Waste n. 29 marzo 2024

e tecnologie
per l’ambiente
Economia Circolare
Soluzioni e tecnologie
per l’ambiente
Economia Circolare
60 ACQUE REFLUE Soluzioni
DEPURAZIONE LIQUAMI
DEPURAZIONE LIQUAMI
ACQUE REFLUE
61
Marco Comelli
Effetto nanoscala
L’universo variegato dei reflui industriali è complesso
e con metodi di trattamento non standardizzati.
Dalle nanotecnologie arriva (forse) la soluzione
per depurarli, recuperarli e riutilizzarli
Adifferenza degli scarichi urbani, che comprendono
anche quelli domestici, i reflui
industriali si presentano di diversa caratterizzazione,
non solo per il processo che li produce,
ma anche per composizione specifica,
quantità, distribuzione degli scarichi lungo la
giornata o stagione, destino dell’acqua dopo la
depurazione (immissione nell’ambiente o riuso).
Motivo per cui ogni impianto per la loro gestione
risulta essere diverso dall’altro.
La legge non dice che…
La distinzione di cui sopra, dettate dal buon senso,
non viene recepita dalla legislazione in materia.
Le normative italiane infatti distinguono i
reflui industriali dagli altri non per composizione
ma per provenienza. La norma fondante, poi rafforzata
da ripetute pronunce della Cassazione,
è l’art. 74, lettera h, del D. Lgs. 152/06. “Si intendono
acque reflue industriali tutte le acque scaricate
da edifici o installazioni dove si svolgono
attività commerciali o di produzione di beni, che
si differenziano dalle acque reflue domestiche e
dalle acque reflue meteoriche di dilavamento.”
Le conseguenze di questo dettato sono notevoli
a livello di autorizzazioni sia nella realizzazione
degli impianti, nella loro gestione e infine allo
scarico delle acque depurate. Un’ulteriore complicazione
deriva dal fatto che le autorizzazioni
allo scarico dipendono da norme regionali tutte
diverse e dall’intervento delle ARPA e delle provincie
o enti successori.
Sul piatto della bilancia
La composizione di un refluo industriale può essere
molto complessa, con la possibile presenza
di particelle solide in sospensione, schiume, colloidi,
ioni metallici. La depurazione avviene quindi
per stadi successivi, di tipologie e numero (almeno
tre di solito), ognuno dedicato ad una categoria
di inquinante.
La scelta di una tecnologia rispetto ad un’altra,
anche per fasi relativamente semplici come la
separazione delle particelle solide, dipende da
una serie di fattori: il volume orario del refluo,
la velocità con cui si desidera arrivare alla depurazione
(fondamentale se si punta al riuso
dell’acqua), lo spazio disponibile, e non ultimo i
costi. Questi ultimi spesso rallentano l’innovazione
nel campo di depurazione delle acque.
Naturalmente il costo non è importante come
valore assoluto ma come termine del rapporto
costi/benefici, ossia del calcolo dell’efficienza
economica. Accade che nuove tecnologie siano
estremamente efficienti ma il loro costo iniziale
sia così elevato da renderle sfavorevoli rispetto
a tecnologie più tradizionali. Nella depurazione
questo si lega spesso alla scalabilità dell’applicazione:
quello che è accettabile su piccola scala
diventa antieconomico su larga scala e con flussi
in entrata grandemente variabili.
Aiuto concreto
Un esempio che è ancora in gran parte valido è
quello dell’applicazione delle nanotecnologie. I
reflui industriali contengono con densità anche
elevate inquinanti non organici, impossibili rimuovere
semplicemente con mezzi biologici,
come la degradazione da parte di microorganismi.
Per depurare le acque da metalli pesanti,
residui di antibiotici e pesticidi, coloranti, idrocarburi
aromatici policiclici, composti fluorurati,
sono stati sviluppati metodi chimico-fisici come
la precipitazione chimica, la fotodegradazione,
l’osmosi inversa e l’adsorbimento. Sono sistemi
che funzionano ma spesso hanno un’efficienza
bassa dal punto di vista energetico, temporale,
operativo o tutte e tre insieme. Motivo per cui si
è guardato alla nanotecnologia, in particolare a
nanomateriali e nanostrutture per sostituire o
migliorare queste metodologie. Il motivo è l’effetto
di nanoscala.
Di solito si parla di nanoscala quando almeno
una delle dimensioni lineari del corpo è inferiore
a 100 nanometri (un nanometro è un miliardesimo
di metro). Più diminuiscono le dimensioni
lineari di un corpo, per esempio una
particella, maggiore è il rapporto tra superficie
Carbon nanotubes
Metal-Oxide nanoparticles
e volume, e quindi massa, del corpo. Non esiste
una definizione condivisa, ma normalmente se
il rapporto tra superficie (espresso in metri
quadri) e il volume (espresso in centimetri cubici)
è almeno 60, allora siamo nell’ambito della
nanoscala.
La maggior parte dei metodi sopra descritti fa
uso di effetti chimico-fisici che avvengono sulla
superficie di contatto tra il materiale e l’inquinante.
Oltre a questo ci sono altri vantaggi, come
la possibilità di controllare la dispersione e la
raccolta a fine processo con metodi senza contatto,
come campi magnetici, e la possibilità di
realizzare nanomateriali e nanostrutture specifici
per ogni inquinante e farli operare in contemporanea
semplificando i processi.
Reazione a catena
Va detto che l’applicazione delle nanotecnologie
avviene alla terza fase del trattamento dei reflui,
dopo quella di separazione dei solidi e quella
della degradazione dei composti organici biodegradabili.
Qui avviene per esempio la rimozione dei metalli
pesanti. In ambito nanotecnologico uno
strumento molto efficiente è rappresentato dal-
Dendrimers
Zeolite
Alcune
morfologie
di nanoparticelle
e nanostrutture.
Marzo 2024
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