CO2 e O2: alleati indispensabili per il trattamento degli effluenti farmaceutici

Le aziende del settore pharma trovano nel diossido di carbonio e nell’ossigeno delle soluzioni efficaci e competitive per affrontare complesse sfide ambientali, come il controllo dell’alcalinità aggressiva dei loro effluenti e l’eliminazione dei microinquinanti. Le proposte di Air Liquide.

Di fronte all’inasprimento delle normative europee sugli scarichi industriali, il settore farmaceutico deve valutare attentamente come eseguire il trattamento dei propri effluenti.Per la neutralizzazione del pH e l’eliminazione dell’inquinamento organico, due gas – CO₂ O₂ – possono essere considerati come soluzioni performanti, in alternativa ai processi convenzionali.

Rigide norme di scarico

L’acqua, risorsa vitale e sempre più rara in alcune regioni, è oggi al centro di un imperativo industriale e normativo di primaria importanza. Di fronte a requisiti ambientali crescenti, in particolare l’obbligo di rispettare rigide norme di scarico, le aziende farmaceutiche si trovano ad affrontare una duplice sfida: controllare l’alcalinità aggressiva dei loro effluenti e garantire l’eliminazione dei microinquinanti.

La pressione normativa sui limiti di scarico e sull’alcalinità degli effluenti in Europa è infatti in aumento. In particolare in Italia, dal primo gennaio 2025 e in conformità con una nuova direttiva europea, l’industria farmaceutica è obbligata a farsi carico di almeno l’80% dei costi di ammodernamento degli impianti di depurazione per ridurre i microinquinanti.

Per adeguarsi alle normative e, al tempo stesso, per ottimizzare le prestazioni senza dover sostenere ingenti investimenti, l’industria si sta orientando verso un’alternativa sicura e competitiva: l’iniezione di gas industriali, e più specificamente diossido di carbonio (CO₂) e ossigeno (O₂). Due gas che offrono una risposta tecnica ed economica alle sfide della moderna depurazione.

CO₂, l’agente anti-corrosione e anti-sovradosaggio

La neutralizzazione è una reazione chimica indispensabile che mira a riportare il pH degli effluenti a un valore prestabilito, spesso vicino alla neutralità (pH 7), prima dello scarico. Il problema è che nella maggior parte delle industrie, e in particolare in quella farmaceutica, le acque di lavaggio utilizzate contengono prodotti alcalini (pH > 7) e devono quindi essere riportate a un pH che generalmente non superi 8,5 per rispettare la normativa.

Solitamente questa acidificazione viene realizzata utilizzando acidi forti o minerali (come l’acido solforico o cloridrico). Un approccio che però presenta seri svantaggi:

– Rischi per la sicurezza e di sovradosaggio
Questi prodotti sono corrosivi sia per gli operatori che per le attrezzature. La loro manipolazione richiede procedure specifiche e mette a rischio la sicurezza di chi li adopera. Inoltre, gli acidi forti, anche in piccole quantità, possono causare una sovra-acidificazione (pH troppo basso, potenzialmente <5,5) e portare alla non conformità degli scarichi.

– Inquinamento secondario
L’uso di acidi forti genera un inquinamento secondario salino (sotto forma di cloruri o solfati). Questi sottoprodotti danneggiano l’equilibrio dell’ambiente.

Ecco perché, fra le alternative, l’iniezione di CO2 si impone come la soluzione più sicura ed efficace per la neutralizzazione degli effluenti alcalini. Il CO2 disciolto in acqua forma acido carbonico, un “acido debole”. Questa caratteristica conferisce al CO2 un “effetto tampone” naturale che facilita una regolazione precisa. A differenza degli acidi minerali, l’iniezione di diossido di carbonio garantisce di rientrare sempre nelle norme di scarico, poiché impedisce al pH di scendere al di sotto di 6, anche in caso di sovradosaggio.

Inoltre i vantaggi del CO₂ vanno oltre la conformità normativa:

– Nessun rischio per gli operatori
Il CO₂ è chimicamente inerte prima di combinarsi con l’acqua. La sua iniezione non richiede quindi alcuna manipolazione pericolosa, eliminando il rischio di incidenti legati alla miscelazione con altri prodotti.

