Trattamento acque di falda contaminate da arsenico

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È noto che i cicli produttivi insediati (operativi o dismessi che siano) si caratterizzano per l’impiego, la produzione e/o la generazione indesiderata di sostanze chimiche che le recenti normative europee e nazionali identificano come “pericolose” per l’ambiente idrico. Nella fattispecie, tali sostanze chimiche possono comprendere elementi in tracce come metalli pesanti e/o inquinanti inorganici.
La presenza di arsenico nelle acque sotterranee, dovuta a fattori antropici, costituisce un fattore significativo di rischio sia per la salute umana (se presente nelle acque potabili) sia per l’ecosistema. Pertanto, devono essere adottate una serie di misure al fine di ridurre il rischio correlato alla presenza di arsenico ad un livello accettabile. Tali misure si traducono in una serie di metodologie per abbattere la presenza di arsenico nelle acque sotterranee, garantendo concentrazioni inferiori ai limiti stabiliti dalle normative.
L’analisi del processo, l’utilizzo dell’approccio Ippc (Integrated Pollution Prevention Control) e dei cosiddetti Bref (BAT reference document) specifici per ogni ciclo produttivo, la verifica e validazione dei dati esistenti, l’esecuzione di eventuali campagne di monitoraggio integrative a quelle “routinarie” esistenti in impianto (con analisi e misure adeguate di portata), lo sviluppo di nomogrammi/algoritmi a seconda delle diverse condizioni operative, la definizione di procedure operative chiare, sono gli strumenti/elementi/i tool operativi che consentono di realizzare in maniera ottimale l’ottimizzazione ed il controllo del ciclo dell’acqua dei suoi impianti.
Nell’ambito delle procedure di bonifica e riqualificazione di aree industriali dismesse e/o siti contaminati in genere, riveste particolare importanza tutto il ciclo di trattamento delle acque sotterranee derivanti da opere di messa in sicurezza o impianti di bonifica (es. sistemi pump & treat, barriere idrauliche ecc.). Il processo di trattamento di acque contenenti elementi in tracce, non può prescindere da una serie di passaggi legati alla normativa vigente che stabilisce una serie di limiti di concentrazione degli inquinanti, per la reimmissione in falda, per lo scarico in corpi idrici superficiali o per il reimpiego all’interno di cicli produttivi del sito stesso. Tali valori limite sono coerenti, ad esempio, con gli standard richiesti per garantire un livello qualitativo accettabile delle acque ad uso potabile.
A partire dagli elementi in traccia presenti nelle acque dalle caratteristiche idrochimiche delle acque da trattare, questi limiti di concentrazione condizioneranno la scelta del processo e delle tecnologie di trattamento da adottare.
L’approccio normativo alla bonifica di siti contaminati da cui interventi sui corpi idrici sotterranei impattati dalla presenza di inquinanti, prevede, come criterio guida nella scelta delle tecnologie di intervento, l’applicazione delle cosiddette Batneec (Best Available Technology Not Entailing Excessive Costs cioè le migliori tecnologie disponibili a costi sostenibili).
Una volta individuato il processo ottimale per il trattamento delle acque e con il presupposto che un impianto di trattamento si prefigura come un impianto di trattamento rifiuti, la realizzazione sarà a sua volta subordinata a:
– autorizzazione da parte degli Enti competenti;
– procedure di Valutazione di Impatto Ambientale (a seconda della portata di trattamento e della produzione di rifiuti quali, ad esempio, i fanghi di processo).
Parte essenziale del processo autorizzativo è la valutazione degli impatti di tali impianti ambientali in termini di sicurezza ed igiene ambientale.

