Effetto dell'associazione di coagulazione/flocculazione, cavitazione idrodinamica, ozonizzazione e carbone attivo nel sistema di trattamento del percolato di discarica

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9502 (2023) Citare questo articolo

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Le acque reflue mature delle discariche sono un effluente complesso a causa della sua bassa biodegradabilità e dell'elevato contenuto di materia organica. Attualmente, il percolato maturo viene trattato in loco o trasportato agli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP). Molti impianti di depurazione non hanno la capacità di ricevere il percolato maturo a causa del suo elevato carico organico che porta ad un aumento dei costi di trasporto verso impianti di trattamento più adatti a questo tipo di acque reflue e alla possibilità di impatti ambientali. Molte tecniche sono utilizzate nel trattamento dei percolati maturi, come coagulazione/flocculazione, reattori biologici, membrane e processi ossidativi avanzati. Tuttavia, l’applicazione isolata di queste tecniche non raggiunge l’efficienza necessaria per soddisfare gli standard ambientali. A questo proposito, questo lavoro ha sviluppato un sistema compatto che combina coagulazione e flocculazione (1° stadio), cavitazione idrodinamica e ozonizzazione (2° stadio) e lucidatura con carbone attivo (3° stadio) per il trattamento del percolato maturo di discarica. La combinazione sinergica di processi fisico-chimici e ossidativi avanzati ha mostrato un’efficienza di rimozione della domanda chimica di ossigeno (COD) superiore al 90% in meno di tre ore di trattamento utilizzando il bioflocculante PGα21Ca. Inoltre, è stata ottenuta la rimozione quasi assoluta del colore e della torbidità apparenti. I COD rimanenti del percolato maturo trattato erano inferiori rispetto ai tipici liquami domestici di grandi capitali (COD ~ 600 mg L−1), che consente l'interconnessione della discarica sanitaria alla rete di raccolta delle acque reflue urbane dopo il trattamento in questo sistema proposto. I risultati ottenuti con il sistema compatto possono aiutare nella progettazione di impianti di trattamento del percolato di discarica, nonché nel trattamento degli effluenti urbani e industriali che contengono diversi composti di crescente preoccupazione e persistenza nell'ambiente.

La gestione dei rifiuti solidi in Brasile è un problema ricorrente, a causa di una raccolta e di un trattamento inefficienti che non coprono l’intera popolazione del Paese. Secondo il Sistema Nazionale di Informazione Sanitaria del Brasile (SNIS), nel 2020 sono state raccolte circa 66,6 milioni di tonnellate di rifiuti, ovvero 4,7 milioni di tonnellate in più rispetto al 2017 e il 18% in più rispetto al 2010. Questo scenario riflette uno scenario preoccupante e situazione urgente che rappresenta l’importanza di una corretta gestione dei rifiuti solidi. Queste quantità di rifiuti generati possono sovraccaricare la capacità di supporto ambientale1.

Tra i metodi esistenti per lo smaltimento finale dei rifiuti solidi, le discariche sanitarie sono ancora frequentemente utilizzate per i loro vantaggi economici e la complessità tecnica. Quando adibite a raccolta di rifiuti solidi urbani, le discariche possono ricevere carichi significativi di sostanza organica, in media il 52% del totale, che comincia a subire molteplici reazioni di decomposizione, influenzate dalle infiltrazioni di acqua piovana e da processi biochimici negli strati delle discariche , formando percolato che percola attraverso il sistema. Tuttavia, all'interno di questo flusso di produzione, diversi fattori possono influenzare direttamente e in modo significativo la generazione e le caratteristiche del percolato, come ad esempio: contenuto di acqua dei residui, precipitazione, evaporazione, composizione chimica delle sostanze organiche e inorganiche, temperatura, pH, tra gli altri1, 2.

Secondo Mishra et al. (2016), la gestione scorretta del materiale del percolato è uno dei maggiori fattori che contribuiscono alla contaminazione del suolo e delle acque superficiali e sotterranee, il che rivela la grande necessità di trattamento di questo materiale3. Inserita in questo scenario, la grande sfida nel processo di trattamento del percolato è quella di ridurre l’elevata concentrazione di composti organici recalcitranti, difficilmente degradabili biologicamente4. La presenza di questi composti è rivelata dagli elevati livelli di domanda chimica di ossigeno (COD) e dal basso rapporto tra domanda biochimica di ossigeno (BOD) e materia organica disciolta (DOM)1,3,5.