Environmental. Ozono nel trattamento delle acque

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1 Environmental Ozono nel trattamento delle acque

2 Environmental SIAD Innovazione tecnologica e salvaguardia dell ambiente SIAD, società leader nel settore dei gas industriali e da molti anni sensibile ai problemi ecologici, si avvale di un team di specialisti impegnati nello sviluppo di sempre più moderne tecniche di depurazione delle acque reflue: dai processi biologici con ossigeno puro, agli impianti a membrane MBR, fino ai sofisticati sistemi MBBR a biofilm adeso su letti mobili. Dopo aver maturato le prime esperienze realizzando impianti di depurazione a vasche chiuse, SIAD ha studiato nel dettaglio sia i processi biologici che l impiantistica, fino a brevettare il sistema MIXFLO per l immissione di ossigeno puro nei comparti di ossidazione aerobica a fanghi attivi e nelle vasche di digestione dei fanghi di supero. Svariati test compiuti nel moderno Laboratorio di Biologia e Chimica Ambientale SIAD, con impianti pilota e/o a scala industriale, hanno consentito all esclusivo sistema MIXFLO pompa-eiettore di essere adottato per il revamping di un elevato numero di impianti esistenti o per la realizzazione di nuovi ad alta potenzialità con vasche di capacità molto contenute. L efficienza del sistema MIXFLO, confermata da centinaia di applicazioni, è ulteriormente esaltata quando impiegato per trasferire ozono in pressione ai reattori che SIAD progetta e realizza per la soluzione di problemi ambientali complessi e/o per promuovere nuovi processi produttivi. Il laboratorio SIAD di Biologia e Chimica ambientale Vista di un impianto MIXFLO di somministrazione ossigeno puro SIAD MIXFLO 3 è protagonista dei più recenti e performanti impianti di trattamento ad ozono di acque reflue e/o fanghi. Schema di un impianto ad ossigeno puro a vasca chiusa

3 Ozono L evoluzione di un prodotto ecologico La continua ricerca di nuove tecnologie per la salvaguardia ambientale, ha portato SIAD fin dagli anni 90 a considerare l Ozono come uno dei più efficaci elementi utilizzabili nel trattamento di reflui particolarmente difficili da depurare. L ozono viene impiegato dapprima nel trattamento delle acque potabili, successivamente quale forte agente ossidante per produzioni industriali e, dagli anni 70, anche per la depurazione delle acque. Oggi si contano decine di diverse applicazioni industriali, accomunate dalla peculiarità dell ozono di essere uno dei più forti ossidanti disponibili. Presente in natura per azione dei raggi ultravioletti sugli strati superiori dell atmosfera, l ozono (O 3 ) è una forma allotropica dell ossigeno e, per le sue caratteristiche di instabilità e reattività, deve essere prodotto in campo immediatamente prima del suo utilizzo. L ossigeno puro, immesso in generatori di moderna concezione, è parzialmente trasformato in ozono (6-14% in peso) per Ozono come decolorante: se ne apprezza l effetto per dosaggi crescenti su un campione di un refluo industriale Generatore da 35 kgo 3 /h azione di opportune scariche elettriche, ad alto voltaggio e medio-alta frequenza, applicate a tubi all interno di uno scambiatore di calore a circolazione forzata di acqua. Il progredire della tecnologia, consente di scegliere generatori di ozono che producono da qualche g/h fino a oltre 200 kgo 3 /h con consumi elettrici specifici da 6,5 a 13 kwh a seconda della temperatura dell acqua di raffreddamento e della concentrazione di produzione. I costi capitale e di esercizio dei generatori di ozono, più che dimezzati rispetto agli anni 90, e la natura ecologica di tale tecnologia, completamente priva di impatto ambientale, sono alla base della diffusione del processo di ozonizzazione. L ozono può essere applicato singolarmente o in combinazione con i raggi ultravioletti (UV), acqua ossigenata (H 2 O 2 ) e catalizzatori dedicati per dar vita a più performanti processi di tipo AOP (Advanced Oxidation Process), per l ossidazione e conseguente distruzione delle sostanze nocive e di molti inquinanti presenti in acque potabili, di scarico e negli effluenti gassosi. Impianto pilota per prove ozono e AOP

