Carbone attivo: come purifica l’acqua in modo efficace

Come funziona il carbone attivo e qual è il suo ruolo all’interno degli impianti di depurazione delle acque

Le aziende (ma anche le abitazioni civili) che generano rifiuti sotto forma di acque reflue o fanghi necessitano di sistemi di depurazione efficienti per garantire il massimo livello di purificazione. In questo contesto, il carbone attivo rappresenta una soluzione sempre più utilizzata per il trattamento delle acque grazie alla sua elevata capacità di assorbimento e alla sua lunga durata nel tempo.

L’utilizzo di reattori biologici convenzionali per il trattamento dei liquami industriali sta diventando sempre meno performante e meno frequente, principalmente a causa della domanda di prestazioni più elevate nei sistemi di depurazione e di normative ambientali sempre più stringenti, come il Decreto Legislativo n°152/2006, che impongono limiti rigorosi sulla qualità delle acque reflue trattate.

Il carbone attivo in polvere viene utilizzato perché, implementandolo all'interno del sistema biologico, può incrementare la capacità depurativa esistente senza interventi rilevanti sulla parte impiantistica del sistema di depurazione.

Cos’è il carbone attivo

Il carbone attivo è un materiale poroso composto da carbonio amorfo, caratterizzato da un’elevata superficie specifica, che gli permette di adsorbire numerose sostanze come inquinanti, solventi, coloranti, idrocarburi e cloro. Grazie a questa proprietà, è ampiamente utilizzato nei processi di filtrazione, purificazione e depurazione di liquidi e gas. 

Con il suo elevato tenore di carbonio, collega piccolissimi cristalli di grafite a formare una struttura tridimensionale di tipo spugnoso. L'adsorbimento avviene attraverso questa rete microporosa, che intrappola molecole indesiderate migliorando la qualità dell’acqua, dell’aria e di altri fluidi.

Esistono due principali tipologie di carbone attivo: 

• Carbone vegetale, prodotto dall'attivazione fisica di elementi di origine vegetale (come i gusci della noce di cocco). È particolarmente indicato per la depurazione dell’acqua potabile e la rimozione di composti organici volatili (COV), solventi clorurati e trialometani, responsabili di cattivi odori e sapori. 
• Il carbone minerale, invece, è un derivato da materia prima di origine fossile. È più efficace nel trattamento di sostanze organiche complesse, come pesticidi, idrocarburi aromatici, fenoli, tannini, cloro e ozono, trovando impiego soprattutto in applicazioni industriali e nella purificazione di aria e gas.

Come abbiamo detto, il carbone attivo è un materiale poroso con un’elevata capacità adsorbente, ideale per la filtrazione e depurazione di acqua e aria. La sua struttura microporosa trattiene cloro, pesticidi, metalli pesanti, tensioattivi e PFAS, migliorando la qualità dei fluidi trattati. Negli impianti di depurazione viene impiegato per rimuovere contaminanti, ridurre BOD e COD e neutralizzare sostanze volatili responsabili di odori e gas tossici.

Dove viene utilizzato il carbone attivo

Grazie alla sua efficacia e versatilità, il carbone attivo è una soluzione naturale per il trattamento di sostanze inquinanti, e contribuisce alla salvaguardia dell’ambiente. È impiegato in numerosi settori: 

• nel trattamento delle acque per eliminare contaminanti organici e migliorare la qualità dell’acqua potabile; 
• nella purificazione dell’aria, dove rimuove composti volatili e cattivi odori; 
• nell’industria alimentare e farmaceutica, per la filtrazione e decolorazione di liquidi;
• nella depurazione industriale, dove aiuta a trattare solventi e sostanze chimiche.

Il carbone attivo può essere suddiviso anche in altre categorie in base a dimensione, forma e modalità d’impiego:

• Carbone attivo in polvere (PAC), particolarmente indicato in ambiti applicativi legati alla gestione delle acque reflue nei sistemi di depurazione chimico-fisica dei reflui industriali;
• Carbone attivo granulare (GAC), soluzione efficace per l’eliminazione di composti organici disciolti nei processi di trattamento delle acque, ma anche per l’assorbimento di gas o vapori. Viene utilizzato principalmente nel trattamento delle acque negli impianti di potabilizzazione. 

