Indagine all’emissione in atmosfera di sostanze organiche volatili generate da operazioni di verniciatura e trattate con sistema di abbattimento del tipo bioscrubber
Premessa
La presente relazione è a commento dei risultati dell’indagine analitica eseguita all’emissione del sistema di abbattimento del tipo bioscrubber posto a presidio degli effluenti generati da operazioni di verniciatura ed essiccamento; i prelievi sul campo e le determinazioni analitiche di laboratorio sono stati effettuati dalla TEI S.I. srl, di Milano.
Cenni sul sistema di abbattimento
Gli effluenti gassosi provenienti dalle cabine di verniciatura (2 cabine per prodotti liquidi ed una per polveri) e dal forno di essiccamento – polimerizzazione dei particolari verniciati sono ripartiti su due scrubber, i quali, peraltro, determinano un’unica emissione in atmosfera.
All’interno ciascun scrubber prevede:
una sezione di corpi di riempimento destinata a un primo lavaggio dei solventi;
una seconda sezione di riempimento sulla quale operano microrganismi preposti all’abbattimento dei solventi non catturati nel primo stadio;
un separatore di gocce.
L’acqua di lavaggio utilizzata nei due scrubber viene trattata su biodischi e quindi reimmessa nei due lavatori.
Il sistema di abbattimento ha le seguenti caratteristiche.
| Portata aeriforme trattata | 10.000 Nm3/h |
| Temperatura | Ambiente |
| N° assorbitori | 2 |
| Portata singolo assorbitore | 5.000 Nm3/h |
| Altezza assorbitore | 7 m |
| Sezione assorbitore | 3,47 m2 |
| Diametro | 2,10 m |
| Velocità di attraversamento | 0,4 m/s |
| Perdite di carico | 50 mm c.a. |
Il trattamento acque è costituito da 4 distinte vasche provviste di biodischi rotanti, preposti alla depurazione dei solventi.
Situazione produttiva nel corso dell’indagine
Durante i prelievi eseguiti a monte e a valle del sistema di abbattimento dei solventi presenti nelle emissioni gassose erano attivi e collegati al sistema stesso:
n. 2 cabine di verniciatura per prodotti liquidi
n. 1 forno di essiccamento dei particolari verniciati
L’operazione di verniciatura in corso durante i prelievi di inquinanti prevedeva:
| Tipologia pezzi da verniciare | Ghisa |
| Consumo vernice | 10 kg/h ca |
| Residuo secco vernice | 69 % |
| Frazione volatile vernice | 3,1 kg/h ca |
| Consumo catalizzatore | 5 kg/h ca |
| Residuo secco catalizzatore | 37,5 % |
| Frazione volatile catalizzatore | 3,1 kg/h ca |
| Consumo diluente | 2 kg/h ca |
| Totale sostanze organiche volatili | 8 kg/h |
Strategia di campionamento degli inquinanti
Scopo dell’indagine è quello di verificare l’efficienza del sistema di trattamento delle emissioni di sostanze organiche volatili, realizzato attraverso i lavatori denominati bioscrubber.
A tal fine sono state eseguite n. 2 distinte serie di prelievi, effettuate in giorni diversi, segnalati dai responsabili dell’azienda di verniciatura conto terzi, quali indicativi di produzioni particolarmente significative.
In entrambe le giornate sono stati eseguiti prelievi di:
portata e temperatura
particelle solide a monte e a valle degli scrubber
sostanze organiche volatili a monte e a valle degli scrubber.
Al fine di valutare complessivamente l’efficienza del sistema di trattamento a mezzo bioscrubber, dato il riutilizzo della soluzione di lavaggio previo trattamento della stessa, sono stati effettuati prelievi di acqua nelle varie vasche di trattamento, verificando sugli stessi sia il carico organico complessivo (COD) che la presenza delle singole sostanze organiche volatili. Per quanto concerne le metodiche di prelievo e le determinazioni analitiche si rimanda al rapporto TEI S.I., allegato alla presente relazione.
Risultati dell’indagine
La verifica dell’efficienza del sistema di abbattimento delle sostanze organiche volatili sopra descritto è stata effettuata nel corso di due giornate lavorative, precisamente il 18 ed il 21 giugno 2001.
Dalle misure in campo si evince che, nel corso della prima giornata di prelievi, si è riscontrata una portata di aeriforme a monte dell’impianto di abbattimento notevolmente superiore a quella di valle (precisamente 8.565 Nm3/h a monte e 5.060 Nm3/h a valle); una così rilevante differenza di portata non è giustificata e, sebbene i prelievi di inquinanti siano stati effettuati a flusso costante, si è deciso di non prendere in esame i dati di concentrazione a monte e a valle dei bioscrubber relativi ai campioni del 18 giugno; tali dati sono comunque riportati nella relazione TEI S.I, e restano a disposizione per eventuali approfondimenti, da svolgersi eventualmente con il costruttore e con il gestore dell’impianto di abbattimento.
