ECOGENERAZIONE: soluzioni integrate di risparmio energetico e trattamento acque reflue

Antonio Orlandi - Ecogenerazione

Come la cogenerazione abbinata a sistemi di evaporazione sottovuoto per il trattamento e recupero delle acque reflue industriali può moltiplicare i risparmi e migliorare le performance energetiche di un'azienda. Vediamo un esempio tipico applicato a una galvanica Lombarda.

Ottenere la massima riduzione degli scarti in galvanica minimizzando i consumi energetici, un traguardo possibile e con risultati immediati. Questa la sfida raccolta da Ecogenerazione per l'ottenimento dello scarico zero presso una zincatura in Lombardia. Il cliente in realtà è stato approcciato già anni fa, con l'installazione di un evaporatore sottovuoto doppio effetto alimentato ad acqua calda per il trattamento dei risciacqui alcalini delle linee di zincatura. L'impianto, un evapo-concentratore con scambiatori a fascio tubiero, è stato installato da Eco-Techno nel lontano 2007 e permetteva di trattare circa 6000 litri al giorno con un dispendio energetico dimezzato rispetto a un impianto mono stadio. Dapprima l'impianto veniva alimentato con acqua calda prodotta da una caldaia industriale di tipo tradizionale ma nel 2017, grazie all'installazione di un cogeneratore da 120 kW elettrici e circa 200 termici, il fabbisogno termico per il suo funzionamento è stato garantito dal calore prodotto dalla cogenerazione con una notevole riduzione dei costi di esercizio. Il sistema cogenerativo fu installato da R.T.S. Srl, azienda emiliana specializzata in progettazione e installazione di impianti da fonti rinnovabili e di cogenerazione. Questo impianto, dotato di un motore alimentato a gas naturale, ha permesso al cliente di coprire circa il sessanta percento del fabbisogno elettrico dello stabilimento e, per l'epoca, il totale fabbisogno termico ovvero quello necessario ad alimentare l'evaporatore sottovuoto e mantenere in temperatura le vasche di lavoro (sgrassature e bagni delle linee di zincatura). Queste acque, contenenti principalmente metalli e cloruri, con basse percentuali di tensioattivi, costituiscono la tipologia di reflui più indicata per un trattamento con la tecnica dell'evaporazione sottovuoto. La separazione fisica per ebollizione, evaporazione e successiva ricondensazione, permette una separazione ottimale dell'acqua dal resto degli inquinanti definiti pesanti e quindi non evaporabili. Il condensato ottenuto, detto distillato, ha un livello di depurazione tale da poter essere reimpiegato per il rifacimento dei bagni di risciacquo o per altri usi tecnici interni. Con il passare degli anni e la crescita della capacità produttiva dell'Azienda nostra cliente, si è reso necessario aumentare la capacità di trattamento delle acque reflue dato che ne venivano trattate solamente il 25%. Si è pensato quindi di installare un secondo evaporatore, che potesse trattare la restante parte dei volumi, riducendo al minimo il consumo energetico, data la possibilità di sfruttare il calore residuo ancora disponibile dal cogeneratore. Così, nell'autunno 2020, sfruttando la sinergia tra le aziende, è stato installato un evaporatore da 20 metri cubi giorno della stessa tipologia del precedente ma questa volta a tre stadi, il cui calore nominale necessario al suo funzionamento è proporzionalmente inferiore di circa il 30% rispetto al sistema a doppio effetto. Anche per la produzione di questo impianto è stata scelta Eco-Techno, azienda leader nella produzione di evaporatori e concentratori sottovuoto. Il funzionamento senza sosta dell'impianto precedente, marciante da 13 anni senza aver mai dato alcun problema, ha di fatto reso semplice la scelta del fornitore e della tipologia di impianto. Dall'autunno 2020, la capacità di trattamento è quindi quadruplicata arrivando a 26 metri cubi giorno complessivi. Raggiunti questi volumi giornalieri, l'ulteriore step per minimizzare gli scarti era la riduzione dei volumi dei concentrati destinati allo smaltimento. I due evaporatori generavano circa 5 metri cubi a settimana di residui in forma liquida ovvero circa il 4% del totale trattato. Per ridurre al massimo questi volumi e di conseguenza i costi legati allo smaltimento, è stato fatto un ulteriore step installando un concentratore sottovuoto di tipo orizzontale sempre alimentato ad acqua calda in grado di ridurre di altre 6 volte questi residui ottenendo un concentrato finale semi solido. Questo concentratore sfrutta il medesimo principio degli evaporatori ma è dotato di uno scambiatore esterno a sella, posto nella parte inferiore del vessel principale, e al suo interno una coclea azionata da un motoriduttore mantiene movimentato il liquido soprattutto nelle fasi di essiccazione e ne permette l'estrazione senza azioni faticose da parte del personale. Grazie a quest'ultima installazione il cliente ha di fatto ridotto gli scarti del 98,8%, con un'elevata efficienza energetica. Dopo un periodo di collaudo iniziale e fatte le opportune verifiche sui consumi energetici attuali del cliente, è stato recentemente commissionata l'installazione di un secondo cogeneratore per permettere di coprire il totale fabbisogno termico e circa il 95% di quello elettrico. Quando ciò avverrà, si si potrà affermare che l'azienda avrà ottenuto il massimo dell'efficienza energetica e del recupero di acque reflue diventando un punto di riferimento a livello europeo di sostenibilità energetica e ambientale.