TRATTAMENTO DI ACQUE REFLUE CONCIARIE MEDIANTE LA COMBINAZIONE DEL PROCESSO CONVENZIONALE A FANGHI ATTIVI E DELL OSMOSI INVERSA A MEMBRANE PIANE

Transcript

1 TRATTAMENTO DI ACQUE REFLUE CONCIARIE MEDIANTE LA COMBINAZIONE DEL PROCESSO CONVENZIONALE A FANGHI ATTIVI E DELL OSMOSI INVERSA A MEMBRANE PIANE M. Galasso*, S. De Gisi**, G. De Feo** Sommario Le acque reflue di conceria sono caratterizzate da elevate concentrazioni di sostanze organiche (COD), una frazione delle quali difficilmente biodegradabile, di composti azotati, di sali (in particolare cloruri e solfati) e di solfuri che, se non opportunamente abbattuti, possono dar luogo a notevoli impatti ambientali. In questo articolo viene illustrata l attività sperimentale, condotta presso una conceria del distretto industriale di Solofra (AV), finalizzata alla valutazione della possibilità di riutilizzo delle acque reflue depurate all interno del ciclo di produzione, favorendo, in questo modo, una minore captazione di acqua dalla falda acquifera. La sperimentazione, su scala pilota, ha previsto il ricorso ad un tradizionale impianto biologico a fanghi attivi, quale pre-trattamento del refluo, seguito da un trattamento chimico-fisico di rifinitura con l aggiunta di un polielettrolita e dall osmosi inversa con membrane piane. Buoni risultati si sono ottenuti per ciò che riguarda la rimozione del COD da parte del biologico a fanghi attivi, pur restando un aliquota biorefrattaria di COD successivamente rimossa con l osmosi inversa. In definitiva, nelle specifiche condizione di utilizzo, il sistema a membrane, abbinato ad un pretrattamento biologico, è apparso ampiamente giustificabile ai fini del recupero e del reimpiego di acque reflue all interno del ciclo produttivo conciario. TREATMENT OF TANNERY WASTEWATER BY COMBI- NATION OF CONVENTIONAL ACTIVATED SLUDGE PROCESS AND REVERSE OSMOSIS WITH PLANE MEMBRANE Summary Tannery wastewater contains high concentrations of organic matter (COD) with a significant percentage of refractory organic compounds, ammonium substances, salts (i.e. chloride and sulphate) and sulphur. Contaminants have to be removed in order to avoid the production of significant environmental impacts. This paper presents the results obtained with a pilot scale research developed in the tannery district of Solofra, in Southern Italy. The research was aimed at evaluating the reuse of wastewater produced in the retanning process. The treatment process consisted in a biological treatment, as pre-treatment, followed by a physic-chemical process (with polymer as coagulant) and reverse osmosis with plane membrane. The biological pre-treatment was able to remove around 67% of COD, while the membrane system completed the purification process with the removal of refractory organic compounds (chloride and sulphate). In the performed activity, the combination of a biological pre-treatment with a plane membrane system showed satisfactory results in terms of wastewater recovery and reuse in the tannery production cycle. * Maurizio Galasso*, Bierrechimica S.r.l. Via Canfora, 59/ , Fisicano (SA) Tel , Fax , info@bierrechimica.it. ** Sabino De Gisi, Giovanni De Feo; DICIV, Dipartimento di Ingegneria Civile, Università degli Studi di Salerno Via Ponte don Melillo, Fisciano (SA) Tel , Fax , sdegisi@unisa.it, g.defeo@unisa.it. IA Ingegneria Ambientale vol. XXXVII n. 9 settembre 2008 Parole chiave: riutilizzo delle acque reflue, reflui conciari, fanghi attivi, osmosi inversa. Keywords: wastewater reuse, tannery wastewater, activated sludge, reverse osmosis. INTRODUZIONE Il distretto industriale conciario campano comprende i comuni di Solofra e di Montoro Superiore, entrambi in provincia di Avellino. La presenza delle concerie in questo territorio era già importante all inizio del secolo scorso, ma il forte sviluppo si è avuto nel dopoguerra, privilegiando, purtroppo, la fase di produzione a discapito dell ambiente. Per far fronte alla domanda di disinquinamento delle acque sono stati realizzati, nell ambito del progetto