Tutto sul progetto "Ampliamento dell'impianto di trattamento delle acque reflue di Basilea" per migliorare il trattamento delle acque reflue

Gli impianti di trattamento delle acque reflue come chiave per un'acqua potabile pulita

Il trattamento dell'acqua potabile e delle acque reflue industriali svolge un ruolo cruciale nell'uso sostenibile dell'acqua come risorsa preziosa. Gli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) svolgono un ruolo cruciale nel garantire che l'acqua potabile sia presente nelle nostre case ogni giorno. Grazie al trattamento delle acque reflue comunali, la qualità dell'acqua in Svizzera è migliorata notevolmente negli ultimi decenni. Le sfide attuali nel settore del trattamento delle acque reflue municipali consistono nel realizzare un trattamento sostenibile delle acque reflue e nell'ottimizzare costantemente il sistema di trattamento delle acque reflue. L'espansione tecnica degli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP) è migliorata costantemente a partire dagli anni '80 ed è ora a un buon livello. Con circa 800 impianti di trattamento delle acque reflue e circa 40.000-50.000 chilometri di condotte fognarie pubbliche, l'infrastruttura per il trattamento delle acque reflue in Svizzera è praticamente completa. Il costo totale della costruzione di questa infrastruttura si aggira tra i 40 e i 50 miliardi di franchi.

Il continuo sviluppo dei processi di depurazione negli impianti di trattamento delle acque reflue è fondamentale per ottimizzare ulteriormente la qualità dell'acqua. Per quanto riguarda i microinquinanti, il trattamento delle acque reflue deve essere migliorato a livello regionale. In questo blog, utilizziamo ProRheno SA come esempio per mostrare quali passi di ottimizzazione sono stati implementati a Basilea per ottimizzare ulteriormente la qualità dell'acqua e come l'acciaio inossidabile giochi un ruolo decisivo nel trattamento sostenibile delle acque.

ProRheno AG - Al servizio della tutela ambientale

ProRheno AG tratta le acque reflue di abitazioni, aziende e industrie della regione di Basilea dal 1982. È composta da ARA Basel (trattamento delle acque reflue comunali), ARA Chemie Basel (trattamento delle acque reflue chimiche) e trattamento dei fanghi (incenerimento dei fanghi di depurazione prodotti).

Nei prossimi anni, ProRheno AG continuerà ad ampliare l'impianto di trattamento delle acque reflue comunali di Basilea (progetto EABA). Questo investimento renderà possibile in futuro, Azoto e sostanze organiche in tracce in gran parte dalle acque reflue. Poiché sempre più sostanze entrano nelle acque reflue, queste contengono sempre più microinquinanti che non possono essere completamente eliminati nonostante il trattamento delle acque reflue. Con la nuova normativa federale Ordinanza sulla protezione delle acque il governo federale sta fissando nuovi limiti per le sostanze organiche in tracce. Queste sostanze devono essere eliminate dalle acque reflue nel modo più efficace possibile. In quest'ottica, già nel 2008 ProRheno AG ha deciso di potenziare l'impianto di trattamento delle acque reflue comunali ARA di Basilea. L'ampliamento è entrato in funzione nel 2024.

Essendo uno dei più grandi impianti di depurazione della Svizzera (270.000 abitanti collegati e una capacità di 520.000 abitanti equivalenti), l'impianto di depurazione di Basilea utilizza già processi di trattamento di degradazione del carbonio e di eliminazione del fosforo. Per soddisfare i requisiti federali e garantire la conformità ai nuovi limiti, l'impianto di depurazione di Basilea è obbligato a eliminare i microinquinanti in futuro. I microinquinanti non vengono degradati, o lo sono solo in misura limitata, in un impianto di trattamento delle acque reflue convenzionale. Gli impianti di trattamento delle acque reflue selezionati devono quindi essere aggiornati con una fase aggiuntiva per l'eliminazione dei microinquinanti (ad esempio, il trattamento dell'ozono) entro il 2040.

Cosa rende la gestione delle acque reflue così impegnativa?

Circa il 74% del consumo di acqua in Svizzera è dovuto all'industria e al commercio. Il trattamento delle acque industriali di processo, di raffreddamento e di scarico è di grande importanza per garantire un uso sostenibile ed economico della risorsa acqua.

L'industria delle acque reflue deve affrontare molte sfide quando si tratta di pulire l'acqua:

Recupero del fosforo dai fanghi di depurazione

I fanghi di depurazione contengono grandi quantità di fosforo, ovvero cibo per le piante che attualmente non viene utilizzato. La nuova ordinanza sulla prevenzione e lo smaltimento dei rifiuti (VVEA) prevede che il fosforo presente nelle acque reflue debba essere recuperato entro il 1° gennaio 2026.

