Il rischio di schizzo chimico nel trattamento delle acque reflue

A causa delle nostre attività, l’acqua che utilizziamo ogni giorno nelle nostre case e industrie è carica di varie sostanze biologiche, fisiche e chimiche (metalli pesanti, oli, pesticidi, erbicidi, rifiuti alimentari, rifiuti organici, sabbia, parassiti, sostanze tossiche, biocidi, ecc.) Questo è ciò che viene comunemente chiamato “acqua di scarico”. Per limitare il più possibile il nostro impatto sull’ambiente, è essenziale trattare queste acque reflue prima che possano essere scaricate nei corsi d’acqua o riutilizzate.
Questo ruolo di trattamento delle acque inquinate è svolto dagli impianti di trattamento delle acque reflue (WWTP), siano essi interni (come nel caso di alcune industrie, dove un sito può avere un proprio impianto di trattamento) o esterni, coperti o a cielo aperto.
Il trattamento dell’acqua è suddiviso in diverse fasi, in cui il personale può essere esposto in qualsiasi momento a rischi fisici (rischi di caduta, scivolamento), biologici (asfissia, avvelenamento da materiali contaminati) o chimici (schizzo, inalazione).

Descrizione del processo di trattamento delle acque reflue

Il processo di trattamento delle acque reflue può essere suddiviso in diverse fasi principali: afflusso dell’effluente, pretrattamento (vagliatura, rimozione della graniglia, rimozione di sabbia e olio), trattamento (fisico-chimico e/o biologico, seguito da chiarificazione), disinfezione, regolazione del pH e trattamento dei fanghi. Nelle varie fasi del processo di trattamento, l’acqua e i fanghi vengono monitorati e analizzati per garantire la conformità agli standard ambientali locali.

1 – L’arrivo dell’effluente

Le acque reflue (chiamate anche effluenti) arrivano all’impianto, dopo essere state sollevate o scaricate. In questa fase si verificano rischi biologici, come l’asfissia e l’avvelenamento (in caso di sollevamento) o la proiezione di materiali contaminati (in caso di scarico).

2 – Pre-trattamento

Le acque reflue vengono prima sottoposte a un pretrattamento meccanico e fisico.

A/ Grigliatura e setacciatura

Le acque reflue passano attraverso vagli di diverse dimensioni (chiamati vagli a barre), che hanno il compito di trattenere i materiali solidi: quelli più grossolani come rami, foglie, plastiche varie, lattine, nonché le particelle più piccole (grazie a vagli più fini, attraverso un processo di setacciatura).

B/ Rimozione di sabbia e olio

In una prima vasca, l’acqua viene decantata per rimuoverne il contenuto:
• grassi e oli, che vengono recuperati in superficie ;
• sabbie, scisti e argille, che si depositano sul fondo del serbatoio.
Durante queste fasi di pretrattamento, non vengono utilizzate sostanze chimiche nel processo stesso. Tuttavia, il rischio di esposizione alle sostanze chimiche è elevato per le operazioni di manutenzione e assistenza, dove la candeggina (ipoclorito di sodio, formula NaOCl) o l’acido cloridrico (HCl) vengono utilizzati per pulire attrezzature e materiali.

3 – Trattamento

Questo trattamento prevede diverse fasi, in cui possono essere utilizzati vari prodotti chimici.

A-1/ Trattamento fisico-chimico

L’acqua pretrattata può poi essere sottoposta a un trattamento chimico-fisico (in aggiunta o al posto del trattamento biologico), che mira a eliminare l’inquinamento da fosforo e disciolto e le sostanze in sospensione. Nella maggior parte dei casi, all’acqua vengono aggiunti sali di ferro come il cloruro ferrico (FeCl3) o il cloruro di alluminio (AlCl3) per reagire con il fosforo, a cui viene aggiunto latte di calce (Ca(OH)2 in sospensione), che ha il compito di contribuire a mantenere un pH adeguato per la coagulazione dei solidi in sospensione e di eliminare i metalli pesanti, i solfati e i fluoruri.

I fosfati insolubili risultanti da questa reazione vengono poi agglomerati con un coagulante o flocculante (in polvere o liquido) e decantati.

Rischio di caduta: a contatto con l’acqua, i flocculanti in polvere si sciolgono e formano un gel viscoso che rende le installazioni e i pavimenti molto scivolosi, aumentando così il rischio di caduta. Se c’è anche solo una piccola quantità di residui di flocculante, il pavimento tornerà ad essere scivoloso se si aggiunge acqua (ad esempio durante la pulizia, la pioggia o l’umidità dell’aria). È quindi molto importante eliminare tutti i residui di flocculante per evitare incidenti.

