Domande sull’ozono

Domande sull’ozonizzazione

L’art. 6 LPAc sancisce il principio del divieto di inquinamento in Svizzera. È quindi vietato introdurre nelle acque sostanze che potrebbero inquinarle. Ciò vale a prescindere dai possibili valori limite previsti dalla legislazione sulle derrate alimentari (ad es. l’ordinanza del DFI sull’acqua potabile e sull’acqua per piscine e docce accessibili al pubblico, OPPD). Per il bromato, ad esempio, si applica il valore limite per l’acqua potabile di 10 µg/L, poiché il bromato ha un potenziale effetto cancerogeno. Il bromato si forma nell’ozonizzazione dal bromuro e non è più degradabile nell’ambiente in condizioni aerobiche. La quantità di bromato che si forma nell’ozonizzazione dipende principalmente da due fattori: la concentrazione di bromuro e la dose di ozono. Il bromato si forma sempre per ossidazione con l’ozono – se il bromuro è presente nell’acqua di scarico – ma la formazione di bromato con le «normali» dosi di ozono nella depurazione dell’acqua di scarico urbana (0,6 – 0,8 g di ozono / g DOC) è significativa solo con concentrazioni di bromuro superiori a 100 µg/L. È noto che le concentrazioni in entrata, principalmente nelle acque di scarico comunali, contengono di solito valori ben al di sotto di 100 µg/L. Solo nel caso di scarichi speciali, quali ad esempio impianti di incenerimento dei rifiuti con depurazione dei fumi umidi, industria chimica, discariche, inceneritori di rifiuti speciali, ecc. la concentrazione di bromuro può essere nettamente più elevata.

Ai fini di una corretta e adeguata pianificazione ai sensi dell’art. 63 LPAc è quindi essenziale garantire che vengano potenziati con ozonizzazione solo gli impianti di depurazione nei quali la formazione di bromato è minima. Ad esempio, la minimizzazione mirata dell’immissione di bromuro nel bacino di utenza – attraverso misure alla fonte – si è dimostrata una misura molto efficace per ridurre la formazione indesiderata di bromato. Tuttavia, in questa sede va anche menzionato che, in casi non chiari, sarebbe opportuno prendere in considerazione il trattamento con carbone attivo. Laddove le misure alla fonte o il trattamento con carbone attivo non sono possibili, un’altra alternativa viene offerta dalla combinazione di ozono con carbone attivo, dove l’ozonizzazione viene effettuata con dosi di ozono significativamente più basse (e non problematiche per quanto riguarda la formazione di bromato).

Nella maggior parte degli IDA in Svizzera l’ozonizzazione può essere decisamente realizzata con la coscienza pulita. Si tratta di IDA con un bacino di utenza in gran parte comunale. Il trattamento con l’ozono ha molti effetti positivi sulla qualità dell’acqua di scarico depurata (riduzione dei microinquinanti e degli effetti ecotossicologici, igienizzazione, decolorazione). Può essere possibile anche realizzare un sistema di ozonizzazione negli IDA con una certa percentuale di scarichi industriali. In linea di principio, tuttavia, le condizioni al contorno devono essere accuratamente chiarite in ogni singolo caso. A tal fine, nell’ambito del progetto di massima si deve applicare prioritariamente la raccomandazione del VSA «Accertamento dell’idoneità del processo di ozonizzazione», nel quale, tra le altre cose, si esamina la formazione di prodotti di trasformazione noti e problematici, quali il bromato e le nitrosammine. Inoltre, si raccomandano accertamenti ecotossicologici. A differenza delle singole misurazioni chimiche, essi registrano gli effetti cumulativi di possibili prodotti di trasformazione problematici sconosciuti. È inoltre importante tenere d’occhio l’ulteriore sviluppo del bacino di utenza. Se è previsto l’insediamento di industrie di un determinato genere, occorre tenerne conto. Infine, è possibile una valutazione complessiva delle acque di scarico in merito all’idoneità al trattamento con l’ozono. In casi non chiari, si raccomandano alternative all’ozonizzazione.

In una nota della raccomandazione del VSA «Accertamento dell’idoneità del processo di ozonizzazione» viene specificato che i futuri cambiamenti nel trattamento biologico dell’acqua di scarico dovrebbero già essere inclusi negli accertamenti preliminari. Le seguenti considerazioni indicano una limitata assertività degli accertamenti con acqua di scarico non nitrificata.

  • Non è stato ancora chiarito dagli esperti quanto sia forte l’influenza dell’ammonio e dei nitriti sulla chimica dell’ozono (stabilità radicale dell’ozono e del radicale ossidrile (OH)). La formazione di bromato è sottostimata perché, durante la reazione del bromuro al bromato, l’ammonio reagisce con un prodotto intermedio e quindi si forma meno bromato.
  • Nel caso di acque di scarico non nitrificate, l’importanza dei biotest (p. es. test delle uova di pesce, Daphnia) è limitata a causa della maggiore concentrazione di ammonio. La presenza di ammonio e quindi, a seconda del pH, di ammoniaca, aumenta la tossicità e maschera qualsiasi altro effetto.

