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L'eliminazione dei fluoruri dalle acque di scarico costituisce un problema di
difficile soluzione, quando sia richiesto un contenuto di ione fluoruro nell'acqua
trattata inferiore a quello previsto dalla legislazione corrente
(valori limite: 6/12 ppm di F-, tabelle A/C legge Merli 1976).
In questi casi, infatti, risulta inadeguata la sola precipitazione con latte di calce
(comunemente adottata), in quanto limitata dalla solubilità propria del fluoruro
di calcio (circa 15÷20 ppm di F-).
L'abbattimento dello ione F- sino a valori molto bassi risulta inoltre necessario
in quei casi in cui si desideri riutilizzare una corrente altrimenti destinata
allo scarico, o ancora in quelle applicazioni nelle quali un alto contenuto di
fluoruri sia incompatibile con i materiali, magari a causa delle particolari
condizioni operative (es. corrosione del titanio in cella elettrochimica in presenza
di poche ppm di F-).
Unidro ha messo a punto ed installato con successo in applicazioni industriali una tecnologia che, attraverso due stadi, porta il contenuto di fluoruri nell'acqua trattata al di sotto delle 3 ppm di F-.
DESCRIZIONE DEL PROCESSO
Trattamento chimico-fisico di precipitazione
Come si è accennato, il metodo più comune per la rimozione dello ione fluoruro
presente nell'acqua da trattare prevede la sua precipitazione come fluoruro di calcio CaF2.
La tecnologia di rimozione spinta utilizza questo passaggio per l'eliminazione della maggior
parte degli ioni fluoruro, normalmente condotta in tre fasi:
- acidificazione
- precipitazione
- flocculazione
Le reazioni coinvolte possono essere sintetizzate come segue:
Ca(OH)2 + 2H+ Ca2+ + 2H2O
Ca2+ + 2F- CaF2
Al3+ + 3OH- Al(OH)3
Una volta separato accuratamente il precipitato, l'acqua trattata con il processo
chimico fisico sopra descritto presenta un contenuto di ione fluoruro pari a circa 15 ppm.
Rimozione fluoruri mediante filtrazione su allumina attivata
L'acqua pretrattata come descritto viene alimentata a una batteria di filtri
in pressione contenenti allumina attivata, le cui proprietà adsorbenti permettono
di ridurre il contenuto di ione fluoruro fino a 3 ppm circa.
L'effluente filtrato viene quindi inviato, previo aggiustamento automatico del pH,
ad una coppia di filtri contenenti Unifluor A, un materiale adsorbente a base
di allumina opportunamente attivata, dove avviene il finissaggio desiderato.
Con procedure totalmente automatiche sia i filtri a sabbia che i filtri ad Unifluor A
vengono rispettivamente lavati e rigenerati.
Tutte le acque di risulta di queste operazioni vengono ricircolate in testa
all'impianto per essere ritrattate, di modo che l'unico sottoprodotto generato
nell'interno ciclo di trattamento sia il fango disidratato da conferire a smaltimento autorizzato.
Con il termine adsorbimento si indica il processo chimico-fisico per cui un solido
poroso (nella fattispecie Unifluor A, una particolare allumina attivata) fissa
sulla sua superficie le molecole di un elemento o composto (nella fattispecie lo
ione fluoruro) presente in un fluido (l'acqua da trattare) con il quale è messo in intimo contatto.
Tale fenomeno è funzione delle concentrazioni del composto nel fluido e nel solido,
definiti rispettivamente con i termini adsorbato ed adsorbente, del tempo di contatto,
della natura chimico-fisica dell'adsorbato e dell'adsorbente.
Come già sottolineato, l'adsorbimento degli ioni fluoruro da parte di un substrato
di allumina attivata è essenzialmente un fenomeno di tipo superficiale; risulta
quindi determinante il rapporto superficie/volume dell'adsorbente.
I filtri ad Unifluor A vengono periodicamente sottoposti a controlavaggio misto
aria/acqua ed a riattivazione mediante iniezione di acido cloridrico e soda caustica.
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