A-2/ Trattamento biologico

Esistono diversi processi, che possono essere utilizzati da soli o in combinazione: colture fisse e biofiltri, dischi batterici o biodischi, il reattore biologico a supporto fluido e i fanghi attivi (che è il processo più utilizzato oggi).

Questa operazione avviene in vasche di aerazione, dove si alternano fasi aerobiche (nitrificazione) e anaerobiche (denitrificazione).

In primo luogo, durante la fase aerobica, viene favorito e accelerato il processo naturale di decomposizione della materia organica da parte dei batteri Nitrosomonas e Nitrobacter , che sono dotate di potenti enzimi catalizzatori in grado di degradare rapidamente queste materie organiche per via ossidativa.
In questo modo, l’ammonio (NH4+) presente nell’acqua si trasforma in nitrato:
NH4+ + 2O2 -> NO3- + 2H+ + H2O (acqua)
In secondo luogo, durante la fase anaerobica, in assenza di ossigeno nell’acqua, i batteri Pseudomonas utilizzano nitrati e nitriti come fonte di ossigeno. Per questa fase è importante disporre di una quantità sufficiente di carbonio facilmente degradabile (soprattutto metanolo). L’azoto ammoniacale si trasforma quindi in azoto gassoso (N2), che fuoriesce nell’atmosfera, mentre sul fondo del bacino si forma un deposito (fango primario) prima di essere rimosso per il trattamento.
Anche altri microrganismi possono essere utilizzati per catturare il fosforo disciolto dall’acqua.
Il contatto con queste sostanze chimiche, necessarie per il funzionamento del trattamento biologico, è rischioso. Infatti, durante la manipolazione dei prodotti, gli operatori sono esposti al rischio di schizzi. La maggior parte di questi prodotti (vedi tabella in appendice) può essere irritante e/o corrosiva e può causare danni chimici agli occhi o alla pelle.

B/ Chiarimenti

La miscela viene quindi convogliata dalla vasca di aerazione al chiarificatore, dove i fanghi biologici (o fanghi attivi) vengono separati dall’acqua trattata mediante decantazione. Una parte di questi fanghi verrà reimmessa nella vasca di aerazione per aumentare la concentrazione batterica, favorire la propagazione e accelerare la degradazione della materia organica. L’eccedenza, chiamata “fango secondario”, viene inviata al trattamento dei fanghi.

4 – Disinfezione

1/ Disinfezione dell’acqua

La disinfezione è la fase finale del trattamento dell’acqua. L’obiettivo è quello di eliminare i microrganismi patogeni rimasti nell’acqua dopo la fase di aerazione, prima che venga reimmessa nella rete di distribuzione e consumata nuovamente.
I prodotti chimici che possono essere utilizzati per la disinfezione includono il cloro (dose 2-10mg/L), il biossido di cloro (ClO2), l’ozono (O3) e l’ipoclorito di sodio (anche se quest’ultimo viene utilizzato sempre meno). L’ozono rimuove anche alcuni inquinanti che possono essere ancora presenti nell’acqua (nitriti, ferro, manganese, cianuro, pesticidi, ossidi di azoto, idrocarburi clorurati, PCB, ecc.).
Sebbene la clorazione sia il tipo di disinfezione più comune, è bene sapere che esiste anche la possibilità di disinfezione tramite UV.

2/ Disinfezione dell’aria

Per mantenere l’aria priva di odori sgradevoli per gli abitanti vicini all’impianto di trattamento delle acque, l’aria viene anche lavata con sostanze chimiche. Questi includono perossido di idrogeno (H2O2), acido solforico (H2SO4), candeggina (NaOC) e soda caustica (NaOH). Il contatto con queste sostanze chimiche per la disinfezione è rischioso. Gli operatori sono infatti esposti al rischio di schizzi che possono avere gravi conseguenze (per maggiori informazioni sui rischi, vedere la nostra tabella in allegato).