speciale CASMEZ PS3 (Galasso et al., 2006), gli impianti di depurazione di Solofra (AV) e di Mercato San Severino (SA), rispettivamente di pre-trattamento (chimico-fisico e biologico) e di trattamento finale. La politica ambientale adottata con il progetto PS3, come ben noto, è stata incentrata sulla realizzazione di strutture centralizzate di depurazione, con la conseguente riduzione del trattamento depurativo a livello aziendale. La gestione degli impianti di Solofra e di Mercato San Severino consente la depurazione dei reflui dell area industriale considerata, determinando una considerevole riduzione dell impatto ambientale indotto dagli scarichi (Galasso et al., 2006). Con il passare del tempo, le più grandi concerie del distretto di Solofra si sono dotate di propri impianti di depurazione in grado di trattare la maggior parte dei loro reflui, rendendosi in questo modo più indipendenti dal Consorzio Disinquinamento di Solofra (CODISO S.p.A.) e guadagnandone in minori spese della depurazione. Le vicende di questi ultimi anni, relative alla difficoltà di ricarica delle falde acquifere in provincia di Avellino, hanno suggerito alle unità governative locali (l Autorità di Bacino, la Prefettura, ecc.) di sollecitare una razionalizzazione della gestione delle risorse idriche che, per le industrie conciarie, rappresentano una materia prima fondamentale. In questa ottica, l obiettivo che si intende perseguire con il seguente lavoro è quello di valutare la possibilità di riutilizzo (a costi sopportabili) del refluo conciario depurato a livello aziendale, con la conseguenza di ridurre la captazione dell acqua di falda. La ricerca svolta presso una conceria del distretto industriale di Solofra (con circa addetti), in definitiva, è stata finalizzata alla valutazione dell efficacia depurativa del trattamento proposto (biologico a fanghi attivi e osmosi inversa con membrane piane) e della formulazione di alcune valutazioni economiche circa la sua applicabilità su scala industriale. Il refluo conciario da depurare, come ben noto, siccome è generato da un processo di lavorazione delle pelli sia al vegetale (concia al 416

2 vegetale) sia al cromo, contiene composti come i tannini sintetici, gli aromatici solfonati, gli azocomposti solfonati, tutti caratterizzati da un comportamento biorefrattario (Reemtsma et al., 1997; Reemtsma et al., 2002). I tannini sintetici, in particolare, sfuggono al trattamento primario e secondario nei depuratori (Seo et al., 1997) e risultano inibenti a vario livello per i microrganismi (Kennedy et al., 2004) anche se la forza dell inibizione dipende da numerosi fattori quali le dimensioni della molecola, la solubilità in acqua e la natura dei gruppi funzionali (Kennedy et al., 2004). A causa dell elevata concentrazione dei sali presenti nel refluo da trattare (derivante dalle prime fasi del ciclo di produzione industriale piklaggio e riconcia) si rende indispensabile (al fine del riutilizzo) il ricorso al processo di osmosi inversa (Fababuj-Roger et al., 2007). Inoltre, l elevato contenuto di sostanza organica richiede uno spinto pre-trattamento prima del processo ad osmosi inversa (Fababuj-Roger et al., 2007). In accordo con i risultati delle sperimentazioni MBR (Membrane Bio Reactor) effettuate nell impianto di depurazione centralizzato di San Miniato (Lubello et al., 2006; Munz et al., 2007), nel distretto conciario di Santa Croce sull Arno (Toscana, Italia), si è preferito eliminare il chimico-fisico di monte e di mandare il refluo direttamente nel biologico a fanghi attivi, avendone preventivamente controllato il ph. In questo modo si è sperimentata l efficacia depurativa del biologico a fanghi attivi (fatto funzionare con un basso fattore di carico organico) quale pre-trattamento al processo di osmosi inversa. Una siffatta scelta dello schema depurativo adottato, si spiega anche con la disponibilità in azienda di volumetrie tali da consentire la realizzazione di un biologico a fanghi attivi con un basso fattore di carico organico (equivalente, nel caso specifico, ad un tempo di contatto di circa 30 ore). Lo schema di processo adottato prevede una grigliatura grossolana e fine, un omogeneizzazione del refluo influente, una correzione del ph con soda (il refluo influente presenta un ph acido), un biologico a fanghi attivi con un tempo di detenzione di almeno 30 ore, una sedimentazione secondaria coadiuvata dall aggiunta di un polielettrolita, una filtrazione su sabbia e un processo ad osmosi inversa con membrane piane (cfr. Fig.1). È evidente come lo schema depurativo considerato sia differente da quello tradizionalmente utilizzato e che prevede essenzialmente un pre-trattamento chimico-fisico di monte (molto dispendioso economicamente) ed un biologico a fanghi attivi completamente miscelato con un basso fattore di carico organico (Farabegoli et al., 2004). Con lo schema di processo adottato, il biologico a fanghi attivi assume il compito di rimuovere quanto più possibile il contenuto di sostanza organica presente nel refluo, mentre la rimozione dei composti dell azoto è affidata al processo di osmosi inversa. Infatti, come è ben noto, alcune sostanze presenti nel refluo conciario (ad esempio il cromo totale) possono esercitare un effetto inibitorio nei confronti delle reazioni di denitrificazione e nitrificazione e come tale effetto si concretizza nel momento del superamento di una precisa soglia di concentrazione che, nel caso del cromo totale è di 120 mg/l (Farabegoli et al., 2004). Nel caso specifico, il refluo conciario oggetto di studio, ha una concentrazione del cromo totale superiore a 120 mg/l. 2. MATERIALI E METODI 2.1 Descrizione degli impianti pilota utilizzati L impianto pilota utilizzato per il processo biologico è stato installato presso l area di sedime del vecchio depuratore del- Fig. 1 Lo schema di processo adottato nel corso della sperimentazione 417

3 l industria conciaria oggetto di studio (Fig. 2) e prevede un funzionamento in discontinuo, come meglio specificato in seguito. Esso è costituito da un unico reattore di 0,78 m 3 ed è dotato di un sistema con diffusori tubolari a bolle fini per l insufflazione dell aria. L impianto, inoltre, è dotato di una pompa per l alimentazione del reattore biologico e di uno stramazzo che consente al refluo trattato di poter uscire, depositandosi nel recipiente di uscita. Il ricircolo del fango è stato simulato con l aggiunta nel reattore, ad inizio di ogni prova, di un quantitativo noto di fango biologico decantato nel corso della prova precedente. Per ciò che riguarda l osmosi inversa, invece, gli esperimenti sono stati condotti sull impianto pilota RO 120 visibile in Figura 3. L impianto in oggetto utilizza moduli DT (Disc Tube Module) in poliammide e l area complessiva delle membrane è di 7,5 m Le fasi della sperimentazione L attività di ricerca è stata condotta nelle seguenti fasi successive: caratterizzazione del refluo influente, avvio del biologico a fanghi attivi, conduzione della fase stazionaria del biologico a fanghi attivi e conduzione delle prove con l osmosi inversa. Durante la fase di avviamento del biologico sono stati utilizzati come inoculo sia fanghi secondari esogeni, provenienti da impianti di depurazione del polo conciario di Solofra, sia batteri selezionati. Inoltre, sono stati utilizzati nutrienti e carboni attivi in polvere per il controllo delle schiume biologiche generate nel reattore. La terza fase ha previsto il monitoraggio del biologico a fanghi attivi mediante la misura dei principali parametri di controllo del processo biologico e il controllo delle schiume mediante l aggiunta di nutrienti e di carboni attivi in polvere. Nella quarta ed ultima fase, infine, il refluo in uscita dal biologico a fanghi attivi è stato trattato con un filtro a tela e successivamente utilizzato per la prova ad osmosi inversa. Fig. 2 L impianto pilota a fanghi attivi 2.3 Metodiche analitiche e caratterizzazione del refluo influente Il refluo in ingresso al trattamento biologico proviene dalla vasca di omogeneizzazione presente