Metodologie di trattamento
Di seguito si dettaglia il processo di trattamento messo a punto per un impianto di trattamento delle acque di falda (TAF), ubicato nel Nord Italia, dimensionato per trattare una portata di 50 m³/h, ampliabile fino ad un massimo di 100 m³/h, caratterizzato dalla presenza di arsenico nell’ordine dei μg/l (concentrazione media pari a 47 μg/l). Oltre al tale elemento, nell’acqua sono stati rintracciati anche altri metalli (ferro, manganese) e solventi organici (benzene, organici clorurati).
Sono state definite per tale stream le seguenti sezioni di trattamento:
– sezione di stoccaggio ed omogeneizzazione iniziale;
– sezione di trattamento chimico fisico;
– sezione di stoccaggio e dosaggio dei prodotti chimici;
– sezione di filtrazione su sabbia 1° Stadio;
– sezione di trattamento aria di strippaggio;
– sezione di filtrazione su sabbia 2° Stadio;
– sezione di adsorbimento su carboni attivi;
– sezione di filtrazione su GFH (Granular Ferric Hydroxide) ;
– sezione di trattamento fanghi;
– sezione di aspirazione e trattamento dei vapori di VOC.
La rimozione dell’arsenico viene attuata nella sezione di trattamento chimico-fisico, costituita da una vasca di coagulazione, in cui vengono dosati sia il cloruro ferrico, quale agente coagulante, che la soda caustica per il controllo del pH. È prevista la possibilità di dosare altri prodotti chimici come il solfato di alluminio, quale altro agente coagulante, e l’acido cloridrico per il controllo del pH. Dalla vasca di coagulazione, le acque confluiscono nella vasca di flocculazione, dove, per mezzo di dosaggio di una soluzione di polielettrolita anionico, avviene la flocculazione degli idrati di ferro formatisi nella vasca precedente. L’acqua più i solidi formatisi sfiorano verso il sedimentatore a pacchi lamellari, dove avviene la separazione dei solidi sospesi, che decantano sul fondo, dall’acqua chiarificata, che fuoriesce dallo stramazzo superiore. I fanghi si accumulano nel fondo conico del sedimentatore mentre l’acqua chiarificata sfiora dall’alto verso la vasca di post coagulazione, dove il dosaggio di acido cloridrico e cloruro ferrico possono, nel caso sia necessario, ottimizzare la precipitazione degli idrati di arsenico a un valore di pH inferiore. I fanghi sedimentati sono parzialmente riciclati, per mezzo della pompa di riciclo in testa alla vasca di coagulazione allo scopo di incrementare l’effetto di flocculazione. L’eccesso di fanghi accumulato sul fondo conico del decantatore viene inviato per mezzo di pompe all’ispessitore di fanghi primari. Le acque chiarificate confluiscono nel serbatoio di post-flocculazione, che ha anche funzione di accumulo (hold-up) intermedio tra le sezioni di chiariflocculazione e di filtrazione.
È stata prevista la polmonazione del gruppo di vasche del trattamento chimico fisico in modo da garantire un’atmosfera inerte al di sopra delle interfacce liquido/gas.

Risultati
I principali vantaggi legati alla tecnologia di trattamento delle acque, precedentemente descritta, possono essere così sintetizzati:
– riduzione dei tempi di realizzazione degli impianti;
– raggiungimento degli obiettivi di bonifica attraverso l’abbattimento delle concentrazioni di arsenico;
– ripetibilità dell’applicazione della tecnologia e dei risultati raggiunti;
– impianti “user friendly” dal punto di vista dei criteri di O&M (Operation & Management);
– ottimizzazione nell’impiego di prodotti chimici e riduzione dei costi di smaltimento.

Conclusioni
I risultati raggiunti suggeriscono un ampio spettro di applicazione delle tecnologie di trattamento acque precedentemente descritte, soprattutto in relazione all’abbattimento delle concentrazioni di inquinanti diffusi quali l’arsenico. Le tecnologie scelte sono una combinazione di sistemi di trattamento chimici e fisici e garantiscono, oltre all’efficacia del risultato, un’ottimizzazione dei costi di gestione e realizzazione dell’impianto. Il tutto, coerentemente con le indicazioni normative di applicare agli interventi di bonifica di siti contaminati il criterio delle Batneec.

Riferimenti
DLgs 152/06 e smi “Norme in materia ambientale”.

www.simam-srl.it

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