Depurazione delle acque reflue da industria ceramica

Le acque di scarico dell'industria ceramica si presentano variamente colorate e notevolmente torbide per la presenza di finissime sospensioni di smalti e vetrine. Inoltre, sono presenti diversi ioni metallici in soluzione ad alta tossicità provenienti dalla dissoluzione di sali ed ossidi contenuti nel materiale calcinato, vetrificato, fritto e macinato.
Le conseguenze dell'immissione di questi scarichi nelle acque pubbliche sono le seguenti:
- blocco di tutte le reazioni sui fondali e sulle pareti dei vasi recipienti per il ricoprimento degli stessi da parte delle sostanze sedimentabili;
- riduzione, fino all'impedimento, della respirazione dei pesci per effetto dell'adsorbimento delle sostanze sospese e sedimentabili;
- blocco dell'autodepurazione per la mancata penetrazione della luce, che è alla base di questo processo;
- elevata tossicità legata alla concentrazione di metalli pesanti disciolti.

Pertanto lo scarico diretto di queste acque in fiumi, canali, fognature non è consentito dalla normativa.
Per questo motivo la quasi totalità degli stabilimenti ceramici riutilizza le acque reflue raggiungendo soglie di alta efficienza circa i consumi idrici. La tendenza al riciclaggio è determinata anche:
- dal difficile e sempre più costoso reperimento di acque di falda per il continuo abbassamento delle falde dinamiche dei pozzi;
- dalla necessità di evitare l'inquinamento delle falde sia attraverso i pozzi disperdenti che attraverso le acque superficiali.
Le materie prime utilizzate dall'industria ceramica sono molto diffuse sulla crosta terrestre:
- trattasi soprattutto di argilla ma anche di sabbia quarzifera e di sabbia feldspatica;
- trattasi di materiali certamente non rinnovabili ma di scarso interesse strategico se confrontati ai combustibili solidi;
- trattasi di materiali che, al momento dell'estrazione, per la separazione non richiedono operazioni di particolare complessità.
L'impatto ambientale delle cave è dovuto principalmente alla modifica del paesaggio. Per questo motivo nei paesi industrializzati al termine dell'attività di estrazione la normativa impone il ripristino del paesaggio.

Il ciclo depurativo utilizzato per acque con queste caratteristiche prevede un trattamento chimico-fisico di chiariflocculazione i cui principi sono:
- precipitazione con aggiunta di calce idrata superventilata in sospensione fino ad un pH di 8,5;
- coagulazione con aggiunta di elettrolita in genere sali di alluminio;
- flocculazione/sedimentazione accelerata con l'aggiunta di polielettrolita anionico ad alto peso molecolare.
Le reazioni di precipitazione sono indispensabili nei processi di depurazione quando bisogna rimuovere sostanze pericolose/tossiche come i metalli pesanti presenti nelle acque di scarico dell'industria ceramica. Con questa operazione si ottine, inoltre, l'insolubilizzazione di molti sali di calcio e dei fluoruri in particolare.
Con l'innalzamento del pH i metalli pesanti formano idrati poco solubili che si presentano sottoforma di fiocchi gelatinosi di notevole volume. La successiva aggiunta di un elettrolita, in genere un sale di alluminio, i cui ioni hanno carica di segno opposto a quella del colloide, determina l'abbassamento del potenziale zeta. Di conseguenza le particelle colloidali unendosi formano degli agglomerati fioccosi che tendono a precipitare e scendendo verso il fondo del sedimentatore trascinano tutte le sostanze sospese disperse.

Quando descritto rappresenta il processo di chiariflocculazione delle acque di scarico dell'industria ceramica che una volta chiarificate, a seconda dei casi, possono essere avviate allo scarico o al loro riutilizzo nel processo produttivo.