ELIMINAZIONE DEL FLUORO DALLE ACQUE POTABILI - di Zilio S.p.A. -

1. ELIMINAZIONE DEL FLUORO DALLE ACQUE POTABILI- di Zilio S.p.A. - • Fondamenti di chimica-fisica • Scelta del processo: FLUOR - ANDEL

2. IL PROBLEMA DEL FLUORO • Il fluoro è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo F e come numero atomico il 9. È un gas alogeno di colore giallognolo, velenoso, ed è l'elemento chimicamente più reattivo e con la maggior elettronegatività. Nella sua forma pura è altamente pericoloso, causa gravi ustioni chimiche a contatto con la pelle. • L’acqua per il consumo umano non deve contenere più di 1,5 mg/lt di fluoro in conformità ai requisiti fissati dalla normativa sull’acqua potabile attualmente in vigore (D.Lgs 02/02/2001 n. 31) Le acque minerali che contengono un valore superiore a 1.5 mg/L di fluoruri deve riportare una indicazione esplicita sulla etichettatura (Decreto 11 settembre 2003 in attuazione della Direttiva 2003/40/CE). Secondo la normativa vigente appare perciò evidente come la concentrazione dei fluoruri in acqua destinata al consumo umano vada controllata e, se necessario, ridotta per soddisfare il limite di norma relativo.

3. IL PROBLEMA DEL FLUORO • Il fluoruro è un neurotossicodello sviluppo, ad indicare che ha effetti sul sistema nervoso del feto in sviluppo a dosi che non sono tossiche invece per la madre. Tale neurotossicità si manifesterà come ridotto quoziente intellettivo ed alterazioni comportamentali. • Esso provoca fluorosi, che si manifesta con denti screziati, decolorati, macchiati fino a significative erosioni dello smalto stesso • Il fluoruro inibisce o altera l’azione di una lunga lista di enzimi importanti per il metabolismo, la crescita, la regolazione cellulare. • Secondo la normativa vigente appare perciò evidente come la concentrazione dei fluoruri in acqua destinata al consumo umano vada controllata e, se necessario, ridotta per soddisfare il limite di norma relativo.

4. PRESENZA DEL FLUORO • Il fluoro è il più elettronegativo e reattivo degli elementi chimici. Risultato della estrema reattività del fluoro è la possibilità di trovarlo in natura solo in forma complessa. La crosta terrestre contiene in media 540 ppm di fluoruro, tale valore fa sì che il fluoro sia il 13° elemento più frequente. • Molte pietre magmatiche contengono fluoruro per lo 0.08%. Il più importante materiale per la presenza dello ione fluoruro è la fluorite (CaF2). Ma il fluoruro si trova anche nella criolite, apatite, mica e molti altri silicati. Il fluoruro combinato è trovato in tracce nei molti organismi vegetali ed animali.

5. TRATTAMENTO DI ABBATTIMENTO DEL FLUORO DALLE ACQUE POTABILI DA SOTTOSUOLO Recentemente, la nuova normativa relativa al valore massimo consentito nelle acqua potabile per quanto riguarda la presenza di fluoro ha fissato il seguente limite: Limite massimo accettabile (LMA) D.Lgs 31/01 1,5 mg/lt 31/12/2005 Molti siti di adduzione di acqua ad uso potabile soprattutto nel nord e nel centro Italia superano regolarmente il limite di legge per quanto riguarda il parametro fluoro.

6. POSSIBILI TECNOLOGIE APPLICABILI PER L’ELIMINAZIONE DEL FLUORO • Filtrazione meccanica con osmosi inversa • Eliminazione dello ione fluoruro per passaggio su filtri con materiale filtrante assorbente

7. OSMOSI INVERSA • Questo processo viene spesso discusso in quanto ad effettiva efficacia. • Oltre a ciò non risulta selettivo verso il fluoro ma al contrario trattiene gran parte dei sali disciolti nell’acqua impoverendola da questo punto di vista ed alterandone pesantemente le caratteristiche chimico-fisiche iniziali.

8. SVANTAGGI DELL’OSMOSI INVERSA • Alto costo energetico. • Elevate quantità (dal 20 al 50 % della portata di acqua da trattare in ingresso) di acqua allo scarico in quanto fortemente carica di fluoro. • Le membrane tendono allo “scaling” (sporcamento) il che richiede normalmente una acidificazione e condizionamento dell´acqua da trattare. • Il contenuto di sali minerali nell’acqua viene in genere ridotto a livelli cosi bassi che un uso diretto come acqua per il consumo umano non è consentito.

9. ASSORBIMENTO • Molti acquedotti con problemi di fluoro sono relativamente di dimensioni modeste e non hanno a disposizione personale per la manutenzione ed il controllo. Da ciò deriva la necessita di avere impianti di poca manutenzione, controllo e di dimensioni compatte. • La soluzione in questo caso sono gli impianti che applicano la tecnica dell’ ASSORBIMENTO.

10. SCELTA DELLA TECNOLOGIA DI ELIMINAZIONE DEL FLUORO • L’utilizzo di impianti pilota e successivamente l’applicazione del metodo dell’assorbimento su scala industriale ha permesso di verificare come il materiale filtrante Fluor - Andel®, composto prevalentemente da un speciale granulato prodotto sinteticamente, risulti essere la scelta economicamente e tecnicamente migliore per eliminare la presenza di fluoruro dalle acque destinate al consumo umano.