Nanoparticelle

Le nanoparticelle sono 1000 volte più piccole delle microparticelle. Sono presenti negli imballaggi alimentari, nei prodotti medici, negli elettrodomestici e negli uffici, nelle vernici e nei colori per pareti, nei tessuti e nei cosmetici. Poco si sa del comportamento e della tossicità delle nanoparticelle nell'ambiente e in particolare nei corpi idrici.

Microplastiche

Nel frattempo, questi minuscoli pezzi di plastica possono essere trovati in tutti i corpi idrici. Il rilevamento di microplastiche attraverso gli impianti di depurazione rappresenta solo una piccola parte delle microplastiche trovate. Gli attuali impianti di depurazione eliminano oltre il 90% delle microplastiche introdotte. Sono necessarie misure aggiuntive alla fonte.

Con l'ampliamento di un'ulteriore fase di trattamento, a partire dal 2024 le acque reflue dell'impianto di depurazione di Basilea saranno in gran parte depurate dall'azoto e dalle sostanze organiche in tracce. Di conseguenza, potranno essere rimossi i seguenti residui:

• Residui di farmaci

• Prodotti fitosanitari

• Prodotti per la cura del corpo

• Agenti di pulizia

• interferenti endocrini

A causa della composizione specifica delle acque reflue, il processo selezionato si basa su una combinazione di ozono e dosaggio di carbone attivo in polvere (PAC). Sempre più acquedotti si affidano ai trattamenti con ozono per il trattamento delle acque, utilizzati a monte o a valle di altre fasi di depurazione per l'ossidazione ecologica di metalli e sostanze organiche e per la sterilizzazione. L'ozono è un forte agente ossidante che attacca selettivamente i doppi legami e alcuni gruppi funzionali delle molecole. Poiché molti microinquinanti contengono tali legami o gruppi funzionali, vengono ossidati dall'ozono. Allo stesso tempo, i microinquinanti contenuti nelle acque reflue vengono assorbiti dal carbone attivo in polvere e quindi rimossi dalle acque reflue.

La qualità dell'acqua viene continuamente ottimizzata attraverso varie fasi di pulizia. L'acciaio inossidabile è un elemento importante nella costruzione di questi sistemi, per poterli utilizzare a lungo e senza corrosione.

L'acciaio inossidabile è un elemento fondamentale per l'estrazione, il trattamento e la depurazione dell'acqua:

I materiali robusti e durevoli sono di fondamentale importanza nel trattamento delle acque. È qui che entra in gioco l'acciaio inossidabile. L'acciaio resistente alla corrosione viene utilizzato nella produzione, nel trattamento e nella distribuzione dell'acqua potabile, ad esempio per le tubature, i rivestimenti dei serbatoi dell'acqua potabile, ma anche per una serie di attrezzature periferiche come ringhiere, corrimano, ecc.

L'acciaio resistente alla corrosione offre una robusta resistenza a requisiti estremi nelle fasi di processo meccanico e chimico-fisico. L'ozono è un agente ossidante alternativo sempre più utilizzato, da solo o in combinazione con il cloro per il trattamento delle acque. L'acciaio inox è indispensabile per la costruzione di generatori di ozono e per i sistemi negli impianti di trattamento delle acque reflue. Questi componenti devono resistere a sali aggressivi, composti di fosforo e altre sfide. Anche i tubi a pressione sono realizzati in acciaio inox per garantire la filtrazione a membrana necessaria per il trattamento dell'acqua potabile. Gli acciai inossidabili austenitici sono quindi adatti ai requisiti esistenti in un impianto idrico, non da ultimo per la loro eccellente lavorabilità in un'ampia varietà di forme geometriche e per l'elevata resistenza all'erosione causata dalle alte velocità di flusso.

L'estrazione, il trattamento e la depurazione dell'acqua sono sempre più considerati parte di una gestione idrica integrata. Tecnologie, componenti e materiali vengono quindi raggruppati in soluzioni olistiche. L'acciaio resistente alla corrosione svolge un ruolo importante in questo settore. Ad esempio, le condutture in acciaio inossidabile sono un mezzo ideale per il trasporto dell'acqua. Secondo l'Associazione tedesca per il marchio dell'acciaio inossidabile, questo materiale inerte, duro e non poroso non rilascia ioni metallici, è insapore e resistente all'erosione ad alte portate. Grazie all'elevata resistenza alla corrosione e alla superficie non porosa, i germi non hanno praticamente alcuna superficie da attaccare e l'igiene è garantita. Il materiale in acciaio inox è inoltre estremamente durevole, non richiede praticamente alcuna manutenzione ed è riciclabile al 100 %.

Quali tipi di acciaio inossidabile dovrebbero essere utilizzati negli impianti di trattamento delle acque reflue?

