9.5 ADSORBIMENTO SU CARBONI ATTIVI

Abbiamo visto come il processo di disinfezione con cloro e suoi derivati possa portare alla formazione di sottoprodotti in grado di impartire odore e sapore. Tra i vari sottoprodotti si possono trovare anche sostanze come i trialometani, la cui presenza nelle acque da destinarsi al consumo umano deve essere evitata, per la potenziale
pericolosità e cancerogenicità.
Una classe di sostanze inquinanti che merita particolare attenzione è quella dei cosiddetti microinquinanti, ovvero sostanze di natura organica che, anche se presenti in bassissime concentrazioni, possono determinare problemi per la salute. In questa classe sono incluse sostanze come pesticidi, erbicidi, composti organo-metallici ed altri. Oltre ad essere pericolose in sé queste sostanze contribuiscono alla formazione di sottoprodotti della disinfezione.
La rimozione di queste sostanze di carattere apolare viene effettuata tramite il trattamento con carboni attivi. Questi sono ottenuti per trattamento ad alta temperatura e sotto vuoto di materiali animali o vegetali, soprattutto noci di cocco, legno, carbone e torba. Vengono prodotti in forma granulare (GAC, Granular Activated Carbon) o in polvere (PAC, Powdered Activated Carbon).

Il processo assicura al prodotto finale una elevatissima porosità e di conseguenza una enorme superficie specifica, che può arrivare sino a 2500 m² per grammo di materiale. Ciò consente l’instaurarsi di legami intermolecolari tipici delle sostanze apolari, come i legami tra dipoli temporanei e dipoli indotti. L’intensità complessiva di questi legami, che si instaurano tra le molecole da rimuovere e la superficie dei carboni attivi, dipende dalla grandezza della molecola e dalla superficie di contatto, caratteristica principale dei carboni attivi.
I carboni attivi trovano applicazione in un gran numero di settori quali, ad esempio, l’industria alimentare, la produzione di zucchero da canna e glucosio dal mais, e le operazioni di purificazione dei prodotti dell’industria farmaceutica. In forma di polveri vengono impiegati per la rimozione di inquinanti gassosi dai fumi di combustione, come i fumi dagli inceneritori che possono contenere diossine policloro bifenili ed altri inquinanti pericolosi.

Meccanismo di azione dei carboni attivi

Nei trattamenti delle acque il carbone attivo si può usare in forma granulare (GAC) all’interno di colonne di filtrazione (v. Fig. 9.18). Queste colonne devono sempre essere precedute da uno stadio di eliminazione totale dei solidi sospesi, senza il quale la torbidità presente andrebbe in breve tempo ad ostruire i passaggi riducendo la superficie disponibile alla formazione di legami.
Periodicamente deve quindi essere effettuato il lavaggio dei filtri. In ogni caso i carboni attivi vanno via via esaurendo la loro capacità di rimozione e vanno sostituiti integralmente.
In alcuni casi è necessario usare il carbone attivo in polvere (PAC). In questo caso il PAC, che viene aggiunto insieme ai coagulanti nei trattamenti di rimozione dei solidi, non può essere recuperato dopo l’impiego e viene smaltito insieme ai fanghi.

Modalità operativa