L’indagine del 21 giugno 2001, viceversa, appare più significativa dei fenomeni indagati, ed è pertanto su di essa che si formulano le considerazioni di seguito riportate.
Portata d’aeriforme e degli inquinanti emessi
Il volume di aeriforme emesso a valle dei due assorbitori, misurato nel condotto finale di emissione, risulta essere inferiore a quello di ingresso (circa il 15% in meno); una perdita di portata di tale entità non appare giustificata, e richiede un approfondimento con il costruttore dell’impianto.
La portata di inquinanti attesa in emissione, stante le informazioni fornite dal gestore dell’impianto di verniciatura, dovrebbe attestarsi intorno al valore di 8 kg/h di sostanze organiche volatili. A monte del sistema di abbattimento si registra una presenza di s.o.v. pari a circa 4,7 kg/h, che corrisponde al 59 % circa della quantità teoricamente attesa, e che fa supporre un’emissione fuggitiva di circa il 40%. Tale ultimo valore risulta superiore a quanto richiesto dalla direttiva VOC (20 – 25% di emissioni fuggitive) di ormai prossimo recepimento, e suggerisce una verifica con il costruttore del sistema di verniciatura finalizzata a ottimizzare il sistema delle aspirazioni realizzato sull’impianto in questione.
Emissioni di particelle
Le particelle a monte del sistema di trattamento delle emissioni si presentano in taluni casi in concentrazioni superiori a quelle concesse dall’attuale normativa sulle emissioni (D.M. 12.7.90 – Allegato 1 – paragrafi 48 e 49), ovvero superiori al valore di 3 mg/Nm3; ciò significa che i sistemi trattamento delle particelle previsti in cabina di verniciatura non sono di per sé sufficienti; i prelievi di particelle a valle del sistema di trattamento del tipo bioscrubber evidenziano invece il rispetto del limite vigente (vedasi relazione TEI S.I. relativa ai prelievi di polveri del 18 e del 21 giugno 2001).
emissioni di sostanze organiche volatili
Come sopra richiamato le considerazioni di seguito riportate sono riferite ai prelievi di inquinanti effettuati in data 21 giugno 2001. Dalle determinazioni di laboratorio si evince che:
i valori di SOV riscontrati a monte del sistema di abbattimento sono superiori ai limiti stabiliti dalla vigente normativa per gli impianti esistenti (impianti installati antecedentemente l’1 luglio 1988), ovvero superiori ai limiti di cui all’Allegato 1 del D.M. 12.7.1990 – Tabella D; più precisamente risulta superato il limite di concentrazione per le sostanze di classe IV (vedasi in proposito allegato n. 1.1);
i valori di SOV riscontrati a valle del sistema di abbattimento risultano rispettare i predetti limiti al camino IV (vedasi in proposito allegato n. 1.1);
il rendimento di abbattimento verificato nel complesso è piuttosto modesto, e si attesta a un valore del 44 % circa; analizzando l’allegato 1.2 si evince che il rendimento è differenziato a seconda dei vari solventi, e assume valori compresi tra il 3 e il 68 % (non si commentano in dati relativi ali prelievi del 18 giugno per le ragioni sopra ricordate).
Trattamento dell’acqua
Le analisi dei campioni di acqua prelevati in 3 delle 4 vasche contenenti i biodischi evidenziano la presenza di un carico organico piuttosto elevato (vedasi i valori di COD); tale carico organico non viene ridotto in misura sostanziale dai successivi trattamenti con biodischi, tanto che l’acqua reimmessa negli scrubber presenta valori di COD pressoché analoghi a quelli in ingresso al trattamento acque.
Considerazioni finali
Il trattamento delle emissioni gassose di sostanze organiche volatili effettuato a mezzo bioscrubber è caratterizzato da rendimenti di abbattimento piuttosto modesti, specie se rapportati ai rendimenti di abbattimento delle tecniche di depurazione usualmente utilizzate per analoghe emissioni gassose (adsorbimento su carbone attivo, combustione) le quali, com’è noto, consentono riduzioni delle sov generalmente superiori al 90 %
Il rendimento di abbattimento registrato (44% circa) è probabilmente imputabile alla parziale solubilizzazione di taluni solventi in acqua, a un blando effetto di raffreddamento degli stessi, che favorisce la condensazione dei meno volatili, e a effetti di trascinamento; non è in ogni caso al momento possibile quantificare l’effetto di riduzione delle SOV dovuto alla presenza di microrganismi sui corpi di riempimento presenti nei due scrubber
Il sistema di trattamento delle acque di lavaggio non garantisce una significativa riduzione del carico organico in ingresso al trattamento stesso
Le caratteristiche dell’acqua riciclata nei due scrubber, che presenta un alto contenuto di materia organica, non sono ottimali al fine della cattura di ulteriori sostanze organiche volatili.
