Coagulanti: cosa sono e come migliorano i trattamenti delle acque

Il trattamento delle acque è essenziale per molte industrie, dalle aziende manifatturiere a quelle energetiche e alimentari. In questo contesto, i coagulanti sono una tecnologia chiave per la rimozione di solidi sospesi, torbidità e contaminanti organici. In questo articolo esploreremo in dettaglio il funzionamento dei coagulanti, il loro ruolo nei processi di depurazione delle acque e come contribuiscono a migliorare la qualità delle risorse idriche trattate.

Cos’è la coagulazione nel trattamento delle acque?

La coagulazione è un processo chimico impiegato nel trattamento delle acque per rimuovere particelle sospese e colloidi dall’acqua, spesso invisibili a occhio nudo, ma che possono rendere torbida la risorsa idrica. Queste particelle sono solitamente cariche negativamente, il che le tiene sospese e disperse nell’acqua a causa della repulsione elettrostatica. Qui entra in gioco l’agente coagulante, una sostanza chimica che neutralizza queste cariche, permettendo alle particelle di aggregarsi e formare fiocchi più grandi che possono essere separati con maggior facilità.

Tipologie di agenti coagulanti

Gli agenti coagulanti possono essere suddivisi in due categorie principali:

Coagulanti inorganici

I coagulanti inorganici, a base di metalli come alluminio e ferro, sono tra i più utilizzati nel trattamento delle acque.

• Solfato di alluminio (Allume): uno dei più antichi coagulanti, efficiente nella riduzione della torbidità e nella rimozione di solidi sospesi.
• Cloruro ferrico: usato frequentemente in impianti di trattamento delle acque reflue per la sua capacità di agire anche in condizioni di pH variabili, fornendo un’efficace separazione di solidi e contaminanti.
• Solfato ferroso: un’altra opzione di coagulante inorganico che, se combinato con l’ossidazione, è particolarmente utile nel trattamento delle acque industriali.

Coagulanti organici

I coagulanti organici includono sia polimeri naturali che sintetici. Va sottolineato che, spesso, questi coagulanti vengono utilizzati come coadiuvanti piuttosto che sostituti dei coagulanti inorganici.

• Polielettroliti: cationici, anionici o non ionici, sono largamente impiegati per migliorare il processo di flocculazione, facilitando la formazione di fiocchi più grandi. In molti casi, lavorano in sinergia con coagulanti inorganici.
• Polimeri naturali: come l’amido e la cellulosa, sono una soluzione più sostenibile, ma per il momento non ancora così diffusa rispetto ai coagulanti sintetici a causa di sfide legate alla loro stabilità e all’efficacia a lungo termine.

Il meccanismo d’azione dei coagulanti

Il processo di coagulazione si svolge in tre fasi principali: destabilizzazione, aggregazione e flocculazione. Ecco come funziona:

1. Destabilizzazione delle particelle: il primo step consiste nell’introduzione dell’agente coagulante nell’acqua. Gli ioni metallici o le cariche positive presenti nei coagulanti neutralizzano le cariche negative delle particelle sospese, riducendo così la repulsione elettrostatica.
2. Aggregazione: una volta che le cariche sono neutralizzate, le particelle possono iniziare ad avvicinarsi e formare piccoli agglomerati chiamati microfiocchi. Questa fase è cruciale poiché le particelle diventano più facili da separare.
3. Flocculazione: nella fase finale i microfiocchi si uniscono per formare fiocchi più grandi attraverso il processo di flocculazione, che spesso viene facilitato dall’uso di flocculanti, sostanze chimiche che promuovono ulteriormente l’aggregazione. Questi fiocchi possono essere poi facilmente rimossi tramite sedimentazione, filtrazione o flottazione.

Fattori da considerare nella scelta dell’agente coagulante

La selezione dell’agente coagulante più appropriato dipende da una serie di elementi:

• Tipologia di acqua: la composizione chimica dell’acqua influisce sulla scelta del coagulante. Per esempio, la presenza di un’elevata concentrazione di materiale organico può richiedere l’uso di coagulanti inorganici più potenti come il cloruro ferrico.
• Temperatura: soprattutto in climi freddi, l’efficacia dei coagulanti può essere ridotta, poiché la velocità di reazione tende a rallentare.
• pH dell’acqua: il pH gioca un ruolo cruciale nell’efficacia del processo di coagulazione. Coagulanti come il solfato di alluminio funzionano meglio in un intervallo di pH neutro o leggermente acido, mentre il cloruro ferrico può essere efficace in un range più ampio.

