COME RIMUOVERE I PFAS NEI PERCOLATI DI DISCARICA

Nonostante sia ormai riconosciuto che la problematica dei PFAS nei percolati di discarica sia ubiquitaria a livello mondiale, esistono ancora troppi pochi studi di trattamenti su percolati e reflui liquidi.

Per questo Erica ha deciso di investire risorse nella ricerca di soluzioni tecnologiche ed impiantistiche valide per la riduzione/rimozione dei PFAS nei percolati di discarica.

Fondamentale è stata la costruzione di un vasto database analitico sulla presenza dei PFAS da cui partire per poter condurre sperimentazioni scientifiche in materia.

TRATTABILITÀ DEI PFAS

Già ad inizio del 2017 Erica ha incaricato il Politecnico di Milano di condurre un approfondimento bibliografico sul panorama mondiale per verificare la presenza di studi e tecnologie sui PFAS nei percolati di discarica.

Da questa ricerca è ha prima di tutto confermato la presenza di PFAS in moltissimi percolati analizzati in tutto il mondo, constatando ancora una volta che, sebbene si tratti di una problematica complessa e poco conosciuta, si è di fronte ad una problematica comune a livello mondiale.

Sulla base di quanto emerso, lo studio condotto considera che i trattamenti percorribili per ottenere abbattimenti sostanziali siano:

• i trattamenti a membrana (osmosi/nanofiltrazione su percolato grezzo);
• la biodegradazione anaerobica, in una prospettiva di test da condurre a lungo termine;
• l’adsorbimento su carbone attivo (su percolato tal quale o pre-trattato).

QUALE TECNOLOGIA SCEGLIERE?

Per avviare un percorso di ricerca su una specifica tecnologia è stato fondamentale considerare due importanti aspetti:

• La gestione dei percolati di discarica riveste un’importanza prioritaria nel contesto dello smaltimento dei rifiuti, sia per via dei grandi quantitativi prodotti, sia per l’elevato numero di discariche (attive o dismesse), sia perché la gestione delle discariche ‘post-mortem’ è fissata per legge in tempi molto lunghi (circa 30 anni). Quindi anche se PFOS e PFOA sono stati eliminati dalle produzioni, di fatto nei rifiuti rimarranno per decenni.
• Ogni anno vengono prodotti enormi quantitativi di percolato, che non permettono di adottare tecnologie eccessivamente impattanti in termini sia energetici che economici.

In che modo quindi scegliere la tecnologia tecnicamente ed economicamente più sostenibile ed efficace per essere applicata ai percolati di discarica?

Una cosa è certa: al fine di sfruttare economie di scala, ottenere un’ottimizzazione tecnica ed economica e sfruttare le competenze di chi già gestisce impianti di trattamento, è sicuramente più opportuno applicare la tecnologia di trattamento presso impianti di depurazione, piuttosto che presso le discariche stesse. Questo perché, se il trattamento venisse effettuato direttamente in discarica, si genererebbe comunque un rifiuto liquido più o meno concentrato che dovrebbe essere poi smaltito in un altro impianto idoneo.

A ciò si aggiunge anche la consapevolezza che utilizzare impianti di concentrazione come la nano-filtrazione o l’osmosi inversa non rappresenta una soluzione del tutto ottimale, se non in casi particolari, a causa del grande impatto energetico e della produzione di un concentrato di PFAS e altri inquinanti che dev’essere successivamente smaltito in impianti di incenerimento; ciò comporta relativi problemi legati alla totale mancanza di spazi disponibili e ad una sostenibilità economica della tecnologia non idonea al mercato del percolato di discarica.

Trattamento su carbone attivo

La scelta su quale trattamento sperimentare l’efficacia ricade dunque sull’adsorbimento su carbone attivo granulare. Questa tecnologia infatti presenta numerosi vantaggi, tra questi:

• è nota e sperimentata su molti microinquinanti, incluse le sostanze perfluorurate, anche se ad oggi è comunemente applicata soltanto ad acque a bassissimo contenuto di organico (acque di falda, acque potabili, acque depurate);
• costituisce grande valore aggiunto la possibilità di riattivare il carbone attivo, eliminando in tal modo definitivamente i composti assorbiti;
• è applicabile su grandi volumi con ottimo rapporto tra volumi trattati e costi, con un basso investimento iniziale;
• è flessibile e di semplice gestione;

• qualora venga posta a monte dell’impianto, consente di salvaguardare anche i fanghi biologici dalla presenza di PFAS;

• consente la migliore efficacia ottenibile in termini di sostenibilità ambientale.