L'acciaio inossidabile è da tempo utilizzato negli impianti di trattamento delle acque reflue grazie alla sua buona resistenza alla corrosione. Quando si utilizza l'acciaio inossidabile, non si verifica alcuna corrosione superficiale e quindi non è necessario un margine di corrosione per lo spessore della parete, come nel caso degli acciai non legati. L'uso di acciaio resistente alla corrosione fa sì che gli impianti di trattamento delle acque reflue richiedano una manutenzione minima durante la loro vita utile. Non sono quindi necessari additivi chimici per mantenere la resistenza alla corrosione. La corrosione interstiziale si verifica di preferenza nelle fessure e nelle cavità previste dal progetto. Se un liquido riempie una stretta fessura tra due pareti di materiale, la soluzione viene solitamente trattenuta, cioè fango e impurità si depositano qui. La corrosione interstiziale è molto rara con gli acciai inossidabili legati al molibdeno, come l'1.4404, se il contenuto di cloruro è inferiore a 600 milligrammi per litro. D'altra parte, le austeniti CrNi prive di molibdeno come l'1.4301 sono a rischio di corrosione interstiziale se il contenuto di cloruri è ben al di sotto dei 200 milligrammi per litro. Per questo motivo, per gli impianti di trattamento delle acque reflue si consiglia l'1.4404 o superiore. Nel campo del trattamento delle acque reflue, l'acciaio resistente alla corrosione viene utilizzato in un'ampia gamma di apparecchiature meccaniche come vagli e sistemi di vagliatura, presse di lavaggio, classificatori di graniglia, trappole per graniglia, raschiatori e rotori, apparecchiature per la disidratazione dei fanghi, tubazioni e raccordi, nonché sotto forma di valvole, valvole di non ritorno, elementi di fissaggio e raccordi, valvole, valvole di non ritorno, elementi di fissaggio, apparecchiature di aerazione, ma anche serbatoi di miscelazione e di equalizzazione di grandi volumi, chiarificatori di aerazione e secondari e altre apparecchiature e attrezzature di installazione come dispositivi di arresto del ritorno di fiamma, separatori di condensa, cofani di gas e camere di digestione.

Nel caso del cloruro di ferro(III), che viene spesso aggiunto come precipitante negli impianti di trattamento delle acque reflue, sono stati osservati segni di vaiolatura e corrosione interstiziale negli acciai inossidabili CrNi(Mo) a un contenuto di 250-300 milligrammi per litro. Gli acciai inossidabili del gruppo CrNi e CrNiMo sono resistenti al solfato di ferro(II), che viene anche aggiunto frequentemente. Altre influenze particolari che possono verificarsi negli impianti esposti alle acque reflue sono le sollecitazioni aggiuntive causate dal gas idrogeno solforato e dai vapori di cloro umido. Gli acciai resistenti alla corrosione che sono stati installati in impianti e sono esposti a sostanze aggressive (ad esempio, gas di idrogeno solforato umido) devono essere ulteriormente protetti dalla corrosione mediante lavaggi e pulizie regolari o ventilazione. In questo modo si dovrebbe evitare l'attacco superficiale o la vaiolatura. Con la giusta applicazione e cura, l'acciaio resistente alla corrosione può essere utilizzato a lungo termine anche in ambienti aggressivi. La consulenza di uno specialista è essenziale per l'utilizzo del materiale giusto.

Ampia competenza ed elevata capacità di consegna come criterio di successo per il grande progetto ProRheno

La realizzazione di grandi progetti come l'ampliamento dell'impianto di trattamento delle acque reflue di Basilea richiede conoscenze specialistiche e la pronta fornitura di grandi quantità di prodotti in acciaio inossidabile. Hugo Leutenegger SA è stata incaricata della costruzione di tubi e impianti per il progetto WWTP e, con HANS KOHLER SA, ha al suo fianco un partner che garantisce una fornitura ottimale di prodotti in acciaio inossidabile grazie a tempi di consegna brevi. La collaborazione tra questi partner ha permesso di costruire con successo i complessi sistemi dell'impianto di depurazione di Basilea.

Conclusione:

ProRheno AG contribuisce in modo significativo al trattamento sostenibile delle acque nella regione di Basilea. Grazie a processi innovativi e all'uso dell'acciaio inossidabile nel trattamento delle acque reflue, l'azienda contribuisce a garantire la qualità dell'acqua e a proteggere l'ambiente. L'acciaio inossidabile soddisfa gli elevati requisiti degli impianti di trattamento delle acque reflue e offre una resistenza robusta e un'igiene ottimale. Grazie alla collaborazione con partner esperti come Hugo Leutenegger SA e HANS KOHLER SA, il progetto WWTP è stato realizzato con successo. ProRheno AG e i suoi partner danno così l'esempio di un futuro sostenibile nella gestione delle acque.

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