{"id":5020,"date":"2023-03-09T10:27:27","date_gmt":"2023-03-09T10:27:27","guid":{"rendered":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/?p=5020"},"modified":"2023-11-06T08:10:19","modified_gmt":"2023-11-06T08:10:19","slug":"industria-carta-e-cartone-determinazione-degli-inquinanti","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/03\/09\/industria-carta-e-cartone-determinazione-degli-inquinanti\/","title":{"rendered":"Cartiere e ambiente: gli inquinanti della produzione della carta"},"content":{"rendered":"\n<p>L\u2019acqua \u00e8 sicuramente una risorsa fondamentale nella <strong>produzione della carta<\/strong>, un processo che richiede consumi molto elevati sia per produrre la pasta di carta che per fornire energia sotto forma di vapore o raffreddamento ed essicazione. Ne deriva, quindi, la necessit\u00e0 di sviluppare ed applicare <strong>tecniche di ottimizzazione dei consumi di acqua<\/strong>, come ad esempio il <strong>riciclo delle acque di processo<\/strong>. Per il trattamento vengono impiegate tecniche varie, quali la filtrazione, la sedimentazione, la flottazione e il trattamento biologico, che incidono profondamente sulla qualit\u00e0 e sulla riduzione dei volumi dei reflui di processo.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/09\/ABanner-articolo-1024x184.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-5503\" width=\"830\" height=\"154\"\/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<h2>Gli inquinanti prodotti dalle cartiere<\/h2>\n\n\n\n<p>I grandi volumi di <strong>acque reflue<\/strong> e di <strong>fanghi residui<\/strong> prodotti dalle cartiere presentano una serie di criticit\u00e0 per quanto riguarda il trattamento e lo scarico. Gli inquinanti sono diversi a seconda del processo e del prodotto finale (carta tissue, cartone o carta speciale) e possono includere solidi sospesi (fibre, minerali, colloidi), solidi disciolti, composti organici clorurati e, in particolare, <a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/glossario\/aox\/\">alogenuri organici assorbibili (AOX)<\/a>, elevati tenori di <a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/glossario\/cod-domanda-chimica-di-ossigeno\/\">COD (domanda chimica di ossigeno) <\/a>e <a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/glossario\/bod-biochemical-oxygen-demand\/\">BOD (domanda biologica di ossigeno)<\/a>.<\/p>\n\n\n\n<p>La <strong>riduzione dell\u2019uso di acque \u201cblu\u201d<\/strong> negli impianti (mutuando il termine in uso nella terminologia impiegata nel <em>water footprint assessment<\/em>), ovvero acque superficiali o freatiche utilizzate per la produzione di pasta di legno e carta, \u00e8 quindi uno dei punti focali della <strong>Direttiva CE 2014\/687\/UE<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<h2>La direttiva europea sulle emissioni industriali<\/h2>\n\n\n\n<p>Secondo la direttiva europea sulle emissioni industriali (IED) \u00e8 necessario sviluppare e implementare le \u201c<em>Migliori Tecniche Disponibili &#8211; Best Available Techniques\u201d <\/em>(MTD-BAT) per le <strong>acque reflue prodotte dagli scarichi della produzione di cellulosa, carta e cartone<\/strong>. Il documento di riferimento sulle BAT (BREF) indica tra i vari parametri <a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/glossario\/determinazione-carbonio-organico\/\">TOC (Carbonio Organico Totale)<\/a>, <strong>TNb<\/strong> (Azoto Totale legato), <strong>AOX<\/strong> (Alogenuri Totali Adsorbibili), <strong>COD<\/strong> (Domanda Chimica di Ossigeno) e <strong>BOD5<\/strong> (richiesta Biochimica di Ossigeno). La <strong>BAT 10<\/strong> indica proprio questi, tra gli altri, come <strong>parametri da monitorare nelle acque<\/strong>, la periodicit\u00e0 e le metodiche di riferimento (EN, ISO e norme nazionali).<\/p>\n\n\n\n<h2>I parametri da monitorare nelle acque<\/h2>\n\n\n\n<p>Qui di seguito in <em>Tabella 1<\/em> vengono riportati i parametri identificati nella BAT10 <strong>come indicati nel documento della Regione Lombardia<\/strong>. Puoi trovare il testo integrale qui:<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/www.regione.lombardia.it\/wps\/wcm\/connect\/e6526e6c-33d9-431c-a7ee-cde5137e6b9c\/ALLEGATO_Indirizzi+BAT+CARTIERE+_+12+10+2016.pdf.pdf?MOD=AJPERES&amp;CACHEID=e6526e6c-33d9-431c-a7ee-cde5137e6b9c\">Indirizzi per l\u2019applicazione delle conclusioni sulle Migliori Tecniche Disponibili (MTD-BAT) per la produzione di carta e cartone<\/a><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/image-7.