5 – Regolazione del pH dell’acqua

Questa fase deve essere eseguita prima di ogni scarico nell’ambiente naturale. In Europa, il livello di pH delle acque di scarico deve essere inferiore a 8,5.
Per abbassare il pH, gli operatori utilizzano acidi forti, come l’acido cloridrico (HCl), l’acido solforico (H2SO4) o l’acido nitrico (HNO3). In alternativa a questi acidi forti, è possibile utilizzare anche l’anidride carbonica (CO2), che può neutralizzare gli alcali presenti nell’acqua, oltre ad avere un effetto antincrostante sui circuiti di raffreddamento. Per aumentare l’alcalinità, invece, si utilizzano soda caustica (NaOH), carbonato di calcio (CaCO3) o sospensione di calce (Ca(OH)2).
Il contatto con queste sostanze chimiche, necessarie per neutralizzare il pH, comporta un rischio per l’operatore (per maggiori informazioni sui rischi, vedere la nostra tabella in appendice).

6 – Trattamento dei fanghi

I fanghi di scarto raccolti durante le varie fasi del trattamento delle acque inquinate arrivano nella sala di trattamento dei fanghi.
A seconda della destinazione finale, può essere sottoposto a uno o più dei seguenti trattamenti: ispessimento, disidratazione, essiccazione, incenerimento.

A/ Ispessimento

L’ispessimento è il primo stadio di trattamento applicato ai fanghi provenienti dal trattamento delle acque. Questo primo trattamento aumenta il tasso di essiccazione del fango (tra il 6 e l’8%), al fine di ottenere fanghi “di qualità” per i trattamenti successivi.
L’ispessimento è possibile attraverso due processi: l’ispessimento statico (decantazione sotto l’azione della sola gravità) e l’ispessimento dinamico (concentrazione mediante energie meccaniche, come la flottazione, la disidratazione/filtrazione o la centrifugazione). Questi due metodi possono essere combinati nello stesso impianto.
Nella maggior parte dei casi, l’ispessimento statico non utilizza alcun polimero sul fango organico. Tuttavia, la calce può essere utilizzata per mantenere un pH di 7-8 quando il fango rischia di fermentare, soprattutto se il fango viene lasciato nella vasca per un lungo periodo (ad esempio, nei fine settimana senza disidratazione) o in regioni calde. Per i fanghi di idrossido, invece, l’uso di flocculanti consente di aumentare significativamente le portate ammissibili.

B/ Disidratazione

I fanghi in eccesso vengono disidratati fino a raggiungere un grado di essiccazione compreso tra il 15% e il 40%. Il fango assume quindi un aspetto più pastoso o solido, prima di essere essiccato.
Esistono due tecniche di disidratazione: la disidratazione meccanica, che consiste nella filtrazione o nella centrifugazione (utilizzata soprattutto nei grandi impianti), e la disidratazione mediante geomembrane (una tecnica più recente, più adatta ai piccoli impianti).
Quando i fanghi devono essere utilizzati come fertilizzanti, possono essere mescolati con calce viva in polvere per arrestare la fermentazione e ridurre gli odori. Per i rischi chimici legati alla calce, potete consultare la nostra tabella in appendice.

C/ Essiccamento

Questo processo consente di rendere solidi i fanghi essiccandoli, per aumentarne il potere calorifico (in caso di successivo incenerimento) o per facilitarne lo stoccaggio e il trasporto (in caso di riutilizzo).
Il trucco consiste nell’asciugare i fanghi in modo sufficiente per stabilizzarli e igienizzarli, assicurandosi sempre che il loro grado di essiccazione non sia troppo elevato, con il rischio di generare polvere e alcuni rischi, come l’autoriscaldamento o le reazioni di esplosione.

D/ Incenerimento

Vengono inceneriti quando vengono considerati come rifiuti o come combustibili.

Prevenzione del rischio chimico e metodi di decontaminazione

1 – Come proteggersi?

Esistono diversi modi per proteggersi, sia con dispositivi di protezione collettiva (CPE), come rilevatori di gas (fissi o portatili), docce o un sistema di ventilazione generale, sia con dispositivi di protezione individuale (DPI) adeguati ai rischi riscontrati (ad esempio, una semimaschera monouso FFP2 in presenza di bioaerosol, con filtrazione antigas se necessario; occhiali, maschere, ecc.) una semimaschera monouso FFP2 in presenza di bioaerosol, con filtrazione antigas se necessario; occhiali di protezione, per proteggersi dagli schizzi durante il prelievo di campioni d’acqua nelle vasche o la pulizia con getto d’acqua; guanti impermeabili e lavabili per evitare la contaminazione biologica…).
Per proteggersi dai prodotti chimici, ci sono i classici occhiali, guanti, camice, tute integrali, ma anche attrezzature speciali adatte a una manipolazione specifica. Ad esempio, quando si maneggia l’acido solforico, il materiale dei guanti da indossare dipende dalla sua concentrazione: per l’acido solforico concentrato (>70%), solo i guanti in gomma butilica o in polietilene saranno compatibili. Se invece l’acido è meno concentrato (<30%), i guanti possono essere in gomma (naturale, butile o nitrile), neoprene (policloroprene), polietilene o cloruro di polivinile. .
Ricordate quindi di verificare l’idoneità dei vostri dispositivi di protezione individuale, di indossarli e di regolarli correttamente. Se un DPI si guasta (ad esempio, un buco nel guanto, una sostanza chimica che passa sotto gli occhiali o gocciola sul viso), bisogna reagire rapidamente per lavarlo e impedire che il prodotto abbia il tempo di penetrare e reagire.