11. I MATERIALI FILTRANTI • Materiale filtrante selettivo con matrice attiva FLUOR - ANDEL

12. I PRINCIPALI PUNTI DI FORZA DEI MATERIALI FILTRANTI • Negli ultimi anni è stato possibile rilevare sperimentalmente come il materiale filtrante con matrice attiva abbia un’ottima percentuale di rimozione del fluoro (99 %). • Il processo è in grado di rimuovere il fluoro dalle acque potabili garantendo il rispetto dei limiti di legge fissati per tale parametro.

13. MATERIALE FILTRANTE • Il materiale filtrante FLUOR - ANDEL è un prodotto sinteticodi ultima generazione con una elevata capacità di assorbimento • In Germania vi sono ben 14 impianti di questo tipo e in Italia solo la Zilio S.p.a. può vantare un know-how dimostrato dall’installazione e dal corretto funzionamento di 2 impianti e la realizzazione di altri 3 nei prossimi mesi.

14. IMMAGINE ESEMPLIFICATIVA DI AGGREGAZIONE DI DEPOSITI DI FLUORITE

15. VANTAGGI DEL FLUOR - ANDEL • Il trattamento su materiale filtrante con matrice attiva FLUOR – ANDEL è un processo di ultima generazione che richiede poca manutenzione e controllo. Tale trattamento si compone di più fasi operative: - FILTRAZIONE - RIGENERAZIONE - RISCIACQUO E CONTROLAVAGGIO • La tecnologia applicata si adatta maggiormente alle varie caratteristiche di qualità delle acque da trattare.

16. SCHEMA 3D DI UN IMPIANTO PILOTA PER L’ELIMINAZIONE DEL FLUORO TRAMITE FLUOR - ANDEL

17. SCHEMA 3D DI UN IMPIANTO INDUSTRIALE PER L’ELIMINAZIONE DEL FLUORO E ARSENICO TRAMITE FLUOR - ANDEL

18. SCELTA DEL PROCESSO Criteri di base per la scelta del processo sono: • Qualità dell’acqua per il consumo umano • Consumo di acqua • Sicurezza • Economia • Flessibilità

19. PROGETTAZIONE DI UN IMPIANTO PER L’ELIMINAZIONE DEL FLUORO Devono essere definite: • La composizione dell’acqua da trattare • Qualità dell’acqua da trattare e capacità dell’impianto • Processi di trattamento già in opera • Situazione edilizia • Consumo di prodotti chimici e loro costo • Grado di automatizzazione • Presenza di personale e qualificazione

20. RACCOMANDAZIONI • La variabilità della composizione chimica delle acque, le ampie possibilità di combinazione dei differenti processi di trattamento e differenti situazioni logistiche non permettono di definire a priori quale sia il migliore impianto. • Nel caso concreto si consiglia quindi di usare sempre un consulente esperto del problema sia per consigliare il committente come per il susseguente accompagnamento della progettazione.

21. IMPIANTO PILOTA L’uso di un impianto pilota é in molti casi assai raccomandabile IMPIANTO PILOTA CARATTERISTICHE TECNICHE Portata: 3,6 m3/h Concentrazione Fluoro in ingresso: 2,6 ppm 2 FILTRI IN SERIE Diametro: 1,0 m Altezza: 2,1 m

22. IMPIANTO PILOTA L‘utilizzo di un impianto pilota permette di arrivare ad un più corretto dimensionamento per quanto riguarda l‘impianto industriale. Soprattutto nel caso di un impianto pilota che abbia, in scala ridotta, caratteristiche industriali, come l‘impianto Zilio S.p.a.

23. IMPIANTO PILOTA L’alto grado di automazione permette la gestione semplice e sicura degli impianti. Inoltre permette il controllo delle varie fasi funzionali anche da remoto tramite connessione GSM, EDGE, UMTS, ISDN, ADSL.

24. IMPIANTO PILOTA L’applicazione di sistemi di controllo in linea permettono il monitoraggio continuo del corretto svolgimento delle fasi di rigenerazione programmate

25. IMPIANTO INDUSTRIALE IN FASE DI REALIZZAZIONE Fasi di realizzazione di un impianto per l’abbattimento del fluoro. CARATTERISTICHE TECNICHE Portata: 100 m3/h Concentrazione Fluoro in ingresso: 3,8 ppm 3 FILTRI IN PARALLELO Diametro: 2,8 m Altezza: 4,5 m

26. IMPIANTO INDUSTRIALE IN FASE DI REALIZZAZIONE

27. LE QUALITA’ DELFLUOR - ANDEL Test e sperimentazione sul campo sono il motore del seguente sviluppo della nuova generazione di materiali filtranti selettivi, rappresentati : FLUOR - ANDEL • Alta capacità di assorbimento del fluoro. • Buone proprietà meccaniche: – Prodotto secco – Facile da movimentare – Stabile nel trasporto e nello stoccaggio – Materiale di elevata omogeneità nelle caratteristiche dimensionali • Fonte di approvvigionamento affidabile.

28. RELAZIONE TECNICA SU SPERIMENTAZIONE RIGUARDO A FILTRAZIONE TRAMITEFLUOR - ANDEL DI SEGUITO VERRANNO PRESENTATI I DATI TECNICI IN FORMA GRAFICA RELATIVI AGLI IMPIANTI REALIZZATI TALI DATI E LE RELATIVE SOLUZIONI TECNICHE SVILUPPATE ALL’INTERNO DELLA RICERCA E SVILUPPO ZILIO S.P.A. CI HANNO PERMESSO DI SVILUPPARE L’ATTUALE TECNOLOGIA PER L’ABBATTIMENTO DEL FLUORO E DI RENDERLA SEMPLICE E RIPRODUCIBILE PER OGNI TIPOLOGIA DI ACQUE POTABILI DA TRATTARE.