nel vecchio depuratore della conceria oggetto di studio. Prima del trattamento biologico, il refluo è stato pre-trattato con una grigliatura grossolana e fine, omogeneizzato in una vasca di equalizzazione ed infine corretto nel ph mediante l aggiunta di soda. La caratterizzazione chimico-fisica del refluo influente è stata effettuata nel rispetto degli Standard Methods (Standard Methods, 1995) ed è visibile in Tabella 1. Inoltre, si può osservare, come il refluo sia caratterizzato da una forte variabilità nel carico organico e nel contenuto salino (Tab. 1), tipica delle produzioni conciarie di bassa-media grandezza. 2.4 La campagna di monitoraggio del biologico a fanghi attivi Fig. 3 L impianto pilota ad osmosi inversa La fase di avvio del biologico a fanghi attivi è stata caratterizzata dall utilizzo di fanghi esogeni e batteri selezionati, determinando l inoculo della flora microbica sospesa. La fase di regime, invece, ha previsto l aggiunta nel reattore biologico sia dei nutrienti sia dei fanghi attivi biologici prodotti dalla prova precedente. Il monitoraggio del processo biologico è stato condotto attraverso misure in situ mediante una sonda multiparametrica (ph, ossigeno disciolto, conducibilità e temperatura) e mediante il prelievo di campioni e le successive analisi di laboratorio per la determinazione dei parametri indicati in Tabella 2 con riferimento all influente, al reattore aerobico e all effluente. 418

4 Tab. 1 Caratterizzazione del refluo influente Parametro Unità di misura Intervallo COD mg/l mg/l mg/l mg/l assenti Conducibilità s/cm Cloruri mg/l Solfati mg/l T.N.I. mg/l Durezza tot F SST mg/l ph mg/l 2,5 5,5 Solfuri mg/l 2 Cromo mg/l 120 Tab. 2 I parametri monitorati nel corso del trattamento biologico a fanghi attivi Parametro misurato Influente Reattore aerobico Effluente COD * * * * * * * * Conducibilità * * * Cloruri * * Solfati * * T.N.I. * * SST * * * SSVMA * ph * * * DO * * Temperatura * * 2.5 Condizioni operative del processo biologico La sperimentazione è stata condotta mediante una serie di prove in modalità batch. L impianto pilota è costituito dal serbatoio di alimentazione, dal reattore aerato e dal serbatoio di uscita del refluo. La singola prova a fanghi attivi ha previsto l alimentazione del reattore mediante una pompa che lavora in aspirazione (avendo fissato il valore della portata in base al tempo di detenzione idraulico voluto), la degradazione del refluo da parte della flora microbica sospesa (tenuto sotto aerazione e completamente miscelato) e, infine, l uscita del refluo dal reattore mediante uno stramazzo posto nello stesso. La singola prova aveva termine nel momento in cui il refluo contenuto nel serbatoio di alimentazione si esauriva. Il ricircolo del fango biologico è stato effettuato prelevando un quantitativo noto di fanghi prodotti nella prova precedente e aggiungendolo nel reattore, insieme a batteri selezionati, prima dell inizio della prova. Durante l intero periodo della sperimentazione, la biomassa è stata tenuta in condizioni aerobiche. La portata di alimentazione è stata fissata in 26 L/h, corrispondenti ad un tempo di detenzione idraulica (HRT) di 30 ore. La concentrazione di ossigeno disciolto è stata impostata intorno a 5 mg/l (malgrado il suo variare in base alla temperatura nel refluo ed al fattore di carico organico del reattore), mentre la concentrazione dei microrganismi aerobici nella miscela areata è stata mantenuta intorno a 8000 mg SSVMA /L. La ricerca è stata condotta nei mesi caldi. In ogni caso, le variazioni di temperatura nel refluo sono risultate abbastanza contenute (24-27 C). Il refluo in uscita dal reattore è stato sottoposto ad una prova di sedimentazione, della durata di 2 ore, determinando la misura del volume del fango e la caratterizzazione chimica del surnatante e del fango biologico (contenuto di secco). 