2 – Contatto con sostanze chimiche, cosa fare?

Uno schizzo di sostanze chimiche può avere gravi conseguenze per la vittima se non viene affrontato in modo rapido ed efficace.
La catena d’azione generale che proponiamo di seguito prevede di reagire secondo il protocollo raccomandato per la soluzione di lavaggio scelta.

3 – Decontaminarsi, sì, ma con cosa?

Opzione 1: lavaggio ad acqua

Le docce di sicurezza ad acqua sono un’opzione comune nell’industria in generale. Questo lavaggio con acqua deve essere effettuato entro un tempo di risposta ottimale di 10 secondi. Ciò significa che l’impianto deve essere facilmente accessibile in modo che l’operatore colpito da contatto chimico possa iniziare il lavaggio entro questo tempo.
Fortunatamente, gli incidenti non accadono tutti i giorni. Tuttavia, questo significa anche che le docce di sicurezza vengono attivate solo molto raramente, di solito al momento dell’incidente. Questa mancanza di attività provoca il ristagno dell’acqua nella doccia e nella parte specifica dell’erogazione. L’acqua stagnante deposita il calcare, fa arrugginire la doccia e le tubature e si contamina batteriologicamente, rendendola talvolta inutilizzabile in caso di emergenza. Questo è particolarmente importante se la doccia di sicurezza ha un collegamento speciale. Per evitare questo inconveniente, gli standard raccomandano che la doccia venga utilizzata settimanalmente.
Nel caso di squadre che si spostano all’interno degli impianti (come gli addetti alla manutenzione e all’assistenza o gli addetti alla stazione di sollevamento) o della presenza di un impianto di trattamento interno a un complesso industriale, può essere difficile accedere rapidamente alle docce di sicurezza. È quindi interessante poter dotare questi dipendenti di soluzioni mobili, in modo che una soluzione di primo soccorso sia sempre a portata di mano.

Opzione 2: la soluzione DIPHOTERINE®

La soluzione DIPHOTERINE® è una soluzione di lavaggio attivo, che lava e rimuove la sostanza chimica pericolosa più velocemente e con un volume minore.
Ciò consente di rimuovere rapidamente la sostanza chimica presente sul tessuto e che non ha ancora reagito con il tessuto stesso, evitando o limitando la sua azione. Questo riduce il dolore, diminuisce la gravità della lesione e la necessità di cure, riduce notevolmente il numero di docce e i costi di manutenzione e può essere potenzialmente trasportato per iniziare rapidamente la decontaminazione.
Per ottenere la massima efficacia, il lavaggio deve essere iniziato entro il primo minuto dopo lo schizzo. In questo modo l’operatore ha più tempo per raggiungere il punto di lavaggio. I contenitori trasportabili consentono inoltre a qualsiasi operatore di essere equipaggiato per operazioni isolate.

Per saperne di più sui diversi benefici di DIPHOTERINE®, visitate la nostra pagina!

 

Riferimenti principali:

INRS, Station d’épuration des eaux usées – Prévention des risques biologiques (2013)

INRS, Assainissement et traitement des eaux usées (2017)

INRS, Fiches toxicologiques (FT30, FT238, FT154, FT157, FT43, FT5, FT32, FT16, FT51, FT258, FT123, FT13,…)

Officiel Prévention – Santé et sécurité au travail, La prévention des risques professionnels des agents d’assainissement et de traitement des eaux usées (2009)

Officiel Prévention – Santé et sécurité au travail, La prévention de la pollution des eaux

SUEZ International SAS, Memento Degremont^® – Eau et généralités

SUEZ International SAS, Memento Degremont^® – Procédés et technologies

Société Publique de Gestion de l’Eau (SPGE), Fonctionnement d’une station d’épuration

JCFrance Industrie, Comment fonctionne une station d’épuration ? (2022)