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-5053\" width=\"688\" height=\"471\" srcset=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/image-7.png 975w, https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/image-7-300x206.png 300w, https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/image-7-768x526.png 768w\" sizes=\"(max-width: 688px) 100vw, 688px\" \/><figcaption><em>Tabella 1<\/em> &#8211; <em>(1) Per motivi economici e ambientali si registra una tendenza a sostituire il parametro COD con il parametro TOC. Se il TOC \u00e8 gi\u00e0 misurato in quanto parametro chiave di processo, non \u00e8 necessario misurare il COD; \u00e8 tuttavia necessario stabilire una correlazione fra i due parametri per la fonte di emissioni specifica e la fase di trattamento delle acque reflue.<\/em><br><em>(4) Applicabile se nei processi si fa uso di EDTA o DTPA (agenti chelanti).<\/em><br><em>(5) Non applicabile agli impianti che dimostrino di non generare n\u00e9 aggiungere AOX attraverso additivi chimici e materie prime. \u201c<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>Il parametro di riferimento per valutare il carico inquinante delle acque reflue \u00e8 tuttora considerato il <strong>BOD5<\/strong> (<strong>domanda biochimica di ossigeno in 5 giorni<\/strong>). L\u2019affidabilit\u00e0 di questo parametro deriva dal fatto che riproduce fedelmente, almeno per quanto riguarda l\u2019inquinamento di origine biologica, ci\u00f2 che avviene in natura.<\/p>\n\n\n\n<p>Purtroppo, la determinazione del BOD5 richiede un <strong>tempo di analisi molto lungo<\/strong>: 5 sono i giorni necessari ai batteri per \u201cabituarsi\u201d agli inquinanti presenti e procedere alla loro degradazione. \u00c8 chiaro, quindi, che risulta complicato valutare nell\u2019immediato la qualit\u00e0 di un refluo misurando il BOD5.<\/p>\n\n\n\n<p>Per aggirare questo problema si \u00e8 pensato di utilizzare il <strong>COD (domanda chimica di ossigeno)<\/strong>, che prevede l\u2019ossidazione degli inquinanti per via chimica anzich\u00e9 per via biologica. La correlazione tra BOD5 e COD \u00e8 per\u00f2 legata ad un certo grado di <strong>incertezza<\/strong>, perch\u00e9 il COD considera come \u201cmateriale ossidabile\u201d anche vari ioni inorganici; peraltro, il metodo prevede l\u2019uso di <strong>sostanze nocive per l\u2019ambiente<\/strong>, come il dicromato e i sali di mercurio, per cui non \u00e8 molto sostenibile a livello ambientale.<\/p>\n\n\n\n<p>Come descritto anche nelle note della tabella relativa alla BAT, per motivi sia ambientali che economici \u00e8 sempre pi\u00f9 diffusa, quindi, la <strong>sostituzione del parametro COD con il parametro TOC<\/strong>. Il passaggio dai valori di COD a quelli di TOC non \u00e8 sempre facile, ma \u00e8 possibile ricavare dei fattori di correlazione con buona attendibilit\u00e0. Le motivazioni sono chiare e gi\u00e0 ampiamente descritte in <a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2021\/03\/08\/acque-reflue-toc-o-cod\/\">questo articolo<\/a> sul nostro blog.<\/p>\n\n\n\n<p>Chiaramente il riferimento all\u2019impatto ambientale del metodo per la determinazione del COD si riferisce alla metodica classica con utilizzo di sostanze nocive. Diverso \u00e8 se la determinazione del COD viene eseguita con una tecnica alternativa come quella che vedremo in questo articolo.<\/p>\n\n\n\n<p>La nostra attenzione quindi si focalizzer\u00e0 sulla determinazione dei vari parametri e sulle soluzioni analitiche che possono rendere queste determinazioni efficienti e veloci.<\/p>\n\n\n\n<h2><strong><strong><strong>Determinazione del TOC e TNb<\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n<h3>Preparazione del campione<\/h3>\n\n\n\n<p>L\u2019acqua di processo della produzione di cellulosa e carta contiene spesso una elevata quantit\u00e0 di solidi sospesi (fibre di cellulosa) che potrebbe creare <strong>problemi di ostruzione<\/strong> delle vie di iniezione di un sistema analitico. Per questa determinazione la soluzione analitica proposta da FKV \u00e8 l\u2019utilizzo dell&#8217;<a href=\"https:\/\/fkv.it\/prodotti\/analisi-chimiche\/analisi-toc-ic-ec-npoc-doc\/multi-n-c-2100-s-%E2%80%93-analizzatore-di-toc-e-tn-in-campioni-liquidi-e-solidi-con-correzione-del-flusso\">analizzatore TOC multiNC 2100S<\/a> di <a href=\"https:\/\/fkv.it\/rappresentate\/analytik-jena\">Analytik Jena<\/a>. Questo sistema \u00e8 dotato di tecnologia di iniezione diretta in fornace senza utilizzo di tubi o valvole. Il campione viene iniettato direttamente nella fornace ad elevata temperatura e gestito tramite una siringa con ago di diametro interno di 0,7mm, consentendo cos\u00ec una facile gestione del particolato. Il sistema, se dotato di campionatore automatico, permette inoltre di agitare in modo costante il campione durante l\u2019iniezione in modo da rendere l\u2019analisi pi\u00f9 omogenea e affidabile.