2.6 Condizioni operative dell osmosi inversa Il refluo, una volta raccolto a valle del chimico-fisico secondario e preventivamente trattato con un filtro a tela, è stato sottoposto alle diverse prove ad osmosi inversa. Le prove sono state condotte con tre differenti valori di pressione di transmembrana (TMP), rispettivamente di 80, 85 e 90 bar, un flusso di alimentazione di 950 L/h, una temperatura di 25 C ed un ph di 7,50. I flussi di permeato e di concentrato ottenuti sono stati raccolti in appositi campionatori, mentre nel corso della prova è stata monitorata periodicamente la portata di permeato prodotta. I campioni di permeato e di concentrato sono stati analizzati in laboratorio, appena conclusa la prova. 3. RISULTATI E DISCUSSIONE 3.1 Il rendimento del biologico a fanghi attivi In questo paragrafo sono riportati i risultati del trattamento biologico a fanghi attivi con riferimento alla fase di regime. In corrispondenza di ogni prova sono riportati i valori dei seguenti parametri: COD influente (CODin), rimozione percentuale del COD tal quale (%COD), CODrimosso, il fattore di carico organico del biologico riferito al COD, il tempo di detenzione idraulica (HRT), la conducibilità, la temperatura, la concentrazione di ossigeno disciolto ed il ph. La portata di alimentazione del reattore biologico è stata fissata in 26 L/h, assicurando con la volumetria disponibile di 780 L, un valore di HRT pari a 30 ore. Dall analisi dei risultati di Tabella 3, si deduce che il refluo in uscita dal trattamento biologico investigato ha una concentrazione media del COD tal quale di 1819 mg/l. I dati di Figura 5 evidenziano come la rimozione percentuale del COD tal quale è stata del 67% mentre dalla Figura 6 si osserva un indipendenza del valore della rimozione percentuale del COD tal quale dal valore del COD in ingresso nel reattore biologico. In Tabella 3 sono state riportate le rimozioni percentuali del solo COD tal quale, omettendo quelle dei composti dell azoto (azoto organico, azoto ammoniacale, azoto nitroso, azoto nitrico). Infatti, dai dati della sperimentazione si è osservata 419

5 Fig. 4 COD nell influente e COD in uscita dal biologico a fanghi attivi Fig. 6 Andamento della rimozione percentuale del COD dal COD in ingresso nel reattore biologico Fig. 5 Andamento del COD rimosso dal COD in ingresso nel reattore biologico una scarsa rimozione dell azoto ammoniacale e dell azoto nitroso, principalmente dovuta al contenuto di cromo totale nel refluo influente maggiore di 120 mg/l (Farabegoli et al., 2004). Le Figure 7 e 8, infine, evidenziano l andamento della concentrazione di ossigeno disciolto misurata nel reattore, al variare del fattore di carico organico riferito al COD ed alla temperatura nel refluo. 3.2 I risultati dell osmosi inversa con membrane piane In Tabella 4 sono riportati i risultati delle prove ad osmosi inversa con l utilizzo di membrane piane, eseguite su un refluo in alimento all impianto pilota RO 120 (cfr. Fig. 3). Come ci si aspettava, si è osservato una rimozione percentuale di tutti i parametri considerati molto elevata e tale da consentire il riutilizzo del permeato nel ciclo di produzione aziendale. La rimozione percentuale del COD (solubile) per la TMP di 90 bar è stata del 97,4%; la rimozione dei composti dell azoto (non sufficientemente abbattuti dal biologico a fanghi attivi) è stata di 96,1% per l azoto ammoniacale e di 98,5% per l azoto nitroso. Per ciò che riguarda i sali, invece, si sono ottenute rimozioni del 98,8% per i cloruri e del 99,8% per i solfati. Ai fini del riutilizzo nel ciclo di produzione aziendale è di grande importanza anche il valore assunto dalla durezza totale. Un permeato duro, infatti, può creare problemi di incrostature nelle tubazioni e nelle apparecchiature (ad esempio le caldaie) presenti in conceria. Per le tre prove eseguite con 3 differenti valori della pressione di transmembrana si è osservato, come prevedibile, un permeato con una durezza quasi nulla (Tab. 4) tanto da poter essere direttamente riutilizzato nella produzione di vapore. Per ciò che riguarda le caratteristiche chimiche del concentrato, i risultati di Tabella 4 evidenziano come i valori ottenuti consentono lo scarico