Verso un Approccio Sostenibile nel Trattamento e Riutilizzo delle Acque nell'Industria Tessile

di Marco Arezio

L'industria tessile è tra i settori più inquinanti e consumatori di acqua nel panorama industriale mondiale.

La necessità di ridurre l'impatto ambientale e di ottimizzare l'uso delle risorse idriche ha portato allo sviluppo di sistemi di depurazione a circuito chiuso.

Questi sistemi permettono il trattamento e il riutilizzo delle acque reflue, riducendo significativamente il consumo di acqua dolce e l'immissione di inquinanti nell'ambiente. Questo articolo mira a esplorare come tali impianti vengono realizzati e come funzionano, con un focus specifico sul loro impiego nel riciclo dei cascami tessili.

Principi di Depurazione delle Acque

La depurazione delle acque si basa su processi fisici, chimici e biologici per rimuovere contaminanti. Questi processi vengono adattati e ottimizzati in funzione delle specifiche esigenze dell'industria tessile, dove i contaminanti possono variare ampiamente in natura e concentrazione.

L'industria Tessile e l'Uso delle Risorse Idriche

L'industria tessile richiede ingenti volumi di acqua per la tintura, il lavaggio e il trattamento dei tessuti. Questo consumo porta a un elevato volume di acque reflue, che se non trattate possono causare gravi danni all'ambiente.

Impatti Ambientali dei Cascami Tessili

I cascami tessili contengono una varietà di sostanze inquinanti, incluse sostanze chimiche tossiche utilizzate nei processi di finitura e tintura dei tessuti. La gestione inadeguata di questi rifiuti può portare alla contaminazione delle risorse idriche, del suolo e dell'aria.

Tecnologie di Depurazione delle Acque a Circuito Chiuso

Le tecnologie di depurazione delle acque a circuito chiuso nell'industria tessile mirano al massimo recupero e riutilizzo dell'acqua, minimizzando il consumo di risorse idriche e la produzione di acque reflue.

Le principali tecnologie impiegate includono:

Osmosi Inversa (OI)

L'osmosi inversa utilizza membrane semipermeabili per rimuovere ioni, molecole non desiderate e particelle più grandi dall'acqua.

Funziona applicando una pressione che supera la pressione osmotica naturale, permettendo così di separare l'acqua dai contaminanti. Le membrane utilizzate devono essere resistenti a sostanze chimiche, temperature elevate e attacchi biologici per garantire efficienza e durabilità.

Ultrafiltrazione (UF)

L'ultrafiltrazione impiega membrane porose per separare sostanze di dimensioni nanometriche, come particelle sospese, colloidi e alcune macromolecole, dall'acqua.

Operando a pressioni relativamente basse, l'UF è meno energivoro rispetto all'OI e particolarmente efficace nella rimozione di patogeni e nella pretrattazione per processi di osmosi inversa.

Evaporazione sotto vuoto

Questo processo si basa sulla riduzione della pressione sopra una massa liquida per far abbassare il punto di ebollizione dell'acqua, permettendo l'evaporazione a temperature inferiori a quelle normali. L'acqua evaporata viene poi condensata e recuperata come distillato puro, mentre i contaminanti rimangono nel residuo concentrato.

Biorattori a Membrana (MBR)

I MBR combinano la biodegradazione tramite fanghi attivi con la filtrazione a membrana. Questa tecnologia è particolarmente efficace nel trattamento di acque reflue contenenti carichi organici elevati, poiché permette il mantenimento di una alta concentrazione di biomassa attiva, migliorando l'efficienza del trattamento biologico.

Adsorbimento

L'adsorbimento utilizza materiali adsorbenti, come il carbone attivo, per rimuovere contaminanti organici, coloranti, e alcuni metalli pesanti dall'acqua.

La capacità e l'efficienza dell'adsorbimento dipendono dalla natura del materiale adsorbente, dalla dimensione dei pori, dalla temperatura e dalla presenza di altre sostanze chimiche nell'acqua.

Queste tecnologie, singolarmente o in combinazione, permettono di realizzare un sistema efficiente di riciclo e riutilizzo delle acque, riducendo significativamente la dipendenza dall'acqua dolce e l'impatto ambientale dell'industria tessile.