<\/p>\n\n\n\n<p>Nella <em>Tabella 2<\/em> riportata di seguito sono stati raccolti i dati di uno studio condotto su campioni provenienti da diverse fasi del processo di produzione di cellulosa e carta con valori di TOC e TNb piuttosto variabili.<\/p>\n\n\n\n<p>In virt\u00f9 di tale variabilit\u00e0, si \u00e8 scelto di calibrare lo strumento in un range molto ampio (il software di gestione dello strumento consente di caricare fino a 3 curve di calibrazione differenti). Questo ha permesso la determinazione di campioni a concentrazioni molto diverse tra di loro, come riportato in <em>Tabella 2<\/em>.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/image-3.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-5022\" width=\"696\" height=\"251\" srcset=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/image-3.png 1010w, https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/image-3-300x108.png 300w, https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/image-3-768x277.png 768w\" sizes=\"(max-width: 696px) 100vw, 696px\" \/><figcaption><em>Risultati TOC, TNb e COD e fattore di correlazione<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>All\u2019interno della tabella sono stati riportati anche i valori di COD ottenuti in laboratorio al fine di evidenziare una eventuale <strong>correlazione tra i due parametri<\/strong>. In una logica pi\u00f9 ampia, questo tipo di studio deve essere corredato di un numero di dati pi\u00f9 esteso e soprattutto va condotto in relazione al tipo di matrice specifica.<\/p>\n\n\n\n<p>In generale, l\u2019analisi del TOC e del TNb per combustione prevede l\u2019<strong>acidificazione del campione<\/strong> (solitamente con HCl) seguito da una fase di \u201cpurging\u201d per assicurare l\u2019allontanamento dei composti inorganici. Per assicurarsi che il tempo di purging del campione sia stato sufficiente \u00e8 possibile anche impostare nel software una prima iniezione in cui si determiner\u00e0 il solo TIC e non il TOC.<\/p>\n\n\n\n<h3>Fase analitica<\/h3>\n\n\n\n<p>La fase analitica prevede l\u2019iniezione del campione in <strong>fornace ad elevata temperatura<\/strong> per la completa <strong>ossidazione del campione<\/strong>. Il sistema Analytik Jena permette di raggiungere i 980\u00b0C, temperatura che garantisce la completa ossidazione anche di campioni con elevato contenuto di solidi. Il campione, una volta ossidato, passa attraverso il detector NDIR per la determinazione del carbonio e ChD per la determinazione dell\u2019azoto.<\/p>\n\n\n\n<p>Un ulteriore fattore che permette di avere analisi affidabili e ripetibili \u00e8 il sistema brevettato VITA \u00ae Flow Management integrato, che permette di registrare il segnale NDIR, indipendentemente dalle fluttuazioni del flusso di gas di misura, consentendo di ottenere risultati molto affidabili. Allo stesso tempo, il sistema registra il flusso del gas di misura e compensa le fluttuazioni mediante standardizzazione computerizzata del segnale NDIR ad una portata costante.<\/p>\n\n\n\n<p>Un metodo alternativo per la determinazione dell&#8217;azoto e ricorrere al <a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/glossario\/analisi-kjeldhal\/\">metodo Kjeldahl<\/a> come descritto in questo articolo:<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2022\/10\/04\/determinazione-azoto-su-acque\/\">Determinazione dell&#8217;azoto sulle acque<\/a><\/p>\n\n\n\n<h3>Determinazione dell&#8217;AOX<\/h3>\n\n\n\n<p>Un altro parametro importante e incluso nelle determinazioni delle acque utilizzate nei processi di produzione di carta e cartone \u00e8 l\u2019<strong>AOX<\/strong>. In questo articolo abbiamo approfondito l\u2019argomento in modo dettagliato:<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2022\/05\/26\/determinazione-dellaox-su-acque-reflue-secondo-iso-9562\/\">ISO 9562: determinazione degli AOX su acque reflue<\/a><\/p>\n\n\n\n<h3>Determinazione del COD<\/h3>\n\n\n\n<p>Le fasi di delignificazione e lavaggio della polpa di cellulosa richiedono volumi elevati di sostanze chimiche sbiancanti che contribuiscono in modo significativo alla maggiore contaminazione da COD tipica di queste acque reflue.