Salve, cortesemente vorrei sapere quali sono i trattamenti chimici usati per eliminare l’ammoniaca dalle acque reflue.Ringrazio anticipatamente e porgo distinti saluti!

AMMONIACA

L’ ammoniaca NH3, in condizioni ambientali (20°C, 1 Atm)  è sotto forma di gas (Temperatura di fusione: 195 K (-78°C) Temperatura di ebollizione:240 K (-33°C) . Essendo solubile in acqua ed essendo un gas tossico è stato necessario ideare sistemi per eliminarne gli eccessi dagli scarichi idrici.


Forniamo alcuni dati tecnici sull’ammoniaca prima di esaminare come venga eliminata.

Densità (0°C): 0,596 ripetto all’aria

Massa Volumica (20°C, 1 Atm): 0,7714 kg/m3 

Pressione critica: 114,8 barTemperatura critica:132,4°C.

Solubilità in acqua: 1148 Volumi Ammoniaca/ Vol.Acqua (0°C, 1 Atm); 740 Vol./Vol.Acqua (20°C) [517 g/l a 293 K]

Infiammabilità: Aria (1 Atm, 20°C) tra 15% e 27% in volume di ammoniaca; 

Temperatura di infiammabilità: (1 Atm)  690°C.

Tensione di vapore, (26°C): 1013 kPa

Tossicità: L’ammoniaca ha azione irritante sulle mucose della congiuntiva, delle narici e della faringe a
funzione ustionante. La concentrazione massima ammissibile raccomandata nei luoghi di lavoro con esposizione di 8 ore al giorno per 5 giorni alla settimana è di 25 ppM in volume nell’aria. L’ammoniaca ha inoltre effetto ustionante. 


ELIMINAZIONE DI AMMONIACA DA ACQUA DI SCARICO

1) Resine a scambio ionico

Qualora la quantità di acque da trattare sia piccola e la quantità di ammoniaca disciolta sia bassa è possibile utilizzare delle resine a scambio ionico che sequestrano l’ammoniaca. Questi filtri trattengono chimicamente l’ammoniaca in seguito ad una reazione chimica con un reattivo acido (Acido solfonilico, Acido Benzil solfonico, supportato su una resina poliestere).

La resina deve essere poi rigenerata tramite lavaggi con acido cloridrico per liberare nuovamente la resina dall’ammoniaca oppure con altri agenti chimici. Dato i costi dei filtri e della manutenzione occorre utilizzare questi fitri solo per trattamenti localizzati e basse portate di acqua.


2) Filtri a carboni attivi

Sempre in presenza di basse portate di acqua e di contaminazione relativamente piccola è possibile utilizzare filtrazione con filtri a carboni attivi. I filtri si rigenerano in seguito per riscaldamento e l’ammoniaca si disperde nell’atmosfera.


3) Degassazione con DEGASSATORI:

Quando si sia in presenza di grandi quantità e portate di acqua con anche elevati contenuti di amoniaca conviene utilizzare i degassatori. Questi sono costituiti da torri cilindrice in cui si inietta l’acqua contaminata dall’alto come pioggia (tramite deflettori) ed a cui è applicata una pressione ridotta. E’ anche possibile riscaldare leggermente l’acqua di scarico poco prima di iniettarla nelle docce.

Dato che la solubilità di un gas è inversamente proporzionata alla temperatura ambiente e del liquido, a temperature maggiori l’ammoniaca si separa dall’acqua. La dispersione a pioggia e la pressione ridotta facilitano l’evaporazione  ed il desorbimento del gas che viene poi aspirato esternamente nell’atmosfera. L’insufflaggio di aria calda che disperde e riscalda le goccioline di acqua da trattare completa il processo nel caso non venga applicato il vuoto (pressione ridotta).

Per facilitare  la liberazione dell’amminiaca l’acqua di scarico viene trattata con sostanze basiche (NaOH, NaHCO3, Na2CO3) al fine di spostare l’equilibrio dell’ammoniaca verso l’ammoniaca libera (NH3) , anzichè verso lo ione ammonio (NH4+) secondo le reazioni seguenti.

Ambiente acido:   NH3 + H2O + H+   –> NH4+  + OH

Ambiente neutro: NH3 + H2O <-/-> NH4+ + OH

Ambiente basico: NH4+ OH- –> NH3 + H2O

Nella figura seguente è rappresentato uno schema di un impianto per degassazione dell’acqua (Fonte: http://digilander.libero.it/francescocannizzaro/Processi%20di%20condizionamento%20delle%20acque.htm

L’acqua contenente ammoniaca entra nella parte alta della torre di degassazione e viene fatta gocciolare a doccia su dei piatti e delle canaline in cui passa in controcorrente aria calda. In questo modo l’aria calda trascina vina goccioline (nebbie) e ammoniaca gassosa, mentre l’acqua restante cade verso il fondo. L’acqua trattata viene collettorizzata alla base della torre. Le goccioline di nebbia vengono fatte precipitare tramite delle varriere poste alla sommità della torre.

Da notare che abbimao eliminato l’ammoniaca dall’acqua, ma l’abbiamo immessa nell’atmosfera.