Realizzazione di un Impianto per il Trattamento delle Acque

Valutazione Preliminare: È fondamentale effettuare analisi dettagliate delle caratteristiche delle acque reflue generate e delle normative ambientali applicabili.

Questo passaggio include la raccolta di dati sulle quantità, la composizione chimica e la variabilità temporale delle acque reflue.

Progettazione: La fase di progettazione richiede la selezione delle tecnologie più appropriate basate sui risultati della valutazione preliminare, la determinazione della capacità dell'impianto e la definizione dell'ingombro e della disposizione dei componenti. Questo passaggio include anche la stima dei costi di investimento e operativi.

Costruzione: Durante la costruzione, è essenziale assicurare che tutti i componenti siano installati secondo le specifiche tecniche e che l'impianto sia conforme agli standard di sicurezza e ambientali.

Avviamento: L'avviamento dell'impianto prevede il collaudo dei sistemi di trattamento, l'ottimizzazione dei processi e la formazione del personale. Questa fase è cruciale per assicurare che l'impianto operi secondo le aspettative.

Manutenzione e Monitoraggio: La manutenzione preventiva e il monitoraggio continuo sono necessari per mantenere l'efficienza dell'impianto, prevenire guasti e conformarsi alle normative ambientali. Il monitoraggio include il controllo dei parametri operativi, la qualità dell'acqua in uscita e l'efficienza dei processi di trattamento.

Funzionamento dell'Impianto di trattamento delle Acque

Il funzionamento di un impianto di depurazione a circuito chiuso inizia con la raccolta delle acque reflue da vari processi produttivi. Queste acque vengono poi sottoposte a trattamenti preliminari, come sedimentazione e filtrazione, per rimuovere i solidi sospesi e le particelle più grandi.

Successivamente, le acque passano attraverso sistemi di trattamento più sofisticati, come UF, OI, e MBR, a seconda delle specifiche necessità di purificazione. Durante questi stadi, contaminanti come coloranti, metalli pesanti, e sostanze organiche vengono rimossi.

L'acqua trattata è quindi riutilizzata nei processi produttivi, riducendo il fabbisogno di nuova acqua dolce e minimizzando la produzione di acque reflue. Il monitoraggio costante della qualità dell'acqua assicura che i parametri di riutilizzo siano sempre rispettati, garantendo sia la sicurezza operativa che la sostenibilità ambientale.

Il funzionamento dell'impianto si articola in più fasi:

Trattamento Preliminare: Rimozione di solidi sospesi, grassi e oli tramite sedimentazione, flottazione e filtrazione. Questo passaggio previene danni e intasamenti delle membrane e dei sistemi di trattamento successivi.

Trattamento Primario e Secondario: Utilizzo di processi biologici (MBR) e fisico-chimici (UF, OI) per la rimozione di contaminanti organici, inorganici e microbiologici. Questa fase riduce significativamente la carica inquinante dell'acqua.

Trattamento Terziario: Ulteriore purificazione tramite osmosi inversa, adsorbimento o altri processi specifici per rimuovere eventuali contaminanti residui e adeguare la qualità dell'acqua ai requisiti di riutilizzo.

Riutilizzo dell'Acqua e Gestione dei Residui: L'acqua trattata viene riutilizzata nei processi produttivi, riducendo il consumo di acqua dolce. I residui concentrati dal trattamento sono gestiti in modo sicuro per minimizzare l'impatto ambientale.

Questo approccio integrato garantisce non solo la sostenibilità ambientale ma anche l'efficienza economica dell'impianto di depurazione, rendendolo un componente chiave nella gestione sostenibile delle risorse idriche nell'industria tessile.

Tipologia di Inquinanti nelle Acque di Riciclo dei Cascami Tessili e Normativa Italiana sugli Scarichi

Il trattamento delle acque reflue nell'industria tessile è una questione complessa a causa della vasta gamma di inquinanti presenti, che variano a seconda dei materiali trattati e dei processi utilizzati.

Questo capitolo esplora le principali tipologie di inquinanti derivanti dal riciclo dei cascami tessili e discute la normativa italiana relativa ai limiti chimici degli inquinanti autorizzati allo scarico in fognatura.

Coloranti e Pigmenti

Processi Fisico-chimici: L'adsorbimento su carbone attivo è ampiamente utilizzato per rimuovere i coloranti dalle acque reflue, grazie alla sua elevata superficie specifica e alla capacità di adsorbire una vasta gamma di composti organici colorati.

