Eliminazione dell’arsenico nel trattamento delle acque

L’arsenico, un semimetallo velenoso e cancerogeno, è presente nell’ambiente sia per cause naturali che in seguito all’intervento umano. Il pericolo maggiore è rappresentato dall’arsenico disciolto nella nostra acqua potabile. Perciò è indispensabile un efficace “filtro per l’arsenico” per garantire un’erogazione sicura dell’acqua potabile.

Nuovi studi effettuati all’inizio degli anni novanta hanno evidenziato che l’arsenico, oltre ad essere molto velenoso, è già dannoso in concentrazioni molto esigue, poiché ha un effetto cancerogeno. Quindi il valore limite per l’arsenico nell’acqua potabile è stato abbassato a 10 μg/l. A quel tempo per le aziende idriche di piccole e medie dimensioni non esisteva ancora una soluzione tecnica semplice per eliminare in maniera affidabile l’arsenico al fine di rispettare il nuovo valore limite. Per questa ragione all’inizio degli anni novanta è stato sviluppato il granulare di adsorbimento GEH®. L’arsenico di norma è presente nell’acqua disciolto sotto forma di arseniato (AsV) o arsenito (AsIII), ragione per cui un materiale filtrante tradizionale ha un’efficacia limitata. In linea di principio i seguenti processi sono adatti per l’eliminazione dell’arsenico:

Adsorbimento

Con l’adsorbimento l’arsenico si fissa sulla superficie di un mezzo di adsorbimento fisso, o adsorbente. Prima dello sviluppo dei mezzi di adsorbimento a base di ferro, per l’eliminazione dell’arsenico veniva utilizzato soprattutto ossido di alluminio granulare (“activated alumina”). Oggi, in ragione dell’esigua capacità e della pericolosità dell’alluminio disciolto, tutto ciò non ha più alcun ruolo nella pratica.
Gli adsorbenti a base di idrossido ferrico rappresentano lo stato dell’arte nell’eliminazione dell’arsenico per la produzione di acqua potabile. I maggiori vantaggi risiedono nella modalità di funzionamento semplice e sicura dei filtri ad adsorbimento e nell’eliminazione dell’arsenico fino al di sotto del limite di rilevazione. Inoltre, durante il funzionamento, non vengono prodotti flussi di acque reflue o fanghi contaminati. L’eliminazione dell’arsenico con idrossido ferrico granulare avviene in maniera selettiva – in questo modo la composizione naturale dell’acqua resta invariata. Con questo processo vengono eliminati sia l’arseniato che l’arsenito.

Maggiori informazioni su GEH

Pro

  • Facile configurazione dell’impianto con modalità di funzionamento semplice
  • Ottima capacità grazie all’elevata selettività per l’arsenico
  • Elevata disponibilità dell’impianto ed esiguo dispendio in termini di manutenzione
  • Tecnologia consolidata che viene utilizzata presso oltre 2000 sedi in tutto il mondo
  • Semplice smaltimento senza trattamento fanghi

Contra

  • Durata che dipende dalla matrice acqua
  • L’adsorbente deve essere sostituito ad intervalli regolari

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La tua persona di contatto::

M.Sc. Simon Kellmann
Tel. +49 541 1220-09

info@geh-wasserchemie.de

Flocculazione/Filtrazione

Durante il processo di flocculazione di norma vengono utilizzati sali di ferro o di alluminio. Questi vengono aggiunti all’acqua non trattata e separati mediante filtrazione. L’arsenico disciolto si fissa sulla superficie dei fiocchi filtrabili e viene quindi eliminato dall’acqua non trattata. A seconda della concentrazione di arsenico si rende necessaria una certa quantità di flocculante. Questa deve essere determinata mediante analisi regolari. Il fango separato per filtrazione deve essere sottoposto ad un ulteriore trattamento per poi essere infine smaltito in base alle norme locali vigenti (come rifiuto residuo non riciclabile o rifiuto tossico, a seconda del tenore di arsenico). A causa dell’elevato dispendio tecnico questo processo risulta interessante soprattutto per impianti di trattamento di dimensioni molto grandi.