4 Environmental Ozono: il reattore SIAD MIXFLO 3 SIAD ha coniugato la propria esperienza nell impiego di ossigeno nel trattamento biologico delle acque reflue con le tecniche d uso dell ozono, per progettare e realizzare sistemi di ozonizzazione alimentati ad ossigeno puro, sviluppando processi capaci di trattare drasticamente effluenti sia liquidi che gassosi. Grazie al nuovo reattore SIAD MIXFLO 3, SIAD progetta e costruisce impianti di ozonizzazione di acque reflue particolarmente efficienti e compatti, rendendo minimi i costi e gli spazi necessari per la loro realizzazione. Il contatto tra l ozono ed i reflui su cui operare la decolorazione, le forti ossidazioni, la disinfezione finale, il finissaggio per il loro riutilizzo, fino alla moderna ozonolisi dei fanghi biologici, non rappresenta più una difficoltà in termini di disponibilità di spazi, lunghi tempi richiesti e costi eccessivi d impianto e di esercizio. All interno del reattore tubolare SIAD MIXFLO 3 tutto accade in pochi istanti: la dissoluzione di ozono in pressione, il suo elevato tasso di trasferimento, l ossidazione degli elementi chimici da demolire. Nei casi in cui le cinetiche lo impongano, come nelle reazioni di ossidazione chimica diretta di sostanze organiche refrattarie o per elevate concentrazioni, questi reattori possono essere facilmente accoppiati a vasche chiuse di contatto che assicurano il corretto tempo di reazione ed il necessario degasaggio finale. Quando l impianto ad ozono è posto a valle di impianti di trattamento biologici convenzionali fanghi at- tivi, SIAD è in grado di recuperare tutto l ossigeno che non partecipa alla reazione di formazione dell ozono (circa il 90%) e che andrebbe disperso nell atmosfera; questo avviene mediante la realizzazione di opportuni impianti di trasferimento di ossigeno, progettati secondo il brevetto MIXFLO modificati con l inserimento di un dispositivo Venturi per il recupero dell ossigeno proveniente dal distruttore catalitico montato sul camino di uscita del reattore di ozonizzazione. Il brevetto MIXFLO a cui si ispira il reattore SIAD MIXFLO 3, consente di ottimizzare l efficienza globale d impianto e di abbattere i costi di trattamento. La produzione di ozono a partire da ossigeno puro, con il totale recupero di quest ultimo reimmesso nelle vasche di ossidazione biologica e/o digestione aerobica dei fanghi, rappresenta una tra le migliori risposte tecniche ed economiche ai complessi problemi ambientali. In presenza di impianti biologici ad ossigeno puro a Reattore SIAD MIXFLO 3 per il riutilizzo di acque depurate Vista dei sistemi MIXFLO dedicati al riutilizzo dell O 2 in uscita dal reattore di ozonizzazione vasca chiusa, il recupero dell ossigeno proveniente dalla sezione ozono è reso ancor più conveniente per la bassissima pressione di esercizio (pochi mbar) di queste vasche biologiche: si devono installare solo alcune tubazioni gas in acciaio inox, con i minimi organi di intercettazione e dispositivi di controllo.

5 Ozono nelle acque: dal potabile al recupero Ozono: un reagente pulito L ozono O 3, dal greco ὄζειν (ozein= aver odore) è uno dei più forti ossidanti conosciuti in natura, secondo come potenziale di ossidazione solo al fluoro. Scoperto più di un secolo fa, è stato dapprima impiegato soprattutto per rimuovere la carica microbica dalle acque superficiali destinate al consumo umano e in qualche produzione industriale quale reagente. Le sue proprietà, insieme con un pressoché nullo impatto ambientale, hanno progressivamente allargato il campo di applicazione per farne uno dei più interessanti reagenti chimici dalle svariate possibilità. La tecnologia dedicata alla produzione dei generatori di ozono e lo sviluppo di sistemi di contatto e reattori sempre più performanti, hanno allargato i campi di applicazione ozono a svariati settori per la soluzione di una vasta gamma di problemi ambientali e industriali. Decine di impianti, realizzati da SIAD, testimoniano la crescita dell interesse per la tecnologia ozono, la sua piena sostenibilità, la capacità di SIAD di affrontare e risolvere anche problematiche complesse come lo sarà il tema dei microinquinanti emergenti. Ozono nel trattamento delle acque potabili È questo l uso più tradizionale dell ozono, che presenta un effetto ossidante per i contaminanti sia organici che metallici e sterilizzante per i microrganismi. La velocità di disinfezione dell ozono è molto superiore, se comparata a quella di altri disinfettanti come il cloro, e risulta indipendente dalla presenza di ammoniaca e dal valore di ph dell acqua. Inoltre, l utilizzo di ozono rende l acqua potabile trattata priva di odori e sapori sgradevoli, grazie all eliminazione di contaminanti organici, e permette di ridurre la concentrazione dei metalli disciolti, quali ferro e manganese. Contrariamente ad altri sterilizzanti, l ozono, eventualmente dosato in eccesso, non forma nell acqua sostanze nocive all uomo. Questo non succede ad esempio con l utilizzo di cloro che, in presenza di sostanze organiche disciolte, può formare trialometani (THM sostanze ritenute cancerogene), clorammine e clorofenoli. Ozono nel trattamento delle acque reflue Le applicazioni dell ozono, sviluppate per eliminare dalle acque reflue molti composti indesiderati, sono ad esempio e non esclusivamente la rimozione di: coloranti e pigmenti; alghe e microrganismi; detergenti e tensioattivi; pesticidi; cianuri; fenoli; nitriti e solfiti in forme complesse; COD refrattari. A valle degli impianti di depurazione biologici