Inoltre, processi di ossidazione avanzata, come l'ozonizzazione o il trattamento con perossido di idrogeno in presenza di UV, possono degradare i coloranti in composti meno nocivi o in acqua e anidride carbonica.

Processi Biologici: Alcuni microrganismi sono capaci di degradare i coloranti. Tuttavia, questo approccio può essere limitato dalla variabilità della biodegradabilità dei coloranti e richiede tempi di trattamento relativamente lunghi.

Sostanze Chimiche Ausiliarie

Coagulazione/Flocculazione: Questi processi sono utilizzati per rimuovere le particelle sospese e alcuni composti disciolti, inclusi detergenti e sbiancanti, aggregandoli in fiocchi più grandi che possono essere facilmente separati dall'acqua tramite sedimentazione o flottazione.

Trattamento Biologico: I biorattori a membrana (MBR) e i sistemi a fanghi attivi possono degradare efficacemente le sostanze chimiche organiche ausiliarie, trasformandole in biomassa, anidride carbonica e acqua.

Metalli Pesanti

Precipitazione Chimica: I metalli pesanti possono essere rimossi dalle acque reflue attraverso la precipitazione chimica, convertendoli in forme insolubili (ad esempio, solfuri, idrossidi) che possono essere facilmente separate per sedimentazione.

Scambio Ionico: Questa tecnica utilizza resine scambiatrici di ioni per rimuovere selettivamente i metalli pesanti dall'acqua, sostituendoli con ioni innocui come sodio o idrogeno.

Composti Organici Volatili (COV)

Stripping a Vapore: I COV possono essere rimossi dalle acque reflue utilizzando lo stripping a vapore, un processo in cui l'acqua viene riscaldata e i COV vengono vaporizzati e quindi rimossi dall'acqua.

Adsorbimento: L'adsorbimento su materiali come il carbone attivo è efficace anche per la rimozione dei COV dalle acque reflue, grazie alla capacità del carbone di adsorbire una vasta gamma di composti organici volatili.

Per assicurare la rimozione efficace di questi inquinanti e il rispetto dei limiti normativi, gli impianti di depurazione delle acque di riciclo dei cascami tessili spesso implementano una combinazione di questi processi in un approccio multimodale.

Tale strategia consente di ottimizzare il trattamento in funzione della specifica composizione delle acque reflue e degli obiettivi di qualità dell'acqua trattata, garantendo al contempo la conformità alle normative ambientali.

Normativa Italiana sugli Scarichi

In Italia, la normativa di riferimento per il trattamento e lo scarico delle acque reflue industriali, incluse quelle dell'industria tessile, è il Decreto Legislativo 152/2006, noto come "Codice dell'Ambiente".

Questo decreto stabilisce i limiti massimi di concentrazione per gli inquinanti presenti nelle acque di scarico che possono essere immessi nella rete fognaria o negli ambienti acquatici.

Per gli scarichi tessili, alcuni dei limiti specifici includono:

COD (Domanda Chimica di Ossigeno): Indica la quantità di ossigeno richiesta per ossidare le sostanze chimiche organiche presenti nell'acqua. Il limite varia in base al tipo di scarico e alla capacità del corpo ricevente.

Coloranti: Sebbene non esista un limite specifico per ogni colorante, lo scarico non deve causare un cambiamento significativo del colore nel corpo idrico ricevente.

Metalli Pesanti: Sono stabiliti limiti specifici per ciascun metallo, ad esempio, il cromo totale ha un limite di 0,5 mg/l per lo scarico in fognatura.

pH: Deve essere mantenuto entro un intervallo che non comprometta il funzionamento del sistema fognario o della stazione di depurazione, generalmente tra 6,5 e 9,5.

Le aziende devono inoltre ottenere un'autorizzazione allo scarico da parte delle autorità competenti, che può includere requisiti specifici oltre ai limiti generali imposti dal Codice dell'Ambiente.

È fondamentale che le industrie tessili implementino sistemi di trattamento delle acque reflue efficaci per conformarsi a queste normative e minimizzare l'impatto ambientale delle loro operazioni.

Questo approccio normativo mira a bilanciare le esigenze produttive con la protezione dell'ambiente acquatico, garantendo che l'industria tessile possa operare in modo sostenibile e responsabile.