dello stesso concentrato nella rete fognaria industriale del CODISO S.p.A., nel rispetto dei valori ammissibili stabiliti per legge. Dall analisi della Figura 9, si evince come il regime stazionario del flusso di permeato si è raggiunto dopo circa 20 minuti per ognuno dei tre esperimenti effettuati. Sempre dalla Figura 9, inoltre, si può osservare come, per una pressione di transmembrana di 90 bar, il valore del flusso di permeato specifico è risultato di circa 94 L/hm 2. La percentuale di permeato (valutata come rapporto tra la portata di permeato a fine prova e la portata di alimentazione del sistema RO in oggetto) per le pressioni di transmembrana di 80, 85 e 90 bar, sono risultate rispettivamente pari a 61,0%, 70,3% e 74,7%. Sebbene le prove in oggetto abbiano evidenziato risultati soddisfacenti in termini di caratteristiche chimiche dei permeati prodotti per i tre valori di pressione considerati (TMP), occorre eseguire altri esperimenti, di durata maggiore, finalizzati alla stima della vita utile delle membrane investigate. 3.3 L applicabilità economica del trattamento Gli impianti a membrana hanno sempre avuto due tipi di limitazioni, dal punto di vista tecnico-economico, legate alla loro effettiva applicabilità. In primo luogo, infatti, bisogna considerare la durata delle membrane ed il loro costo di sostituzione. In secondo luogo, 420

6 Tab. 3 Risultati del biologico a fanghi attivi Prova COD in %COD [%] COD rimosso Fc [kg COD/ kg SSVMA d] HRT[h] Conducibilità [μs/cm] T[ C] DO ph Q alim [L/h] , ,0 0, ,3 4,87 8, , ,2 0, ,0 4,73 8, , ,6 0, ,0 4,71 8, , ,6 0, ,1 4,71 8, , ,4 0, ,1 4,70 8, , ,4 0, ,2 4,67 8, , ,6 0, ,2 4,65 8, , ,0 0, ,2 4,32 8, , ,6 0, ,5 4,03 8, , ,3 0, ,5 4,02 8, , ,3 0, ,6 4,00 8, , ,2 0, ,8 3,98 8, , ,5 0, ,2 4,69 8, , ,2 0, ,2 4,68 8, , ,8 0, ,4 4,05 8, , ,0 0, ,1 4,70 8, , ,0 0, ,1 4,70 8, , ,0 0, ,3 4,21 8, , ,0 0, ,0 4,48 8, , ,5 0, ,1 4,40 8, , ,2 0, ,2 4,31 8, , ,9 0, ,8 4,80 8, , ,3 0, ,3 4,53 8, , ,3 0, ,3 4,05 8, , ,4 0, ,3 4,18 8, , ,4 0, ,2 4,32 8, , ,0 0, ,4 4,05 8, , ,0 0, ,4 4,04 8, , ,8 0, ,3 4,10 8, , ,0 0, ,2 4,31 8, , ,9 0, ,3 4,61 8, , ,0 0, ,3 4,30 8, , ,3 0, ,2 4,33 8,07 26 Media 5538,2 66,9 3719,2 0,6 30,0 8617,2 25,8 4,4 8,3 26,0 Dev. St. 1243,6 4,7 921,0 0,1 0,0 1003,2 0,7 0,3 0,2 0,0 inoltre, pesa molto la quantità e la qualità del concentrato da smaltire. Per il primo aspetto, i progressi compiuti nella realizzazione delle membrane hanno reso queste ultime non solo più economiche del passato ma anche di maggiore durata. Attualmente una membrana viene garantita per almeno tre anni se correttamente utilizzata. Nel caso di acque non particolarmente problematiche, inoltre, si registrano durate di 4-5 anni senza particolari problemi. Per il secondo aspetto è chiaro che il costo di trattamento e smaltimento del concentrato condiziona tutta la operatività del sistema. Nel caso specifico, il concentrato ottenuto ha mostrato valori ampiamente contenuti rispetto ai limiti di accettabilità dei reflui in fognatura industriale e sono risultati addirittura inferiori a quelli del liquame di partenza non trattato (ad eccezione di cloruri e solfati). 421

7 Tab. 4 Caratterizzazione chimica dell alimento e dei permeati negli esperimenti RO Campione COD solubile Conducibilità [ms/cm] Cloruri Solfati T.N.I. Durezza tot [ F] SST ph Alimento 1174,0 86,3 221, ,0 1917,0 1166,0 9,15 50, ,14 Permeato 80 bar 40,2 3,4 5,1 0 66,0 37,9 3,0 0,25 0,9 0 7,05 Permeato 85 bar 35,0 3,5 4,1 0 53,5 30,5 1,4 0,18 0,7 0 7,01 Permeato 90 bar 30,8 3,3 3,2 0 41,9 23,0 1,2 0,16 0,6 0 6,88 Concentrato 80 bar 2227,0 128,4 419, ,1 3636,5 2211,9 15,05 0,0 0 8,16 Concentrato 85 bar 2783,8 157,9 467, ,0 4240,0 2646,2 37,50 0,0 0 8,21 Concentrato 90 bar 3028,8 169,6 474, ,0 4856,0 2748,4 38,75 0,0 0 8,23 Fig. 7 Andamento della concentrazione di ossigeno disciolto nel reattore al variare del fattore di carico organico riferito al COD Fig. 8 Andamento della concentrazione di ossigeno disciolto al variare della temperatura del refluo nel reattore In queste condizioni il sistema a membrane, abbinato ad un pretrattamento biologico, appare ampiamente giustificabile in sede di recupero e reimpiego di acque reflue nel ciclo produttivo. 