Trattamento e riutilizzo sostenibili delle acque reflue per le operazioni di riciclaggio della plastica: applicazione e risultati.

Introduzione

Il riciclo delle plastiche post-consumo e post-industriali svolge un ruolo vitale nel Economia circolareTuttavia, uno degli aspetti più impegnativi delle operazioni di riciclaggio della plastica è la gestione delle acque reflue generate durante i processi di frantumazione e lavaggio. Questo effluente viene prodotto in grandi volumi e contiene elevate concentrazioni di solidi sospesi, tra cui materiali inorganici pesanti (come sabbia e detriti) e particelle organiche più leggere (come particelle fini e detriti di plastica). La torbidità è in genere molto elevata e il pH può variare significativamente a seconda del materiale di partenza.

Data la crescente pressione per conservare le risorse idriche e minimizzare l'impatto ambientale, il trattamento di queste acque reflue per il riutilizzo diretto nel processo produttivo è diventato l'approccio preferito per gli impianti di riciclaggio lungimiranti. Questo articolo presenta una soluzione di trattamento collaudata ed efficiente dal punto di vista energetico che consente il ciclo chiuso Riciclo dell'acqua riducendo al contempo i costi di smaltimento dei rifiuti.

Caratteristiche delle acque reflue

Le acque reflue non trattate derivanti dalle operazioni di frantumazione e pulizia della plastica presentano in genere le seguenti caratteristiche:

Parametro	Valore tipico
Portata	20 m³/h
Solidi sospesi (SS)	Fino a 3.000 mg/l
Intervallo di pH	10 – 11 (alcalino)

L'elevata alcalinità e l'altissimo contenuto di solidi rendono queste acque reflue inadatte allo scarico diretto o al riutilizzo senza un adeguato trattamento. Inoltre, la natura eterogenea delle particelle in sospensione, che vanno da sabbia densa a frammenti di plastica galleggianti, richiede un approccio di trattamento a più fasi.

Motivazione della selezione del processo

Dopo aver valutato diverse tecnologie di trattamento, è stato selezionato un processo robusto e compatto per affrontare le sfide specifiche delle acque reflue derivanti dal lavaggio della plastica. La soluzione selezionata combina la separazione fisica e il trattamento chimico nella seguente sequenza:

Vaglio → Reazione chimica → Sedimentazione lamellare → Flottazione → Disidratazione dei fanghi

Tutta l'acqua trattata viene reimmessa nella linea di produzione, ottenendo uno scarico di acque reflue di processo pressoché nullo.

Descrizione dettagliata del processo

1. Equalizzazione e schermatura

Le acque reflue grezze entrano prima in unvasca di equalizzazioneper smorzare le fluttuazioni di flusso e omogeneizzare il carico di solidi. Un vaglio a maglie larghe rimuove i detriti di grandi dimensioni e i frammenti di plastica che potrebbero danneggiare le apparecchiature a valle.

2. Sistema di reazione chimica

L'effluente filtrato scorre quindi in unsistema di reazionedove vengono aggiunte dosi precise di sostanze chimiche. La tipica gamma di prodotti chimici comprende:

• Acido– neutralizzare l'affluente alcalino (da pH 10–11 a pH 7–8)

• Coagulante– per destabilizzare le particelle fini sospese

• Flocculante– per agglomerare le particelle destabilizzate in fiocchi più grandi e sedimentabili

Un dosaggio ottimale dei prodotti chimici è fondamentale per massimizzare l'efficienza di rimozione dei solidi e ridurre al minimo i costi operativi. Il sistema può essere regolato automaticamente in base alle letture in tempo reale della qualità dell'acqua.

3. Chiarificatore a lamelle (sistema di sedimentazione)

Dopo il condizionamento chimico, l'acqua entra in unchiarificatore a lamelleQuesta unità di sedimentazione ad alta efficienza è specificamente progettata per la separazione solido-liquido. Le piastre lamellari inclinate creano un'ampia superficie di sedimentazione efficace in uno spazio compatto, consentendo ai solidi di scivolare lungo le piastre mentre l'acqua chiarificata sale verso l'alto.

Il chiarificatore a lamelle rimuove la maggior parte dei solidi sedimentabili, producendo un effluente molto più pulito, già idoneo a numerose applicazioni di riutilizzo. Il fango di sottoprodotto, contenente solidi concentrati, viene indirizzato al trattamento dei fanghi.