Si raccomanda pertanto di effettuare gli accertamenti con acqua di scarico che sia stata nitrificata in laboratorio.

Per l’ozonizzazione è necessario tener conto di una serie di requisiti di sicurezza. L’ozono stesso è un gas irritante con una soglia d’effetto relativamente bassa, cioè la perdita di ozono nell’aria ambiente deve essere impedita (sigillatura del reattore e degli scarichi, immissione in atmosfera dei gas di scarico attraverso un distruttore di ozono residuo). I sensori di ozono vengono utilizzati per monitorare l’atmosfera. Inoltre, materiali e condotte utilizzati devono essere resistenti all’ozono. Gli aspetti di sicurezza per la gestione dell’ozono sono stati pubblicati in una Scheda informativa.

Inoltre, si deve tener conto del fatto che l’ozono è spesso generato da ossigeno puro. Anche per l’ossigeno esistono norme di sicurezza, soprattutto a causa del rischio di esplosione/accensione. Gli aspetti di sicurezza della manipolazione dell’ossigeno sono stati pubblicati in un foglio informativo.

Nel suo opuscolo “Smaltimento delle acque reflue provenienti da toilette chimiche portatili”, la VSA raccomanda agli impianti di depurazione di miscelare le acque reflue delle toilette chimiche portatili con una quantità di acque reflue almeno 200 volte superiore a quella in ingresso. La capacità dell’impianto di depurazione dovrebbe essere di almeno 10.000 abitanti equivalenti. Per gli impianti di depurazione con ozonizzazione, le acque reflue devono essere scaricate in modo dosato per evitare la formazione indesiderata di bromato. Il bromato si forma nella fase di ozonizzazione attraverso l’ossidazione del bromuro, contenuto come disinfettante in alcuni additivi sanitari (ad es. Bronopol). La concentrazione di bromuro dovrebbe aumentare al massimo di 70 μg/L con l’aggiunta di acque reflue. Il calcolo e il dosaggio derivato sono descritti più dettagliatamente nella scheda informativa. Questa può essere scaricata dai seguenti links (tedesco/francese):

https://vsa.ch/Mediathek/vsa-merkblatt-chemietoiletten/

https://vsa.ch/fr/Médiathèque/elimination-des-eaux-usees-des-toilettes-mobiles-chimiques-aide-memoire-du-vsa/

Domande sul post-trattamento

Sì, il post-trattamento biologico è obbligatorio per l’ozonizzazione. Il trattamento con l’ozono può generare prodotti di reazione labili e tossici. Il compito principale del post-trattamento biologico attivo consiste nell’eliminare queste sostanze e i loro effetti tossici.

Lo scopo del post-trattamento biologico è la degradazione dei prodotti intermedi reattivi. Per questo scopo è adatta la filtrazione a sabbia, che è stata utilizzata in precedenti esperimenti e realizzazioni su larga scala in Svizzera.  In Germania è in funzione un impianto con una fitodepurazione (Bad Sassendorf). In linea di principio è possibile un sistema a letto fluido, come quello installato nell’impianto di depurazione di Duisburg Vierlinden (D. Come stadio di post-trattamento può essere utilizzato anche un filtro a carbone attivo in granuli (CAG). Poiché il CAG elimina anche i microinquinanti, è possibile ridurre l’ozonizzazione (v. Articolo). L’uso dei filtri come processo di post-trattamento è descritto nel rapporto «Panoramica dei processi per il post-trattamento biologico con l’ozonizzazione». Vengono inoltre illustrati i criteri per la selezione della fase di post-trattamento e le esperienze con i diversi processi.

Un importante parametro di dimensionamento per un filtro a sabbia è la velocità massima del filtro (con Qmax), che di solito è di circa 15 m/h. Si deve tener conto del fatto che una cella filtrante per il lavaggio viene sempre messa fuori servizio e che l’acqua di controlavaggio prodotta aggiunge un ulteriore carico al filtro. A seconda del numero di celle di filtraggio e del carico di ritorno si ottiene una velocità massima del filtro di circa 12,5 m/h rispetto alla superficie totale del filtro. Il tempo di contatto con Qmax è di circa 5 minuti (circa 15 minuti con QTS) (v. anche Rapporto «Panoramica di processi per il post-trattamento biologico con l’ozonizzazione»). Maggiori informazioni sul dimensionamento e la progettazione dei sistemi di filtrazione sono disponibili nella letteratura tecnica.

Un sistema a letto fluido è sostanzialmente ipotizzabile come possibile procedura di post-trattamento. Tuttavia, . (Si veda anche l’articolo Eliminazione di microinquinanti negli IDA: stato attuale dei processi e sviluppi futuri»).

Il post-trattamento ha il compito di eliminare dall’ozonizzazione i prodotti di reazione labili e tossici (qualora se ne formino). Tuttavia, non è necessario un monitoraggio periodico in proposito. Il rapporto «Panoramica di processi per il post-trattamento biologico con l’ozonizzazione» serve a valutare i processi per stabilire se sono idonei o meno come post-trattamento.

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