Tutti i vantaggi del carbone attivo nei sistemi di depurazione

L'uso del carbone in polvere nei trattamenti delle acque reflue presenta numerosi vantaggi che contribuiscono a migliorare l'efficacia del processo di depurazione. Tra i principali:

• Maggiore abbattimento del COD (Chemical Oxygen Demand): rimuove una maggiore quantità di materiale organico presente nelle acque reflue, migliorando il trattamento e riducendo il COD dal 55% al 75%.
• Abbatte più BOD (Biochemical Oxygen Demand): il carbone in polvere è efficace nel ridurre la domanda biochimica di ossigeno, un indicatore della qualità dell'acqua, con un abbattimento che va dal 78% al 98%.
• Aumento della nitrificazione dell’ammoniaca: favorisce un ambiente che promuove la crescita di batteri nitrificanti, aumentando così l'efficienza nella rimozione dell'ammoniaca.
• Abbattimento dei tensioattivi che arriva fino al 96%.
• Maggiore sedimentazione dei fanghi attivi: l'adsorbimento di sostanze attraverso il carbone aiuta a migliorare la sedimentazione dei fanghi, riducendo il volume e facilitando la gestione dei residui.
• Maggior rendimento dell’aerazione con risparmi energetici: poiché il carbone migliora la qualità dell'acqua, si riduce la necessità di aerazione intensiva, comportando risparmi energetici.
• Aumenta la capacità totale di adsorbimento del sistema
• Diminuzione del “bulking”, l'eccessivo sviluppo di biomassa che può compromettere il trattamento dei reflui.
• Minor impiego di additivi chimici e riduzione dei costi

Dobbiamo ricordare che il carbone attivo, durante il processo di filtrazione, cattura sostanze chimiche e inquinanti all'interno dei suoi pori, fino a quando non è più in grado di adsorbire nuove molecole. Tuttavia, grazie alla rigenerazione, il carbone attivo può ripristinare le sue capacità adsorbenti. Esistono diversi metodi per rigenerare il carbone attivo esausto:

• Rigenerazione termica: il carbone attivo viene riscaldato in forni rotanti con atmosfera controllata. Il calore provoca la decomposizione degli inquinanti, consentendo la ristrutturazione dei pori e il recupero delle proprietà adsorbenti.
• Metodi chimici: sostanze chimiche specifiche ossidano i composti organici adsorbiti e ne favoriscono l'eliminazione, ripristinando l'efficacia del carbone attivo.
• Rigenerazione biologica: sfrutta microrganismi per degradare i contaminanti organici adsorbiti.

Gli impianti di depurazione delle acque reflue a carbone attivo di IDRO Group

IDRO Group è un riferimento per la progettazione e realizzazione di impianti di trattamento delle acque reflue civili e di quelle industriali.

Gli impianti di trattamento realizzati dal gruppo sono progettati per raccogliere anche grandi quantità di acqua e, attraverso processi di purificazione, come i sistemi biologici, sono in grado di restituire acqua depurata che rispetta gli standard normativi per quanto riguarda le caratteristiche organolettiche, chimiche, fisiche e biologiche, permettendone il riutilizzo in diverse applicazioni.

Rappresentano la soluzione ideale per il recupero delle acque reflue in vari settori, come quello industriale, ma anche per il crescente impiego nel settore civile.

Come abbiamo visto l'uso del carbone attivo nel trattamento delle acque reflue può migliorare significativamente le prestazioni del sistema, ridurre i costi operativi e promuovere un ambiente più sostenibile. Ecco perché il Gruppo Idro utilizza il carbone attivo soprattutto nei processi di trattamento delle acque reflue. Non solo: per alcuni trattamenti di deodorizzazione o per ulteriore customizzazione, sono stati realizzati anche impianti di filtrazione dell’aria con carbone attivo invece del classico biofiltro.

IDRO Group da sempre consiglia il cliente e lo guida nella scelta dell’impianto per il trattamento delle acque reflue più adatto alle proprie esigenze. Per saperne di più, non esitate a contattarci.