di acque depurate, che corrispondono a circa 84000m3 annui. Le emissioni rientrano nella tabella 3 e 5, allegato 5, allegati alla parte terza del D. Lgs. 3 aprile 2006, n. 152, “valori limiti di emissione in acque superficiali e in fognatura”.

I dati della discarica

La ditta “Niagara S.r.l.”non ha emissioni nel suolo, se non fanghi di sgrigliatura e fanghi filtropressati che sono conferiti come materiale pericoloso in una discarica per rifiuti pericolosi. Per quanto riguarda il refluo “soluzione esausta di cromatura” si ottengono circa 9689,89kg di fango. Il processo creato per la discarica per rifiuti pericolosi sulla base di dati ANPA e sulla base della banca dati del SimaPro5 è contenuto nel processo (ECT_Discarica per rifiuti pericolosi (fango esausto) derivata dalle analisi di controllo).

Analisi dei risultati

In questo paragrafo è analizzato il processo Trattamento bagno esausto di cromatur attraverso i tre metodi descritti nel capitolo 6. Tale analisi consentirà di capire quali sostanze all’interno del processo comportano il maggior danno per l’ambiente e da quale sottoprocesso considerato vengono generate. Ciò consentirà di capire l’origine degli impatti ambientali, step fondamentale in un’ottica di sviluppo orientata al miglioramento ambientale. Infatti solo partendo dall’analisi dei risultati si possono adottare i migliori accorgimenti tecnici e decisionali per innescare il circolo virtuoso di cui la metodologia LCA si fa portavoce.


Analisi con Eco-indicator99 modificato

Figura 1 Il diagramma della valutazione per impact category con Eco-indicator99 del processo 'Trattamento bagno esausto di cromatura'

Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che:

  • Il danno totale vale 435Pt dovuto per il 60,3% al processo “Pretrattamento chimico fisico in discontinuo”, per l’11,51% al processo “ECT_Discarica per rifiuti pericolosi”, per il 6,65% al processo stesso, per il 5,4% all’Elettricità, per il 4,4% a “ECT_Impianto per filtrazione carboni attivi” e per il 3,71% a “ECT_Stoccaggio e carico del bagno di cromatura” e per il 3,17% a “ECT_Trasporto e scarico della Ditta Alfarec di un bagno esausto di cromatura”.
  • Inoltre il danno è dovuto per il 39,8% a Human Health, per il 6,36% a Ecosystem Quality e per il 53,9% a Resources.

Analisi con EPS 2000 modificato

Figura 2 Il diagramma della valutazione per impact category con EPS del processo 'Trattamento bagno esausto di cromatura'

Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che:

  • il danno totale vale 1,72 Pt ed è dovuto per il 64,1% al Pretrattamento chimico fisico in discontinuo, per il 9,14% alla Discarica per rifiuti pericolosi, per lo 5,85% al consumo di Elettricità, per il 5,35% al Trattamento del bagno esausto di cromatura, per 4,57% all’Impianto per filtrazione a carbonio attivi, per il 3,23% allo Stoccaggio, per il 2,77% al Trattamento chimico fisico in continuo.
  • inoltre il danno è dovuto a Human Health per il 51,5%, a Ecosystem Quality, per il 3,52%, a Climate change per il 23,1% e a Resources per il 21,9%.

Analisi con IMPACT 2002+ modificato

Figura 3 Il diagramma della valutazione per impact category con IMPACT del processo 'Trattamento bagno esausto di cromatura'


Dall’analisi dei risultati della valutazione si nota che:

  • Il danno totale vale 2704,91 ELU (ossia €) dovuto per il 56,9% al processo “ Pretrattamento chimico fisico in discontinuo”, per l’11,2% a “Electricity MV use in I + imports U 2005”, per il 9,11% a “Discarica per rifiuti pericolosi”, per il 6,49% a “Trattamento chimico fisico in continuo”, per il 3.38% a “Stoccaggio e carico”, per il 3,22% all’“Impianto per il Pretrattamento chimico fisico in discontinuo”, per il 2,47% al “Trattamento fanghi liquidi” e per il 2,37% all’“Impianto per filtrazione a carboni attivi”
  • Inoltre il danno è dovuto per il 32,9% a Human Health, per il 39,6% a Ecosystem Production Capacity, al 27,1% a Abiotic Stock Resources e per lo 0,292% a Biodiversity.

Analisi di sensibilità: confronto tra il processo studiato e l’ipotesi di immettere il bagno esausto nell’ambiente senza trattamento

Per l’analisi di sensibilità è stato ipotizzato di immettere la soluzione esausta contenente cromo direttamente in acqua di superficie. Tale confronto è stato eseguito per valutare la fattibilità del trattamento così realizzato.

È stato quindi costituito un processo (ECT_Bagno esausto di cromatura in acqua) basato sulle analisi chimiche di laboratorio eseguite su un campione del refluo. Vengono quindi inserite le quantità delle sostanze, quali il cromo totale, il cromo esavalente, il cadmio, il mercurio, il nichel, il piombo, il rame, alcuni solventi clorurati e alcuni composto aromatici.