Presi in considerazione questi aspetti, abbiamo dato avvio ad un percorso di ricerca che ha previsto diverse sperimentazioni in laboratorio, seguite da due sperimentazioni industriali con impianto pilota, con un protocollo analitico decisamente importante, con l’obiettivo di testare la validità della tecnologia.

Vuoi saperne di più sull’adsorbimento su carbone attivo e sulla sperimentazione? Guarda il nostro video: LA TECNOLOGIA PFAS REMOVER PER IL PERCOLATO DI DISCARICA

IL PERCOLATO DI DISCARICA

Il percolato di discarica è un liquido che si forma dal processo di infiltrazione delle acque piovane all’interno del corpo dei rifiuti e dalla decomposizione degli stessi ed è composto da varie sostanze inquinanti in diverse concentrazioni.

Il grande rischio da evitare riguarda la possibilità che queste sostanze inquinanti possano riversarsi nel territorio circostante, andando ad inquinare le falde acquifere e di conseguenza l’acqua che beviamo e utilizziamo quotidianamente.

Anche per questa tipologia di refluo, dunque, si rendono assolutamente necessarie, le operazioni di smaltimento. Scopriamo come.

CARATTERISTICHE DEL PERCOLATO

L’art. 2 del D.L. 36/03 fornisce la più recente definizione di percolato quale “…liquido che si origina prevalentemente dall’infiltrazione di acqua nella massa dei rifiuti o dalla decomposizione degli stessi”.

Dunque, per percolato di discarica è da intendersi come un rifiuto speciale non pericoloso, e solo in alcuni casi risulta essere classificato come pericoloso a seconda che contenga o meno sostanze dannose, prodotto dalle discariche per rifiuti solidi urbani o speciali. Tale rifiuto rientra nella categoria dei reflui con più o meno elevato tenore di inquinanti organici e/o inorganici che derivano dalla natura dei rifiuti che sono stati, nel tempo, ritirati dalle discariche.

Ma in che modo si produce il percolato? Attraverso due processi del tutto naturali, la decomposizione naturale dei rifiuti collocati a dimora e l’azione dell’acqua piovana, che precipitando e attraversando i rifiuti si incanala tra gli spazi creati e scorre trascinando scorie e sostanze chimiche in concentrazioni variabili da rendere questo refluo un vero e proprio rifiuto da dover trattare in impianti idonei. Va da sé che la produzione del percolato varia notevolmente a seconda dei periodi dell’anno in cui si hanno maggiori quantità di piogge.

La variazione quantitativa, tuttavia, non è l’unica caratteristica a mutare nel tempo; anche la qualità stessa del percolato risulta essere piuttosto eterogenea per effetto delle diverse concentrazioni di sostanze chimiche che vengono rilasciate nel rifiuto stesso. Il percolato, infatti, può avere composizione chimica molto differente a seconda di specifici parametri, tra cui il tipo di rifiuto che è stato ritirato e l’età della discarica.

Solitamente ai fini della valutazione tecnico/economica per il trattamento del percolato, vengono presi in considerazione alcuni parametri fondamentali come il pH, il BOD5 e il COD – due parametri che indicano la concentrazione di sostanza organica e inorganica – i Cloruri, l’Ammoniaca ed il contenuto di metalli quali boro, nichel, zinco, cromo e cadmio.

COME TRATTARE IL PERCOLATO DI DISCARICA

Le normative tecniche che definiscono i parametri obbligatori per la costruzione di una discarica, stabiliscono che il percolato debba essere captato tramite tubi immersi appena al di sopra dello strato di impermeabilizzazione, e rilanciato, tramite pompe idonee, all’interno di serbatoi e/o di vasche di raccolta per essere poi trasportato in impianti terzi specializzati nello smaltimento di rifiuti liquidi.

Proprio per le caratteristiche variabili finora descritte risulta molto complesso parlare in termini specifici della scelta del tipo di trattamento più idoneo per il percolato, in quanto questo è fortemente condizionato dalle caratteristiche biologiche e fisico-chimiche del refluo da dover trattare. Risulta chiaro, pertanto, la necessità di dover distinguere caso per caso.

PERCHÉ È IMPORTANTE UN CORRETTO TRATTAMENTO DEI REFLUI CIVILI

Così come avviene per i reflui industriali, anche i reflui civili necessitano di essere sottoposti a trattamenti speciali. Lo smaltimento delle acque reflue, infatti, è da sempre al centro dell’interesse pubblico legato al problema della salute umana e della sicurezza igienica.