Vantaggi dell’utilizzo dei coagulanti

L’uso di coagulanti nel trattamento delle acque offre una serie di vantaggi chiave:

• Rimozione efficiente di solidi sospesi: grazie al processo di aggregazione e flocculazione, è possibile ottenere una riduzione significativa della torbidità e dei solidi sospesi nell’acqua.
• Riduzione della carica batterica: i coagulanti contribuiscono a ridurre la presenza di batteri e virus nell’acqua, migliorando ulteriormente la qualità finale del liquido trattato. Sebbene i fiocchi possano inglobare microrganismi, è comunque importante sottolineare che per una rimozione completa di batteri e virus è spesso necessario un trattamento successivo, come la disinfezione.
• Versatilità di applicazione: che si tratti di acqua potabile o acque reflue industriali, gli agenti coagulanti possono essere adattati a una vasta gamma di scenari operativi variando il dosaggio e il tipo di coagulante utilizzato in base alle esigenze specifiche.

Campi di applicazione della coagulazione

La coagulazione trova applicazione in una varietà di settori, tra cui:

1. Trattamento delle acque potabili: è uno dei primi passi nei processi di potabilizzazione, viene ridotta la torbidità e rimosso il materiale organico che potrebbe reagire con il cloro formando sottoprodotti potenzialmente dannosi.
2. Trattamento delle acque reflue municipali: gli impianti di trattamento delle acque reflue municipali sfruttano questo processo chimico per migliorare la qualità dell’effluente e ridurre il carico inquinante prima dello scarico nelle risorse idriche naturali.
3. Trattamento delle acque reflue industriali: le industrie chimiche, farmaceutiche e alimentari utilizzano la coagulazione per eliminare solidi sospesi, metalli pesanti e altre sostanze organiche dalle loro acque reflue, rispettando così, inoltre, le normative ambientali.

Sfide e innovazioni nel settore della coagulazione

Nonostante i vantaggi, esistono alcune sfide nel campo della coagulazione. Per esempio, l’uso di coagulanti inorganici può generare un notevole volume di fanghi, che richiede ulteriori trattamenti e smaltimento. Alcuni coagulanti, inoltre, possono influire sulla qualità dell’acqua se non dosati correttamente.

Per superare queste difficoltà, negli ultimi anni si stanno studiando soluzioni innovative per migliorare l’efficacia della coagulazione e ridurre ulteriormente l’impatto ambientale:

• Coagulanti a basso impatto ambientale: la ricerca sta sviluppando nuovi agenti coagulanti a base di polimeri naturali e biodegradabili che offrono le stesse prestazioni di quelli sintetici, ma con un minore impatto ambientale.
• Processi combinati: tecnologie come l’elettrocoagulazione, che utilizza corrente elettrica per facilitare il processo, stanno guadagnando popolarità grazie alla loro efficienza e alla capacità di ridurre la produzione di fanghi.

Coagulazione: trattamento delle acque con Hydro Italia

La coagulazione è un processo essenziale per il trattamento delle acque, con applicazioni che spaziano dalla gestione delle acque reflue industriali all’ottimizzazione dei processi produttivi. La scelta dell’agente coagulante appropriato, insieme a una corretta gestione del dosaggio e delle condizioni operative, può fare una differenza significativa per la tua azienda. 
Se desideri quindi ottimizzare i tuoi processi di trattamento delle acque, ti offriamo soluzioni personalizzate e consulenze mirate per ottimizzare l’utilizzo dei coagulanti, garantendoti una gestione efficiente e sostenibile. Grazie a un approccio modulare e all’adozione di tecnologie avanzate, Hydro Italia è in grado di adattare le proprie soluzioni alle esigenze specifiche di ogni cliente, massimizzando l’efficienza e riducendo l’impatto ambientale: contattaci per una consulenza