4. CONCLUSIONI Il principale scopo dell attività sperimentale condotta a scala pilota è stato quello di verificare la fattibilità tecnica e del riutilizzo delle depurate nel ciclo di produzione aziendale, con l obiettivo di ridurre la captazione dell acqua di falda. Lo schema di processo investigato ha previsto l utilizzo di un processo biologico a fanghi attivi quale pre-trattamento ad un sistema ad osmosi inversa, verificando, appunto, l efficacia depurativa della sostanza organica presente in concentrazioni elevate nel refluo da depurare ( mg/l di COD tal quale). Il ricorso all osmosi inversa con l utilizzo di membrane piane si è reso indispensabile a causa dell elevato contenuto salino del refluo conciario, prodotto da un processo di lavorazione delle pelli sia al vegetale sia al cromo. Nel corso della sperimentazione si è osservata una buona capacità di pre-trattamento da parte dell unità a fanghi attivi, con una rimozione percentuale del COD tal quale del 67%. Il tempo di detenzione idraulica nella vasca di aerazione è stato di 30 ore mentre il contenuto dell ossigeno disciolto di circa 5 mg/l. L elevata concentrazione di cromo totale, superiore a 120 mg/l, non ha consentito lo sviluppo delle reazioni di nitrificazione, affidando all osmosi inversa il compito della rimozione dei composti dell azoto. Inoltre, la parte biorefrattaria del COD tal quale a valle del biologico a fanghi attivi è risultata mediamente pari a 1819 mg/l. La sua rimozione, come per i composti dell azoto, è stata affidata all osmosi inversa. Come ci si aspettava, la qualità del permeato a valle dell osmosi inversa con membrane piane è risultata tale da ritenere fattibile il suo riutilizzo nel ciclo di produzione conciaria, riducendo in tal modo il prelievo di acqua dalla falda profonda. Per ciò che riguarda il concentrato, i risultati ottenuti hanno evidenziato la fattibilità del suo smaltimento nel sistema fognario del medesimo distretto industriale di produzione. I valori dei parametri allo scarico, infatti, sono risultati inferiori ai limiti ammissibili previsti dalla legge. Sebbene i risultati ottenuti siano più che soddisfacenti, si rileva la necessità di effettuare uno studio più lungo finalizzato alla determinazione della vita utile delle membrane utilizzate. In definitiva, nelle specifiche condizione di utilizzo, il sistema a membrane, 422

8 di Firenze Dipartimento di Ingegneria Civile e Cuoiodepur S.p.A. Terza relazione anno (Ricerche e Sviluppo Ricerche). [9] Farabegoli G., Carucci A., Majone M., Rolle E., Biological treatment of tannery wastewater in the presence of chromium, Journal of Environmental Management, 71 (2004) , [10] Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19 th ed., American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, Washington DC, Fig. 9 Andamento del flusso di permeato nel corso delle prove al variare della pressione di transmembrana abbinato ad un pretrattamento biologico, è apparso ampiamente giustificabile ai fini del recupero e del reimpiego di acque reflue all interno del ciclo produttivo conciario. BIBLIOGRAFIA [1] Galasso M., Raimo A., L impianto di depurazione di Solofra Evoluzione e problematiche gestionali, Ingegneria Ambientale, volume XXXV n.12 dicembre [2] Reemtsma T., Jekel M., Dissolved organics in tannery wastewater and their alteration by a combined anaerobic and aerobic treatment, Water Res., 31 (5) , [3] Reemtsma T., Zywicki B., Stueber M., Kloepfer A., Jekel M., Removal of sulfur-organic polar micropollutants in a membrane bioreactor treating industrial wastewater, Environ.Sci.Technol, 36 (5) , [4] Seo G.T., Ohgaki S., Suzuki Y., Sorption characteristics of biological powdered activated carbon in bpac-mf (biological powdered activated carbon-microfiltration) system for refractory organic removal, Water Sci. Technol, 35 (7) , [5] Kennedy L.J., Mohan