– Attrezzature preservate
Il diossido di carbonio non genera corrosione su tubi, cemento o attrezzature, aumentandone la durata e riducendo i costi di manutenzione.

– Un bilancio ambientale migliore
La neutralizzazione con CO₂ non ha effetti collaterali e non genera inquinamento salino secondario.

– Costi sotto controllo
Con costi di investimento (Capex) limitati e costi operativi (Opex) contenuti, il ricorso al diossido di carbonio si rivela assolutamente vantaggioso.

Quali soluzioni adottare?

Con la soluzione per la regolazione del pH, Air Liquide propone un servizio “tutto in uno” che si basa sulla fornitura di CO₂ e di tecnologie di iniezione adatte all’impianto del cliente potendo contare su di un mix di esperienza e competenza che garantiscono un supporto personalizzato in tutte le fasi del progetto (diagnosi del fabbisogno, studio e progettazione della soluzione, installazione, messa in servizio e monitoraggio nel tempo delle performance dell’impianto).

L’ossigeno puro, un accelerante per la biodegradabilità

Oltre all’iniezione di CO₂ per bilanciare il pH, un altro gas, l’ossigeno (O₂), si rivela prezioso, questa volta, per accelerare l’eliminazione dei composti biodegradabili. Questo processo si basa sui “fanghi attivi”, microrganismi che digeriscono l’inquinamento organico disciolto (come grassi e oli).

Questi batteri, detti “aerobici”, richiedono un apporto ottimale di ossigeno. Spesso, questa ossigenazione viene effettuata tramite l’iniezione di aria ambiente. Un metodo che presenta una capacità di trasferimento di ossigeno intrinsecamente limitata. In caso di picchi di inquinamento (legati a lotti di produzione o a fluttuazioni stagionali) o di sovraccarico del flusso inquinante, gli impianti possono saturarsi rapidamente. Queste variabili portano a un trattamento inefficace e a rischi di non conformità.

L’iniezione di O₂ puro nei bacini biologici permette di superare i limiti intrinseci dell’aria ambiente. Aggiungiamo che l’ossigeno puro si dissolve meglio nell’acqua rispetto all’aria, il che decuplica la respirazione dei fanghi attivi e accelera lo sviluppo dei microrganismi.

Con numerosi vantaggi:

– Una maggiore capacità di trattamento
L’iniezione di O₂ puro aumenta la capacità di trattamento complessiva dell’impianto fino al 50%. Ciò consente di far fronte ai picchi di inquinamento senza dover costruire nuovi bacini.

– Costi operativi ridotti
L’efficienza energetica viene notevolmente migliorata. L’utilizzo di ossigeno puro porta a una significativa riduzione del fabbisogno energetico rispetto all’iniezione di aria naturale, per trasferire la stessa quantità di ossigeno. Il risultato è una riduzione dei costi operativi.

– Meno schiume
L’O₂ puro è considerato la soluzione più economica ed efficace per eliminare il fenomeno del “foaming” (formazione di schiuma), spesso causato da batteri filamentosi o tensioattivi. Elimina anche gli odori sgradevoli, mentre le emissioni di Composti Organici Volatili (COV), che si verificano in caso di carenza di ossigeno, vengono ridotte fino al 90%.

– Una migliore gestione dei fanghi
L’ossigeno favorisce una migliore decantazione dei fanghi e aiuta a controllare efficacemente il trattamento.

Le soluzioni proposte

Air Liquide propone diversi dispositivi di iniezione di ossigeno (Turboxal o Ventoxal) progettati per adattarsi agli impianti esistenti. Soluzioni sufficientemente flessibili da rispondere a un’esigenza temporanea (fasi di lavoro, urgenze) o permanente.

L’offerta Air Liquide per il trattamento biologico è la garanzia di una soluzione competitiva e completa che integra attrezzature appropriate per adattarsi all’impianto e un supporto su misura per aiutare il cliente a portare a termine il progetto, dalla diagnosi dell’impianto esistente alla progettazione della soluzione, installazione e messa in servizio.

Con l’impiego di CO₂ e O₂, l’industria farmaceutica dispone di soluzioni efficaci, competitive e in grado di adattarsi alle infrastrutture esistenti. Soluzioni per rispondere alla complessità delle sfide ambientali attuali e future.

Per maggiori informazioni consulta gli esperti di Air Liquide.