Condizionamento dei fanghi
Il condizionamento dei fanghi è un trattamento a cui vengono sottoposti i fluidi provenienti dai cicli di depurazione o potabilizzazione delle acque e che consente principalmente una maggiore disidratabilità/filtrabilità dei fanghi stessi, con conseguente maggiore efficienza durante il successivo trattamento di disidratazione, quasi sempre necessario per ridurre il volume dei fanghi e quindi il costo delle successive operazioni di trattamento e smaltimento.
Questo trattamento è utilizzato nel caso di disidratazione meccanica.
Scopo del trattamento modifica
Il condizionamento dei fanghi ha lo scopo principale di migliorare la loro disidratabilità e pertanto il raggiungimento di una maggiore concentrazione di secco.
Il condizionamento determina anche una migliore qualità del surnatante separato, il quale ha un minore tenore di sostanze organiche inquinanti e viene immesso nuovamente nella linea acque.
Meccanismo modifica
I fanghi contengono spesso elevate quantità di sostanze colloidali.
Queste sostanze sono caratterizzate da dimensioni estremamente piccole e da elevate superfici specifiche e hanno la proprietà di adsorbire le molecole di acqua, formando configurazioni munite di cariche elettriche superficiali e dotate di grande stabilità.
Uno dei mezzi per separare le sostanze colloidali dall'acqua è quello di provocare la loro coagulazione e la loro aggregazione sotto forma di flocculi pesanti sedimentabili.
In pratica questo viene ottenuto mediante un processo di condizionamento.
Metodi di condizionamento modifica
I metodi di condizionamento possono essere:
- chimico;
- fisico (termico).
Condizionamento chimico modifica
Il metodo più diffuso è quello di natura chimica e si basa sull'utilizzo di sostanze organiche o inorganiche capaci di determinare la neutralizzazione delle cariche superficiali dei colloidi, favorendone l'aggregazione.
La scelta del tipo di sostanza chimica da adottare e il relativo dosaggio ottimale va fatta caso per caso, sulla base di prove di laboratorio, tenendo anche presente i successivi processi di trattamento cui deve essere sottoposto il fango e l'impiego previsto per i residui del trattamento.
Infatti ad esempio, se il fango deve essere disidratato e successivamente sottoposto ad incenerimento, sarà conveniente utilizzare per il condizionamento delle sostanze organiche, quali i polielettroliti, che non determinano un aumento del contenuto di ceneri nei residui secchi del trattamento di incenerimento.
Viceversa, se la destinazione finale del fango disidratato è la deposizione sul terreno potrà essere preferibile utilizzare sostanze inorganiche infatti alcune sostanze inorganiche producono una parziale sterilizzazione dei fanghi, fattore questo di estrema importanza quando i fanghi vengono smaltiti per semplice deposizione.
Oltre ai metodi chimici, per il condizionamento dei fanghi, possono essere usati metodi di natura fisica.
Condizionanti modifica
Le sostanze utilizzate nel condizionamento chimico possono essere di natura organica ed inorganica.
I più utilizzati sono i coagulanti inorganici che sono sostanzialmente gli stessi utilizzati nel trattamento di chiariflocculazione.
Tali reattivi appartengono a due gruppi principali:
- derivati dell'alluminio;
- derivati del ferro;
- ossido o calce viva e idrossido di calce o calce spenta.
I condizionanti inorganici più utilizzati sono: il solfato di alluminio : la reazione principale che avviene è:
- Al2SO4 + 3Ca(HCO3)2 ↔ 3CaSO4 + 2Al(OH)3 + 6CO2
Il cloruro ferrico : la reazione principale è:
- 2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 ↔ 3CaCl2 + 2Fe(OH)3 +6CO2
A causa della formazione di anidride carbonica l'acqua diventa aggressiva.
- il solfato ferroso : le principali reazioni sono:
- FeSO4 + Ca(HCO3)2 → Fe(OH)2 + CaSO4 + 2CO2
- 4Fe(OH)2 +O2 +4H2O → 4Fe(OH)3.
I condizionanti organici più utilizzati sono i polielettroliti, macromolecole organiche ottenute attraverso processi di polimerizzazione, solubili in acqua o ben disperdibili, caratterizzati dalla presenza di gruppi carichi o almeno polari lungo tutta la catena.
La presenza di opportune cariche o di gruppi polari uniformemente distribuiti lungo la catena facilita l'aggregazione dei fanghi.
Sono prodotti naturali (amidi, polisaccaridi, ecc.) o sintetici (poliammine, poliacrilammide, ecc.)
Condizionamento fisico modifica
Il metodo più efficace, particolarmente utile per fanghi con elevato contenuto di sostanze colloidali, è il condizionamento termico.
Questo metodo consiste, essenzialmente, in una cottura del fango ad elevata temperatura (200÷205 °C) in appositi recipienti riscaldati con vapore.
Per effetto della cottura sotto pressione, le sostanze colloidali coagulano e si agglomerano separandosi dall'acqua mentre buona parte delle sostanze organiche passano in soluzione.
Successivamente, il fango viene addensato per sedimentazione e l'acqua ricca di sostanze organiche viene riciclata negli impianti di trattamento delle acque di rifiuto.
L'uso dei metodi di condizionamento fisici non è molto diffuso poiché allo stato attuale della tecnologia essi risultano generalmente più costosi dei metodi chimici e più dispendiosi dal punta di vista energetico.
Normativa italiana modifica
Il condizionamento dei fanghi destinati allo spandimento sul suolo a beneficio dell'agricoltura deve avvenire secondo quanto previsto dagli articoli 27 e 28 del decreto legislativo 22/97.