<\/p>\n\n\n\n<p>La determinazione del parametro COD con il <strong>metodo convenzionale<\/strong> comporta l\u2019utilizzo di sostanze nocive ed <strong>elevata produzione di rifiuti pericolosi<\/strong>. La possibilit\u00e0 di utilizzare un metodo alternativo ma affidabile potrebbe fornire la chiave per un corretto controllo di questo parametro, soprattutto quando non \u00e8 possibile correlarlo al TOC.<\/p>\n\n\n\n<p>L&#8217;<a href=\"https:\/\/fkv.it\/prodotti\/analisi-chimiche\/analisi-cod\/pecod\">analizzatore COD PeCOD<\/a> di <a href=\"https:\/\/fkv.it\/rappresentate\/mantech\">Mantech<\/a> \u00e8 l&#8217;<strong>alternativa ecologica, sicura, veloce<\/strong> e accurata alla determinazione del COD con metodo tradizionale. PeCOD \u00e8 in grado di eseguire un\u2019analisi dei COD in 15 minuti senza alcuna preparativa. Data la velocit\u00e0 e la semplicit\u00e0 del metodo \u00e8 possibile eseguire il monitoraggio in modo continuo per una maggiore efficienza. Questo strumento elimina l\u2019utilizzo di mercurio, bicromato e acido concentrato, impiegando invece TiO2 nanometrico come fase attiva nel processo di ossidazione fotocatalitica. Il biossido di titanio ha un\u2019elevata capacit\u00e0 di ossidazione (+3,2 V) rispetto al bicromato ed \u00e8 in grado di ossidare un&#8217;ampia gamma di composti organici.<\/p>\n\n\n\n<p>Per avere maggiori dettagli su questa tecnologia innovativa leggi questo articolo:<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2022\/09\/15\/qualita-acque-monitoraggio-del-cod\/\">I parametri richiesti per il monitoraggio della qualit\u00e0 delle acque<\/a><\/p>\n\n\n\n<p>Il PeCOD \u00e8 in grado di misurare solo il COD solubile (sCOD), quindi i solidi sospesi &gt;50 \u03bcm devono essere rimossi prima dell&#8217;analisi del campione. L\u2019intervallo analitico \u00e8 compreso tra 0,7 mg\/L e 15000 mg\/L di COD senza diluizione. \u00c8 possibile configurare lo strumento sia in modalit\u00e0 automatica che online. Nella prima configurazione l\u2019analisi viene gestita con un autocampionatore nel quale vengono inseriti le soluzioni che vengono analizzate in modo sequenziale. Nella seconda configurazione, invece, il sistema \u00e8 collegato direttamente con l\u2019impianto ed esegue la determinazione in modo continuo.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-large\"><img loading=\"lazy\" width=\"904\" height=\"553\" src=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Figura2.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-5753\" srcset=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Figura2.jpg 904w, https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Figura2-300x184.jpg 300w, https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/wp-content\/uploads\/2023\/11\/Figura2-768x470.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 904px) 100vw, 904px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p>In <em>Figura 2<\/em> \u00e8 possibile vedere la comparazione tra i campioni di acque reflue misurati con il peCOD con il metodo tradizionale. Si osserva una forte correlazione tra i due metodi (R2 = 0,9956) che garantisce l\u2019<strong>efficacia di tale tecnologia<\/strong> per l\u2019impiego nell&#8217;industria della cellulosa e della carta.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00c8 necessario implementare le migliori tecniche disponibili per le acque reflue prodotte dagli scarichi della produzione di cellulosa, carta e cartone.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":5024,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[57],"tags":[380,391,434,121,232],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.0 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Cartiere e ambiente: gli inquinanti della produzione della carta - FKV<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"\u00c8 necessario implementare le migliori tecniche disponibili per le acque reflue prodotte dagli scarichi della produzione di cellulosa, carta e cartone.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2023\/03\/09\/industria-carta-e-cartone-determinazione-degli-inquinanti\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"it_IT\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Cartiere e ambiente: gli inquinanti della produzione della carta - 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