o chimico-fisici, l ozono viene utilizzato quale trattamento terziario per la rimozione del COD non degradabile, del colore e per la sterilizzazione delle acque scaricate. A monte dei predetti trattamenti, l ozono, reagendo con le sostanze organiche difficilmente degradabili, le trasforma chimicamente in sostanze attaccabili dai microrganismi. Tempi di contatto variabili da pochi secondi fino a 30 minuti consentono di effettuare il trattamento ozono nella quasi totalità dei casi, anche con reattori sotto pressione. Le più recenti applicazioni sono: l ozonolisi dei fanghi di depurazione (supero) che consente di ridurne il volume (minimizzazione) e/o di potenziare la produzione di biogas quando applicata alla digestione anaerobica; la distruzione dei MIE - microinquinanti emergenti - nei processi terziari degli impianti di depurazione municipali, consortili, industriali. L azione dell ozono, sui composti complessi di origine chimicofarmaceutica, si è dimostrata molto efficace per la demolizione della maggior parte degli inquinanti residuali, recentemente considerati responsabili di mutazioni genetiche (Endocrine Disruptors) e potenziali precursori tumorali. Il tema è complesso e di attualità e vede SIAD impegnata a vari livelli nello studio delle soluzioni migliori: mediante i nostri impianti pilota a ozono e grazie alla competenza del nostro Laboratorio di Biologia e Chimica ambientale, anche a servizio di strutture di ricerca universitarie. Confronto tra i maggiori ossidanti Potenziali a 25 C Potenziale Redox (V) Fluoro (F 2 ) 2.87 Radicali idrossile (OH ) 2.80 Ozono (O 3 ) 2.07 Perossido di idrogeno (H 2 O 2 ) 1.78 Cloro (Cl 2 ) 1.36 Biossido di cloro (CIO 2 ) 1.27 Molecola di ossigeno (O 2 ) 1.23

6 Environmental Ozono nei processi industriali Ozono nelle torri di raffreddamento Piccole quantità di ozono disciolte nel circuito acqua delle torri di raffreddamento permettono di eliminare il dosaggio di composti chimici inquinanti ed evitare problemi di incrostazioni calcaree e di sviluppo batterico, limitando notevolmente i fenomeni corrosivi. La riduzione dei quantitativi di acqua di reintegro e la maggior capacità di scambio termico degli impianti consentono un veloce ammortamento della spesa d impianto, riducendo i costi di gestione e manutenzione. Ozono nell industria elettronica Il trattamento con ozono, in combinazione con altre tecnologie come l applicazione di raggi ultravioletti e sistemi di ultrafiltrazione, permette di ottenere acqua con un estremo grado di purezza, utilizzata soprattutto per la realizzazione di superconduttori nell industria elettronica. Ozono per la sbianca della carta La migliorata disponibilità di grandi generatori di ozono capaci di produrre fino a 200 kgo 3 /h per unità, unitamente all assenza di impatto ambientale, hanno incrementato la diffusione della tecnica di bleaching ad ozono della pasta di cellulosa nella produzione della carta, che risulta bianca e resistente con bassi costi di gestione. Ozono nel trattamento di effluenti gassosi L ozono viene utilizzato per il trattamento di emissioni gassose maleodoranti, ad esempio aerosols di vasche di depurazione biologica, o altre emissioni gassose come idrogeno solforato, resine e composti a base di zolfo. La deodorizzazione può essere effettuata iniettando direttamente l ozono nel gas da trattare oppure effettuando un lavaggio in torre con acqua che poi verrà a sua volta depurata con ozono. Ozono nelle lavanderie industriali Il potere sbiancante e disinfettante dell ozono lo rende adeguato per il lavaggio di lenzuola e biancheria in genere, tanto che alberghi ed ospedali sfruttano le caratteristiche dell ozono per il lavaggio giornaliero del bianco. Importanti lavanderie industriali hanno applicato questa tecnica che allunga la vita della biancheria, non più sottoposta alla dannosa azione dell ipoclorito e dell acqua ossigenata. Ozono nell industria alimentare L uso di acqua ozonizzata nell ultimo lavaggio prima dell imbottigliamento permette di avere garanzie di igiene e sterilità, ovviando a problemi di rapido deterioramento del liquido confezionato. Il lavaggio con acqua ozonizzata di frutta, verdura, pesce ed alimenti ad elevata carica microbica allunga la durata dei prodotti senza l impiego di ossidanti a base di Cloro. Ozono per la disinfezione delle piscine Analogamente a quanto accade per l impiego in campo potabile, è conveniente sfruttare il potere biocida dell ozono per controllare la carica microbica nelle piscine, senza presenza di cloro residuo. Un senso di freschezza e l assenza di odori sgradevoli rendono quest applicazione diffusissima nel Nord Europa e negli Stati Uniti. Ozono per la produzione di sostanze organiche di sintesi L ozono viene impiegato nella preparazione di sostanze organiche di sintesi, in modo particolare nell industria farmaceutica.