Das K., Sekan G., Integrated biological and catalytic oxidation of organics/inorganics in tannery wastewater by rice husk based mesoporous activated carbon- Bacillus sp., Carbon, 42 (12-13) , [6] Fababuj-Roger M., Mendoza-Roca J.A., Galiana-Aleixandre M.V., Bes-Pià A., Cuartas-Uribe B., Iborra-Clar A., Ruese of tannery wastewater by combination of ultrafiltration and reverse osmosis after a conventional physical-chemical treatment, Desalination, 204 (2007) , [7] Munz G., Gori R., Mori G., Lubello C., Powdered activated carbon and membrane bioreactors (MBR-PAC) for tannery wastewater treatment: long term effect on biological and filtration process performances, Desalination, 207 (2007) , [8] Lubello C., Gori R., Munz G., Indagini sperimentali per la valutazione di tecnologie innovative per il trattamento dei reflui conciari Risultati della convenzione di ricerca tra Università CURRICULA Maurizio Galasso Nato ad Avellino il 19/4/1953, si è laureato in Chimica ad indirizzo organico-biologico nel 1977 presso l Università degli studi di Napoli ed abilitato alla professione presso la stessa Università nel Iscritto all Albo regionale dell Ordine dei Chimici dal 1977 per tre anni è stato anche componente del Consiglio direttivo. Nel 1979 ricercatore presso l Università di Napoli nell ambito del Progetto finalizzato del CNR Oceanografia e fondi marini-sottoprogetto inquinamento del Golfo di Napoli e docente di Impianti Chimici Industriali presso gi Istituti Professionali di Stato. Dal 1980 assistente di ruolo presso il Laboratorio di Igiene e Profilassi di Avellino (oggi Arpac). Dal 1983 Responsabile del Servizio Chimico Ambientale del Consorzio Interprovinciale dell Alto Calore, dopo aver superato concorso pubblico, e come tale responsabile dei controlli, della sicurezza igienica e della disinfezione dell acquedotto, nonché del controllo e della gestione degli impianti di depurazione. Componente alla costituzione del CODISO (Consorzio Disinquinamento Solofra) del primo comitato tecnico-scientifico per la gestione del depuratore centralizzato per ed attualmente consulente della Codiso Spa. Dal marzo 2006 Direttore Tecnico della soc. Bierrechimica S.r.l. di Fisciano (SA). Sabino De Gisi Ingegnere ambientale, attualmente è dottorando di ricerca in Ingegneria Civile per l Ambiente e il Territorio presso la facoltà di Ingegneria dell Università degli Studi di Salerno, interessandosi della definizione di linee guida per la localizzazione degli impianti di trattamento e smaltimento dei rifiuti solidi urbani. Ha svolto presso aziende private attività di ricerca sui trattamenti chimico-fisici e sui trattamenti avanzati per la depurazione ed il riutilizzo nel ciclo di produzione aziendale dei reflui industriali, con particolare riferimento ai reflui conciari. È autore di pubblicazioni nel settore s.d. dell Ingegneria Sanitaria Ambientale su riviste nazionali ed internazionali. Giovanni De Feo Professore aggregato di Ingegneria Sanitaria Ambientale, Docente di Fenomeni di Inquinamento e controllo della qualità ambientale e Sistemi di Gestione Ambientale presso la Facoltà di Ingegneria dell Università degli Studi di Salerno, componente del Collegio Docenti del Dottorato di Ricerca in Ingegneria Civile per l Ambiente e il Territorio. Relatore, correlatore e tutor in più di 150 tesi di laurea, è Coordinatore della Commissione Tirocini dell Area Didattica di Ingegneria Civile e Ambientale (ADICA). Le sue attività di ricerca fanno riferimento alla gestione dei rifiuti solidi insieme alla depurazione delle acque reflue. Svolge attività di referee per le riviste internazionali Waste Management Journal, Desalination, Journal of Hazardous Materials e Journal of Environmental Management. Ha partecipato nella qualità di relatore e chairman a diversi Seminari, Convegni, Master e Corsi di aggiornamento. È autore e coautore di circa cinquanta pubblicazioni nel settore s. d. dell Ingegneria Sanitaria Ambientale su capitoli di libri e su riviste ed atti di convegni nazionali ed internazionali. 423