Figura 4 Il diagramma della valutazione del confronto con Eco-indictor99 modificato
Figura 5 Il diagramma della valutazione del confronto con IMPACT 2002+ modificato
Figura 6 Il diagramma della valutazione con EPS 2000

Come si nota, con EPS vengono stravolte le convinzioni che vedono assolutamente ragionevole trattare il refluo anziché l’immetterlo direttamente in acqua di superficie.

Cercando di capire la ragione di tale risultato errato si è verificata una carenza nel metodo che non considera le emissioni in acqua.

Figura 7 Il diagramma della valutazione dopo la correzione del metodo EPS 2000

I costi interni e i costi esterni

Tabella 1 Il confronto dei costi interni e dei costi esterni con i metodi Eco-indicator99 ed EPS 2000


Trattamento bagno esausto di cromatura
EcoIndicator99
EcoIndicator99 mondo
EPS 2000
Human Health
249,87
3904,17
892
Ecosystem Quality & Biodiversity
65,12
1017,54
7,91
Resources & Abiotic Stock Resource
139,6
2181,25
735
Totale parziale
1634,91
Ecosystem Production Capacity
1070
TOTALE
454,59
7102,96
2704,91
Costi interni
7765,6
7765,6
7765,6
Immissione del refluo in acqua di superficie
EcoIndicator99
EcoIndicator99 mondo
EPS 2000
Human Health
361,34
5645,94
7740
Ecosystem Quality & Biodiversity
7651,04
119547,5
784
Resources & Abiotik Stock Resource
3,83
59,844
0,205
Totale parziale
8524,20
Ecosystem Production Capacity
10,1
TOTALE
8016,21
125253,284
8534,30

Conclusioni

Lo studio condotto ha permesso di stabilire il danno ambientale causato dal trattamento di una soluzione esausta contenente cromo. Il danno, calcolato attraverso il metodo EcoIndicator99, ammonta a 435Pt, come già osservato nelle analisi e, in base a ciò, si può affermare che tale attività cancelli 0,0000109 minuti (0,008DALY) di vita per ogni uomo e, riguardo alla qualità dell’ecosistema, si può supporre che il danno prodotto comporti la scomparsa di 4,2E-5 specie. Inoltre, se oggi vengono consumati per l’energia 58231MJ, si può ipotizzare, pur con la dovuta cautela, che, nel momento in cui le richieste di risorse saranno 5 volte superiori a quelle del 1990, per la loro stessa estrazione saranno necessarie 4190MJ in più. Questi numeri apparentemente insignificanti, sono ricavati dal trattamento di un unico refluo prodotto da un’unica Ditta, in un solo anno! Pensiamo di moltiplicare questi dati per tutti i reflui, tutte le ditte per decine di anni….

A mio parere sarebbe interessante stabilire l’impatto che la produzione europea di cromo potrebbe avere sull’ambiente; sfortunatamente, è a tutt’oggi impossibile ottenere dati corretti di tale attività, in quanto manca un dettagliato censimento dei rifiuti, cosa alquanto complessa. A tal fine si può comunque proporre come esempio il danno medio causato dalle attività economiche in Europa, riportato nel metodo EcoIndicator99, in termini di salute umana: questo ammonta a 0,015456DALY, quindi circa 5 giorni e 15 ore di vita in meno per uomo, ed è solo una media europea!

Ovviamente, tali dati sono nettamente maggiori se si considera il danno causato dall’immissione del refluo direttamente nell’ambiente. Certamente non verrebbero consumate risorse, se non quelle per il trasporto, ma la perdita in termini di salute umana sarebbe di circa 0,0000159 minuti (il 68% in più) e di 0,0049 di specie scomparse se prendiamo in considerazione la qualità dell’ecosistema.

Per rendere tali informazioni più chiare e dirette si potrebbe dire che nel caso di una gestione errata di un rifiuto di tale pericolosità la comunità europea si dovrebbe gravare di un costo di circa 8000€, o 125000 se ci riferissimo all’intera popolazione mondiale. Ritengo che la pubblica amministrazione dovrebbe tener conto di questi aspetti e informarne il singolo cittadino.

Interessante, ma assolutamente sconvolgente, sarebbe determinare il danno provocato da tutte le azioni improprie che uomini senza scrupoli e poco lungimiranti ogni giorno adottano, in qualche parte nel mondo.

Con il mio studio ho permesso di perfezionare i limiti della banca dati del software ed ho anche migliorato il metodo EPS 2000, inserendo i fattori di caratterizzazione delle emissioni in acqua, fino ad ora non considerate.

Spero di aver quindi contribuito, anche se in minima parte, allo sviluppo delle metodiche di impatto ambientale, e avrei raggiunto lo scopo prefissato se riuscissi a far comprendere come non basti la paura dello “stabilimento nocivo” ma sia necessaria la capacità di produrre quanto ci serve senza alterare la nostra qualità di vita.

Bibliografia

E. Canestri Trotti e altri, “La gestione dei rifiuti: analisi del ciclo di vita di un rifiuto speciale e pericoloso attraverso il Metodo LCA”, Doc. ENEA PROT- ACS – P135 – 010, Bologna, 2006