4. Unità di galleggiamento integrata

Per ottenere la lucidatura finale richiesta per il riutilizzo in produzione sensibile, l'effluente del chiarificatore passa attraverso ununità di flottazione integrataQuesto sistema genera microbolle finissime che si attaccano a eventuali residui solidi leggeri, olio o grasso, facendoli galleggiare in superficie per la successiva rimozione tramite scrematura.

5. Sistema di disidratazione dei fanghi – Filtropressa

Il fango raccolto viene prima omogeneizzato in unserbatoio di miscelazionee poi alimentato apressa filtrante. La pressa filtrante applica un'alta pressione per spremere l'acqua dai fanghi, trasformandoli in panetti solidi e asciutti. Risultati prestazionali chiave:

• Contenuto di umidità finale della torta:≤ 60%

• Qualità del filtrato:Chiaro, restituito al responsabile dell'impianto per la rielaborazione

• Vantaggio in termini di smaltimento:I pannelli solidi hanno un volume ridotto, sono facili da trasportare e possono essere smaltiti in discarica o (ove consentito) utilizzati per il recupero energetico.

6. Serbatoio per acqua riciclata

Tutta l'acqua chiarificata e purificata, compreso il filtrato della pressa filtrante, viene raccolta in unserbatoio di acqua riciclataprima di essere ripompata nella linea di lavaggio della plastica. Questo approccio a circuito chiuso riduce drasticamente il consumo di acqua dolce ed elimina la necessità di permessi di scarico.

7. Sistema di controllo automatizzato (PLC)

L'intero processo è gestito da uncontrollore logico programmabile (PLC)Il PLC monitora costantemente le portate, i livelli dei serbatoi, i valori di pH e lo stato delle apparecchiature. Automatizza il dosaggio dei prodotti chimici, i cicli di controlavaggio, lo scarico dei fanghi e il funzionamento della filtropressa. I vantaggi includono:

• Qualità dell'acqua costante senza intervento dell'operatore

• Riduzione del consumo di sostanze chimiche grazie a un dosaggio preciso

• Funzioni di allarme e spegnimento di sicurezza

• Capacità di monitoraggio remoto e registrazione dei dati

Risultati del trattamento

La tabella seguente riassume le prestazioni ottenute con questo sistema di trattamento:

Parametro	Portata (m³/h)	SS (mg/l)	pH	Umidità della torta di fanghi
Acque reflue grezze (in ingresso)	20	3.000	10–11	–
Acqua trattata (Punto di erogazione)	20	≤ 100	7–8	–
Torta di fanghi disidratati	–	–	–	≤ 50%

Questi risultati dimostrano:

• riduzione di oltre il 95%nei solidi sospesi

• Neutralizzazione completa del pHalla gamma ideale per le operazioni di riciclaggio

• Torte di fanghi a basso contenuto di umiditàche riducono al minimo i volumi e i costi di smaltimento

• Scarico di acque reflue senza processoquando tutta l'acqua trattata viene riutilizzata

Vantaggi operativi e ambientali

Implementando questa soluzione di trattamento, gli impianti di riciclaggio della plastica possono ottenere:

• Notevole risparmio idrico– riduzione del consumo di acqua dolce fino al 90-95%

• Tariffe di scarico delle acque reflue più basseo la sua eliminazione

• Riduzione dei costi di smaltimento dei fanghigrazie a un efficiente drenaggio

• Conformità costantecon le normative ambientali

• Funzionamento automatizzato e a basso impiego di manodoperarichiede un'attenzione quotidiana minima

• Ingombro ridottograzie a tecnologie ad alta efficienza (chiarificatore a lamelle, flottazione integrata)

Conclusione

La combinazione di vagliatura, reazione chimica, sedimentazione a lamelle, flottazione e disidratazione mediante filtropressa offre una soluzione robusta ed economicamente vantaggiosa per il trattamento delle acque reflue derivanti dalle operazioni di frantumazione e lavaggio della plastica. Questo processo gestisce con successo elevati carichi di solidi, neutralizza l'affluente alcalino e produce un effluente di alta qualità, idoneo al riutilizzo diretto nella produzione.

Il controllo PLC completamente automatizzato garantisce prestazioni affidabili con un intervento minimo da parte dell'operatore, mentre l'efficiente fase di disidratazione dei fanghi riduce i volumi di rifiuti e i costi di smaltimento. Per gli impianti di riciclaggio della plastica che desiderano ridurre il proprio impatto ambientale e le spese operative, questo sistema di trattamento delle acque a circuito chiuso rappresenta una soluzione collaudata e all'avanguardia.