Desorbimento termico
La fitorimediazione (o in inglese phytoremediation) è una tecniche di bonifica dei siti contaminati. Questa tecnica consiste in un trattamento biologico in situ o ex situ (sedimenti ed acque) dei terreni contaminati che sfrutta l’attività biologica delle piante (produzione di biomassa, filtrazione dell’acqua presente negli interstizi del terreno, di accumulo delle sostanze), ma anche la crescita della flora batterica che lo sviluppo di queste può apportare al terreno; tali capacità variano da pianta a pianta ed anche da specie a specie dello stesso genere (Singh et al., 2003).
In base al tipo di meccanismo di depurazione coinvolto, la phytoremediation può essere classificata in:
- Estrazione con vapore o “stripping”, consente la rimozione dal suolo di VOC e SVOC presenti al di sotto e al di sopra della falda. Il sistema prevede la presenza di alcuni pozzetti di immissione posti lungo il perimetro della zona contaminata che permettono l’iniezione di vapore nel suolo a temperature variabili da 150 a 230 (oC). Il vapore iniettato a contatto con il terreno si condensa e genera il fronte di vapore che avanzando nel sottosuolo volatilizza i contaminanti lungo il suo percorso e li incanala verso un pozzo di estrazione.
- Riscaldamento a radiofrequenze, processo che consiste nel riscaldare a temperature di 100-300° C il suolo mediante l’emissione di onde elettromagnetiche nel campo delle radiofrequenze. L’energia è trasmessa al terreno tramite una serie di elettrodi inseriti per mezzo di pozzi e connessi ad un trasmettitore di onde radio. In seguito attraverso, gli stessi pozzi, vengono aspirati i vapori contaminati per proseguire al loro trattamento.
Mentre il desorbimento termico ex situ, e più correttamente on site, vede la vaporizzazione dei contaminanti organici inquinanti presenti nella matrice (terreni, fanghi, sedimenti) da bonificare attraverso un fluido di trasporto che può essere alternativamente costituito da aria, gas di combustione o gas inerte. I contaminanti trasportati dai gas possono essere trattati attraverso unità di post-combustione, o separati tramite un sistema a carboni attivi, o alternativamente possono essere recuperati per condensazione.
I diversi tipi di trattamento si differenziano sul tipo di unità di desorbimento adottato; la matrice solida contaminata viene sottoposta a riscaldamento, diretto o indiretto, a temperature variabili da 150° a 650o C, così da provocare la migrazione dell’inquinante verso la fase gassosa, che dovrà essere sottoposta a idonei trattamenti di decontaminazione. Importante è mettere in evidenza che tale processo permette la sola volatilizzazione dei contaminanti ma non consente alti livelli di distruzione delle molecole, sebbene le temperature elevate di alcuni sistemi (anche 1000oC), favoriscano una locale ossidazione o pirolisi; la tecnica inoltre non è da confondere con l’incenerimento, in quanto la distruzione dei contaminanti non è il risultato desiderato.
Il desorbimento termico ex situ prevede alcune fasi principali:
1. Pretrattamento del materiale contaminato, comprende in genere operazioni di:
- Rimozione dei detriti
- Riduzione pezzatura dei detriti
- Miscelazione
- Neutralizzazione pH per evitare fenomeni corrosivi
- Disidratazione al fine di portare l’umidità a valori inferiori al 25%
2. Fase di desorbimento, avviene nell’unità di desorbimento dove il materiale viene riscaldato provocando l’evaporazione dei contaminanti che sono allontanati mediante gas di trasporto (aria, azoto, vapore,…). Le unità di desorbimento sono classificate in funzione della temperatura, scelta che dipende da alcune caratteristiche come punto di ebollizione dei contaminanti, obiettivi di bonifica, tempo di residenza dei solidi, grado di miscelazione e pressione di esercizio (atmosferica o in depressione, che influenza il punto di ebollizione dei contaminanti). Come già anticipato le unità di desorbimento termico possono essere a riscaldamento:
- Indiretto, se il terreno è posto a contatto con superfici metalliche riscaldate ad una temperatura tra i 300° e i 500o C (es. coclee cave in serie) e il riscaldamento avviene per scambio termico;
- Diretto, se la matrice contaminanta viene riscaldata per contatto diretto con un vettore di calore all’interno di forni a tamburo rotante nei quali viene immesso un combustibile ausiliario.
N.B. tale fase di desorbimento può anche essere portata a termine con processi termici anaerobici, sfruttando unità di desorbimento termico anaerobiche (ATP).
3. Trattamento del materiale solido, in uscita dall’unità di desorbimento, tramite raffreddamento ad umido così da evitare la dispersione di polveri, mentre il terreno trattato viene campionato e analizzato per valutare la rispondenza delle concentrazioni con i limiti stabiliti.
4. Trattamento delle emissioni gassose, quali particolato, composti desorbiti, metalli, sottoprodotti di reazione, gas acidi, etc…, con sistemi di recupero o con sistemi a distribuzione.
5. Trattamento dei residui derivanti dal sistema di trattamento delle emissioni, particolare attenzione è rivolta al particolato prodotto che può essere rimosso/smaltito attraverso cicloni, filtri a maniche o depolveratori ad umido (scrubber Venturi) oppure in alternativa ricircolato in testa all’unità di desorbimento.
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Fonte: web / it.wikipedia.org