Impianti Plasma per scarichi di cantine e aziende vinicole

Il trattamento e la depurazione delle acque di scarico provenienti dalla attività di vinificazione a partire dagli scarichi di cantine ed aziende vinicole è da sempre una processo di depurazione insidioso poiché legato alla stagionalità delle lavorazioni ma anche alle caratteristiche tipiche delle acque reflue con presenza di composti poco affini alla bio-degradazione (fenoli,tannini acido tartarico etc.) e, non di rado, di prodotti chimici utilizzati in cantina per la gestione di varie attività (lavaggi delle macchine e dei pavimenti con ipoclorito di sodio ad esempio) che non sono compatibili con lo sviluppo di batteri utilizzati nei processi di depurazione biologica.

In questo articolo. descriviamo l’approccio ad un progetto per il trattamento di 30 m3/giorno di acque di cantina destinate allo scarico in fognatura, mettendo a confronto la soluzione proposta da Hoene con moduli di ossidazione Plasma Non Termico con la tradizionale tecnica biologica di ossidazione a fanghi attivi.

DEPURAZIONE ACQUE DI CANTINA: PLASMA VS BIOLOGICO

Le caratteristiche delle acque di cantina da trattare sono tipiche e hanno i seguenti valori

• COD: 6300 mg/lt
• BOD5: 3000 mg/lt
• Colore Rosso Mattone
• Odore: Di Vinaccia

Bio-Depurazione: Il ciclo di depurazione generalmente utilizzato nel caso di reflui da attività vinicola, data la loro caratteristica prevalentemente organica, prevede trattamenti di tipo biologico, dove vengono “accelerati” processi naturali di abbattimento delle sostanze inquinanti tramite l’uso di batteri aerobici quindi necessitanti di ossigeno per vivere.

Spesso questi sistemi biologici riscontrano notevoli difficoltà nel trattare alti carichi di sostanza organica (COD) ed, essendo basati sull’attività di microorganismi viventi, risentono drasticamente della presenza di sostanze quali ipoclorito e biossido di cloro, perossido di idrogeno, soda caustica, tipicamente usati nelle attività vinicole; tali sostanze creano una moria della flora batterica dell’impianto causandone il malfunzionamento e richiedendo settimane per il ritorno alle condizioni di normalità.

Il sistema biologico, inoltre, è molto sensibile alle variazioni dei carichi organici in ingresso e necessita ad ogni cambio di campagna di tempi di attivazione che possono essere anche molto lunghi prima di ristabilire il corretto funzionamento.

Lo schema di processo per una unità biologica tipica può essere sintetizzato nel seguente modo

Stadio	Descrizione	Note
Primario	Grigliatura, filtrazione delle parti grossolane ed omogeneizzazione	Filtro e griglia: rimozione foglie, raspi, bucce etc..
Secondario	Primo stadio biologico	Ossidazione preliminare su filtro percolatore per rompere molecole refrattarie.
Terziario	Secondo stadio biologico a fanghi attivi con flocculazione/sedimentazione e filtrazione finale	Ossidazione con produzione di fanghi e gestione biologica del carico incostante

Plasma Non Termico (NTP): la depurazione di acque di cantina mediante Plasma NTP si basa su un ciclo di processo molto semplice che prevede solamente due passaggi

• Pre-filtrazione a 50 micron mediante filtro rotativo a disco
• Ossidazione Plasma NTP in tank (anche esistente) che assicuri 1 -2 h di contatto

La depurazione mediante Plasma Non Termico (NTP) si basa sulla azione di una scarica elettrica in acqua ad alto potenziale che è in grado di formare diverse specie di ossigeno reattivo (vedi figura sottostante) che reagiscono velocemente trasformando carbone organico (COD) in carbonio inorganico ovvero CO2 senza quindi alcuna produzione di fanghi da separare, trattare e smaltire.

Grazie all’altissimo potenziale di ossidazione (fino a 2,7 meV), questi radicali sono in grado di degradare senza complicazioni anche composti notoriamente ‘refrattari’ alla biodegradazione (tannini e polifenoli).

La conduzione del processo di depurazione di acque di cantina con Plasma, a differenza dei sistemi biologici, è molto semplificata poiché consiste nel solo “dosaggio” di energia elettrica in funzione del carico inquinante da depurare. Uno o più moduli Plasma NTP vengono immersi in vasche (anche esistenti) e insufflano aria ionizzata (plasma) che depura l’acqua senza necessità di dosaggi di chemicals. La potenza elettrica utilizzata è regolata in funzione del tempo di contatto prescelto e del carico organico da depurare e può quindi essere ridimensionata o addirittura interrotta qualora non vi siano acque reflue da trattare (funzionamento ON/OFF) come può capitare in alcuni periodi dell’anno.

 

 

CASO STUDIATO: DEPURAZIONE ACQUE DI CANTINA

30 m3/giorno

BIOLOGICO VS PLASMA

Al fine di visualizzare meglio le differenze tra le due tecnologie sopra descritte, proponiamo una tabella riassuntiva dove vengono posti i dati caratteristici principali della gestione dell’applicazione mediante ossidazione con plasma non termico proposta da Hoene e ossidazione biologica a fanghi attivi.

	Biologico	Plasma NTP
Vasche di processo	300 m3	3 m3
Consumo Energetico	16 Kw	16 Kw (4 moduli da 4 KW)
Gestione On/Off	NO	SI
Produzione Fanghi	SI	NO
Facilità gestione	NO	SI
Dosaggio Chemicals	SI	NO
Utilizzo vasche esistenti	NO	SI

 

I dati relativi al trattamento con plasma indicano una sostanziale e promettente rimozione del carico organico come COD ed anche una diminuzione importante della concentrazione delle Aldeidi mentre è interessante notare come il rapporto BOD/COD indichi una buona propensione per il trattamento biologico finale.

COSTI DI GESTIONE E DI INSTALLAZIONE

Il costo di gestione di un impianto di depurazione per acque di cantina mediante Plasma è per la maggior parte imputabile al consumo energetico ed è in linea con il consumo energetico di un impianto biologico che deve alimentare soffianti per ossigenare le vasche a fanghi attivi.

In realtà le attività di manutenzione e di gestione nel caso del trattamento con Plasma sono sensibilmente semplificate poiché trattasi di un sistema completamente automatico la cui unica manutenzione è il cambio semestrale degli elettrodi (15 minuti per modulo- costo 600€ circa)

 

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