Nella gestione delle discariche controllate dei rifiuti, uno degli aspetti più problematici riguarda il trattamento del percolato, rifiuto ad alto carico inquinante prodotto dai fenomeni di decomposizione, rilascio e lisciviazione che avvengono all’interno dell’ammasso di rifiuti stoccati. I liquidi rilasciati dai rifiuti e l’acqua di origine meteorica che filtra attraverso il materiale, si caricano di combinazioni organiche e inorganiche e danno origine ad un refluo con caratteristiche altamente inquinanti tossiche (percolato) che può contenere:
• composti organici ad alta concentrazione (COD 10.000 - 30.000 ppm);
• combinazioni AOX (composti organici alogenati) difficilmente degradabili;
• concentrazioni elevate di azoto ammoniacale (100 - 1.000 ppm);
• forti concentrazioni saline;
• presenza di metalli pesanti.
Nella maggior parte dei casi la depurazione del percolato avviene all’esterno dell’impianto di smaltimento rifiuti, per lo più tramite conferimento in impianti di depurazione consortili. Questa opzione pone criticità rilevanti per almeno quattro ragioni: costi elevati associati al trasporto e alla depurazione; rischi ambientali associati al trasporto su gomma; malfunzionamento degli impianti di depurazione non idonei al trattamento di tale refluo; maggior impatto ambientale connesso al contesto globale di gestione.
Il trattamento con l’osmosi
Maggiori vantaggi – di ordine economico e gestionale - si ottengono con il trattamento in sito, ovviamente a patto di individuare la soluzione tecnologica più idonea alla variabilità della tipologia di percolato da trattare. Tra le diverse soluzioni depurative figurano il trattamento biologico classico, quello chimico-fisico con eventuale ossidazione tipo Fenton e quello fisico con membrane (ultrafiltrazione e osmosi). Alcuni studi hanno appurato che i migliori risultati, su tutti i parametri analizzati, vengono ottenuti con il processo a membrane. Una conferma in questo senso è rappresentata da un impianto a membrane, finalizzato a trattare circa 30 mc/giorno di percolato con scarico di circa 20- 24 mc/giorno di refluo debitamente purificato in ottemperanza alla normativa in vigore (legge n. 152/99, tab. 4), realizzato dalla società Idroengineering
presso una discarica in provincia di Cagliari. Nell’analisi di progetto le sostanze inquinanti da tenere in considerazione sono state: azoto, quasi completamente sotto forma ammoniacale, contenuto salino di cloruri e solfati, BOD e COD come segno di un inquinamento anche organico, metalli (specialmente ferro e manganese), boro e solfuri.
I solidi sospesi sono risultati molto bassi: il percolato si presentava limpido e leggermente opalescente.
Un processo a più stadi
Il processo è stato articolato su più stadi, in riferimento alle caratteristiche ed alla concentrazione degli inquinanti che dovevano essere rimossi dal percolato prima dello scarico al ricettore finale, e precisamente:
Prefiltrazione
Ultrafiltrazione
Osmosi inversa 1 stadio
Osmosi inversa 2 stadio
Descrizione del processo
Le acque accumulate in un primo serbatoio di stoccaggio vengono inviate tramite pompe autoadescanti alla prefiltrazione.
Sulla tubazione di mandata una pompa dosatrice introduce ipoclorito di sodio, che serve per l’ossidazione e la pre-disinfezione. I percolati miscelati al reagente vengono quindi inviati ad un primo filtro, costituito da materiali filtranti catalitici di riempimento composti da quarzite e da biossido di manganese selezionati (a elevata purezza e a granulometria controllata). Il filtro catalitico abbatte le sostanze incrostanti come ferro e manganese, oltre ad effettuare una prima rimozione delle sostanze in sospensione. A valle della filtrazione catalitica interviene una filtrazione su carboni attivi per rimuovere l’ossidante utilizzato nella precipitazione degli ossidi idrati di ferro e manganese. In uscita dalla filtrazione, l’acqua viene accumulata in un serbatoio di stoccaggio e da qui inviata ai successivi stadi di ultrafiltrazione e osmosi inversa.
Ultrafiltrazione e osmosi
L’impianto a membrane è costituito da due principali sezioni:
ultrafiltrazione (UF) e concentrazione su membrane di osmosi inversa (RO) polimeriche a spirale avvolta. Il percolato, chiarificato su membrane UF (TDS - 100%), viene miscelato con sequestrante e acido solforico.
In seguito passa al primo stadio di osmosi inversa ad alta pressione (70 bar) su membrane polimeriche speciali a triplo strato. In tale fase si opera la concentrazione del refluo, per ridurre il concentrato da smaltire.
Il concentrato del primo stadio viene stoccato in un apposito serbatoio e smaltito secondo le norme vigenti. Il permeato, per ottenere un permeato di qualità (scaricabile sul suolo) viene invece inviato in un secondo stadio di osmosi inversa, a bassa pressione (15÷20 bar) su membrane polimeriche a spirale avvolta, soluzione che garantisce un prodotto finale di ottime qualità