7 SIAD e i suoi partner: la migliore tecnologia disponibile Il successo della proposta tecnologica di SIAD è una felice combinazione tra il nostro consolidato know-how e la collaborazione tecnica e commerciale con i nostri partner industriali, leader nella produzione dei migliori generatori di ozono e/o di impianti di ozonizzazione. SIAD è attiva nella progettazione e realizzazione di impianti di trattamento acque potabili e reflue. I moderni ed efficienti generatori ozono, completi di monitor, distruttori catalitici, sistemi di contatto in pressione di tipo SIAD MIXFLO 3 sono apprezzati per la loro qualità, idonea alla realizzazione di impianti di ozonizzazione di tutte le dimensioni per qualsiasi applicazione in campo civile e/o industriale. Il servizio offerto da SIAD, oltre a garantire l esecuzione di prove di laboratorio o in campo, con impianti pilota di diverse tipologie e potenzialità, si concretizza in un azione globale che coinvolge il trasferimento di know-how, con la progettazione del sistema di trasferimento SIAD MIXFLO 3 e dell eventuale vasca di reazione, fino al recupero dell ossigeno nell impianto biologico. In fase di progettazione SIAD ed i suoi partner definiscono in maniera congiunta la scelta del migliore Vista dell impianto di ozonolisi con reattore SIAD MIXFLO 3 in pressione: una delle maggiori realizzazioni mondiali generatore di ozono, nell ottica di minimizzare i costi di trattamento, in funzione delle diverse voci che compongono il conto economico. Caso per caso è possibile optare per generatori capaci di produrre tutto l ozono di processo al 6% in peso sull ossigeno alimentato, con bassi consumi energetici (è il caso degli impianti di finissaggio acque reflue con riutilizzo dell ossigeno residuo), oppure preferire le produzioni ad elevata concentrazione (maggiore del 10-12%) per ragioni cinetiche, o quando l energia elettrica sia disponibile a bassi costi. In entrambi i casi i minori consumi specifici elettrici del settore sono garantiti. Decolorazione con ozono: un caso notevole di trattamento combinato colore e disinfezione. A sinistra, le acque prima e dopo il trattamento

8 Servizi Beni industriali Il Gruppo SIAD Gas industriali Healthcare Engineering Gas industriali SIAD S.p.A. Via San Bernardino, 92 I BERGAMO Tel Fax siad@siad.eu GPS: N E AUSTRIA SIAD Austria GmbH Bergwerkstrasse 5 A-5120 ST. PANTALEON Tel. +43 (6277) Fax +43 (6277) siad@siad.at GPS: N E BOSNIA-ERZEGOVINA ISTRABENZ PLINI d.o.o. Potkraj bb BIH BREZA Tel Fax GPS: N E BULGARIA SIAD Bulgaria EOOD 4, Amsterdam str. P. O. Box 28 BG-1528 SOFIA Tel (2) Fax +359 (2) siad@siad.bg GPS: N E CROAZIA ISTRABENZ PLINI d.o.o. Senjska cesta b.b. HR BAKAR (RIJEKA) Tel (51) Fax +385 (51) istrabenzplini@istrabenzplini.hr GPS: N E POLONIA SIAD Poland sp. z o.o. ul. Kokotek 66 PL RUDA ŚLĄSKA Tel Fax siad@siad.pl GPS: N E REPUBBLICA CECA SIAD Czech spol. s r.o. Prague Office Park II K Hájům 2606/2b CZ PRAGUE 5 Tel Fax siad@siad.cz GPS: N E ROMANIA SIAD Romania s.r.l. Drumul Osiei, 75-79, Sector 6 RO BUCURESTI Tel. +40 (21) Fax +40 (21) siad@siad.ro GPS: N E RUSSIA LLC SIAD Rus Bolshaya Dmitrovka street 12/1 build 1, 3 floor RU MOSCOW Tel./Fax +7 (495) siad@siad.ru GPS: N E SERBIA ISTRABENZ PLINI d.o.o. Despota Stefana, 12 SCG-BEOGRAD Tel Fax GPS: N E SLOVACCHIA SIAD Slovakia spol. s r.o. Rožňavská č. 17, SK BRATISLAVA Tel (2) Fax +421 (2) siad@siad.sk GPS: N E SLOVENIA ISTRABENZ PLINI d.o.o. Sermin 8/a, SLO-6000 KOPER Tel (5) Fax +386 (5) info@istrabenzplini.si GPS: N E UCRAINA SIAD Ukraine t.o.v. Konstantinovskaya street, 2A UA KIEV Tel Remtechgas t.o.v. Kolomoytsevskaya street, 28 UA KRIVOY ROG Tel UNGHERIA SIAD Hungary Kft. Zsigmondy u. 38. H-3527 MISKOLC Tel. +36 (46) Fax +36 (46) siad@siad.hu GPS: N E Engineering SIAD Macchine Impianti S.p.A. Via Canovine, 2/4 I BERGAMO Tel Fax siadmi@siad.eu GPS: N E SIAD Macchine Impianti S.p.A. Italargon Division Via Canovine, 2/4 I BERGAMO Tel Fax siadmi_italargon@siad.eu GPS: N E SIAD Macchine Impianti Trading (Shanghai) Co. Ltd Rm.412, No. 5 building, No. 999 Ningqiao Rd Pudong Jingqiao EPZ CN SHANGHAI Tel. +86 (0) Fax +86 (0) siadmi_sh@siad.eu GPS: N E SIAD Engineering (Hangzhou) Co. Ltd. 13F, Yisheng Bld., No.1 Wulin Lane, Xihu District, CN HANGZHOU Tel Fax siad_hz@siad.eu ESA S.p.A. Via Fermi, 40 I CURNO (BG) Tel Fax esa@esacombustion.it GPS: N E ESA Manufacturing Pvt. Ltd. Plot No. J - 244, MIDC, Bhosari IN PUNE Tel esaindia@esapyronics.com GPS: N E Pyronics International S.a. Zoning Industriel, 4ème rue B-6040 JUMET Tel Fax marketing@pyronics.be GPS: N E TPI Tecno Project Industriale S.r.l. Via Fermi, 40 I CURNO (BG) Tel Fax tpi@tecnoproject.com GPS: N E TPI Tecno Project Industrial Ltda Rua País de Gales, 161 Dist. Ind. Bandeirantes - SALTO - SP - CEP Tel./Fax tpi@tecnoproject.com.br GPS: S O Beni industriali Bieffe Saldatura S.r.l. Via Canubia, 9/1 I MADONNA DELL OLMO (CN) Tel Fax info@bieffesaldatura.com GPS: N E ARROWELD ITALIA S.p.A. Via Monte Pasubio, 137 I ZANÈ (VI) Tel Fax arroweld@arroweld.com GPS: N E Healthcare MEDIGAS ITALIA S.r.l. Via Edison, 6 I ASSAGO (MI) Tel Fax info@medigas.it GPS: N E MAGALDI LIFE S.r.l. Via Case Rosse, 19/a I SALERNO Tel Fax info@magaldilife.it GPS: N E SIAD Healthcare S.p.A. Via Edison, 6 I ASSAGO (MI) Tel Fax info@siadhealthcare.com GPS: N E Servizi Tecnoservizi Ambientali S.r.l. Via San Bernardino, 92 I BERGAMO Tel Fax info@tasrl.com GPS: N E SIAD S.p.A. Diritti riservati Le informazioni, le immagini ed i dati qui contenuti sono pubblicati unicamente a scopo informativo. In funzione dello sviluppo tecnico e dei prodotti, SIAD si riserva il diritto di modificare il contenuto di questo documento senza alcuna notifica. Stampato in Italia SAP PIT /16 SOCIETÀ ITALIANA ACETILENE E DERIVATI S.I.A.D. S.p.A. I Bergamo - Via S. Bernardino, 92 Partita IVA e Cod. Fiscale Capitale Sociale euro i.v. N Reg. delle Imprese di Bergamo R.E.A. Bergamo N Telefono Fax siad@siad.eu