Con la crescita dei grandi centri urbani e lo sviluppo del tessuto industriale è diventato sempre più indispensabile allontanare le acque reflue tramite sistemi fognari adeguati ai centri residenziali. Questo perché inizialmente le acque di scarico venivano immesse in un unico punto all’interno del corso d’acqua a valle della città, e ciò comportava importanti disequilibri ecologico-ambientali.

La cattiva gestione degli scarichi, sia civili che industriali, fino ad epoche molto recenti ha costituito il fattore determinante per lo sviluppo e la diffusione di gravissime epidemie di malattie come il colera, la dissenteria e l’epatite. Da qui la necessità di depurare tutte le acque di scarico prima della loro immissione in fiumi, mari, laghi e terreni attraverso trattamenti che riproducono le modalità della natura, al fine di scongiurare la diffusione di ulteriori malattie e la produzione di inquinamento ambientale.

QUALI SONO I REFLUI CIVILI

Così come si apprende dal D.L. 152/06, bisogna distinguere le acque reflue industriali da quelle domestiche ed urbane.

L’art. 74 del Decreto fa chiarezza sulla definizione delle acque reflue domestiche, delimitandone il significato a tutti quegli scarichi provenienti da insediamenti di tipo residenziale e da servizi e derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attività domestiche (quali alberghi, scuole, caserme, uffici pubblici e privati, impianti sportivi e ricreativi, negozi al dettaglio ed all’ingrosso e bar).

Tra le acque reflue domestiche è possibile distinguere:

• le acque bianche, ritenute non pericolose per la salute pubblica poiché derivanti dal dilavamento di tetti, strade, giardini e cortili ad opera di pioggia, neve e grandine;
• le acque nere, prodotte dagli scarichi delle cucine (acque saponate grasse per la presenza di detersivi e residui di cibo oleosi) e dei bagni (tra cui si distinguono le acque fecali e le acque grigie, moderatamente sporche in quanto provenienti da docce, vasche da bagno, lavatrici e lavandini).

Diverse, invece, sono le acque reflue urbane (o scarichi civili), che comprendono le acque di rifiuto domestiche e, se la fogna è di tipo unitario, anche le acque cosiddette di ruscellamento, nonché acque pluviali o provenienti dal lavaggio delle strade. In particolare, questa tipologia di scarichi può contenere non solo le stesse sostanze presenti nei reflui domestici in concentrazione diversa, ma anche una serie di microinquinanti quali idrocarburi, detergenti, detriti di gomma, pesticidi,  eccetera.

COME TRATTARE I REFLUI CIVILI

Una delle principali caratteristiche dei reflui urbani è la biodegradabilità, che ne rende possibile la depurazione attraverso trattamenti biologici. Se, infatti, per i reflui industriali vengono applicati sistemi depurativi misti, che combinano processi biologici a processi chimico-fisici, per le acque reflue civili gli interventi si basano principalmente su processi biologici in quanto costituite prevalentemente da sostanze biodegradabili.

Il trattamento dei reflui civili avviene all’interno di depuratori a servizio degli scarichi civili con lo scopo di rimuovere tutti gli agenti contaminanti e ridare vita a nuove acque depurate.

L’impianto di trattamento prevede due linee specifiche, una dedicata alle acque e una ai fanghi. Nella linea acque, in particolare, vengono trattati i liquami grezzi provenienti dalle reti fognarie e comprendono di norma tre diverse fasi:

• pretrattamento, utilizzato per la rimozione di parte delle sostanze organiche sedimentabili contenute nel liquame. Questo stadio comprende le operazioni di grigliatura, sabbiatura, sgrassatura e sedimentazione primaria;
• ossidazione biologica, ossia un processo di tipo biologico utilizzato per la rimozione delle sostanze organiche sedimentabili e non sedimentabili contenute nel liquame. Questo secondo stadio comprende le operazioni di aerazione e sedimentazione secondaria;
• trattamenti ulteriori, destinati ad abbattere il contenuto di quelle sostanze che non vengono eliminate durante i primi due trattamenti.

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IL RICICLO DEI REFLUI CIVILI

Il trattamento delle acque reflue civili diventa così fondamentale per restituire alla natura un bene prezioso come l’acqua in condizioni ottimali. La scarsità di piogge, l’enorme spreco di acqua e i preoccupanti cambiamenti climatici e ambientali spingono a trovare sempre più sistemi all’avanguardia che consentano la depurazione di questi reflui.

Grazie ad un corretto trattamento siamo oggi in grado di poter riutilizzare soprattutto le acque nere nell’irrigazione per esempio di giardini, parchi, aree spartitraffico, campi da golf e le acque grigie nell’alimentazione dei servizi interni delle abitazioni domestiche, come lo scarico dello sciacquone del wc.