Pro

  • Processo standard del trattamento dell’acqua potabile
  • È possibile eliminare parallelamente varie impurità, ad esempio l’intorbidamento
  • Spese per prodotti chimici relativamente basse

Contra

  • L’efficienza dell’eliminazione di arsenico dipende dal dosaggio del flocculante
  • Necessità di trattare e smaltire i fanghi contenenti arsenico
  • Elevate spese di investimento
  • Tecnologia dell’impianto complessa, necessità di personale esperto
  • Non adatto a impianti di piccole dimensioni

Scambiatori di ioni

Gli scambiatori di ioni, a seconda del tipo di materiale, sono in grado di eliminare gli anioni e i cationi dall’acqua non trattata cedendo nel contempo all’acqua altri ioni con pari carica. Fintantoché l’arsenico è presente nell’acqua sotto forma di arseniato, questo è caricato e, in linea di principio, può essere eliminato dagli scambiatori di ioni. Al contrario non è possibile l’eliminazione dell’arsenito. La selettività per l’arseniato è però esigua, circostanza che nella pratica comporta capacità relativamente basse. Per raggiungere una durata realizzabile si rende necessaria una rigenerazione. Ne risultano soluzioni rigenerate tossiche che necessitano di ulteriore trattamento. Nella pratica tutto ciò rende gli scambiatori di ioni non efficienti per l’eliminazione dell’arsenico.

Pro

  • Possibilità di eliminare parallelamente altri ioni
  • Di norma gli scambiatori di ioni sono rigenerabili
  • Spesso presentano un’elevata cinetica chimica

Contra

  • Esigua selettività per l’arsenico --> elevato influsso di altri ioni come il solfato
  • Non viene eliminato l’arsenito (As(III))
  • Frequenti cicli di rigenerazione a causa dell’esigua capacità
  • La rigenerazione necessita di prodotti chimici e produce soluzioni contenenti arsenico che devono poi essere ulteriormente trattate
  • Elevate spese per il materiale

Processo a membrana

Sfruttando pressioni elevate, i processi a membrana eliminano le sostanze contenute nell’acqua tramite esclusione dimensionale e tramite interazioni con il materiale a membrana. Per eliminare l’arsenico in tutta sicurezza è necessaria un’esigua dimensione dei pori delle membrane della nanofiltrazione oppure l’osmosi inversa. Qui l’arsenico viene trattenuto con altre sostanze presenti nell’acqua che non sono in grado di passare attraverso le membrane per essere poi convogliato in un flusso di acque reflue. In questo processo l’acqua non trattata viene sottoposta a desalificazione completa o parziale. I flussi delle acque reflue con elevato tenore di arsenico vengono infine sottoposti ad un ulteriore trattamento. Attraverso l’eliminazione non selettiva, oltre al tenore di arsenico, viene modificata anche la restante composizione dell’acqua, circostanza che a seconda dell’utilizzo dell’acqua potrebbe risultare auspicabile oppure dannosa.

Pro

  • Tecnologia consolidata nel trattamento delle acque
  • Nessun processo selettivo, anche le altre impurità vengono eliminate
  • Design modulare, facilmente graduabile

Contra

  • Non selettivo, elimina tutte le sostanze contenute nell’acqua --> acqua demineralizzata
  • Di solito si rende necessario un pretrattamento
  • Il flusso concentrato necessita di ulteriore trattamento
  • Elevato fabbisogno di energia
  • Tecnologia dell’impianto dispendiosa con spese di investimento cospicue
  • Il funzionamento richiede personale appositamente addestrato

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Numeri che parlano da soli

170 Mio m³
di acqua trattata ogni anno con GEH®
2900 kg
di arsenico puro eliminato dall’ambiente ogni anno grazie a GEH®
830 t CO₂
risparmiate dal 2013 grazie all’ottimizzazione nella produzione di GEH®
34 %
di maggiore efficienza energetica grazie all’ottimizzazione nella produzione di GEH®
60
paesi che utilizzano GEH®
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